GV : Khi phóng điện với một nguồn điện ( 15kV) giữa 2 điện cực bằng kim loại gắn vào 2 đầu một ống thuỷ tinh kín trong đó còn rất ít không khí (gần nh chân không) thấy thành ống thuỷ tinh phát sáng màu lục nhạt chứng tỏ điều gì ? HS : Phải có chùm tia không nhìn thấy đợc phát ra từ cực âm đập vào thành ống. GV : Ngời ta gọi chùm tia đó là những tia âm cực (phát ra từ cực âm). HS : Chùm tia không nhìn thấy phát ra từ cực âm gọi là tia âm cực. GV : Trên đờng đi của tia âm cực nếu ta đặt một chong chóng nhẹ thấy chong chóng quay chứng tỏ điều gì ? HS : Tia âm cực là một chùm hạt chuyển động rất nhanh. GV : Hạt vật chất trong tia âm cực có mang điện hay không ? Mang điện dơng hay âm ? Làm thế nào chứng minh đợc điều này ? HS : Có thể đặt ống phóng tia âm cực giữa 2 bản điện cực mang điện trái dấu. Nếu tia âm cực mang điện thì nó phải lệch về phía bản điện cực mang điện ngợc dấu GV : Minh hoạ qua thí nghiệm mô phỏng hoặc mô tả Tia âm cực lệch về phía bản điện cực dong. Vậy tia âm cực là chùm hạt mang điện dơng hay âm ? HS : Tia âm cực là chùm hạt mang điện âm. GV kết luận : Ngời ta gọi những hạt tạo thành tia âm cực là electron (kí hiệu là e). Electron có mặt ở mọi chất, nó là một trong những thành phần cấu tạo nên nguyên tử của mọi nguyên tố hoá học. HS : Tia âm cực là chùm hạt electron (e). Electron tạo nên lớp vỏ nguyên tử của mọi nguyên tố hoá học. b) Khối lợng và điện tích của electron GV : Yêu cầu HS đọc và ghi khối lợng và điện tích electron vào vở. HS : m e = 9,1. 10 31 kg = 9,1. 10 28 g 0,00055u. GV : Để biểu thị khối lợng của nguyên tử và các tiểu phân của nó, ngời ta dùng đơn vị khối lợng nguyên tử, kí hiệu là u (atomic mass unit) : Một u là 1 12 khối lợng của một nguyên tử đồng vị cacbon 12 (có giá trị là 19,9265. 10 27 kg). 1u = 27 19,9265.10 kg 12 = 1,6605. 10 27 kg = 1,6605. 10 24 g. GV : Electron có điện tích âm và có giá trị q e = 1,602. 10 19 culông, đó là điện tích nhỏ nhất nên đợc dùng làm điện tích đơn vị (đtđv) : q e = 1 HS : q e = 1,602. 10 19 C = 1 Hoạt động 2 (10 phút) 2. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử GV đặt vấn đề : ở trên chúng ta đã biết nguyên tử chứa các hạt electron mang điện tích âm mà nguyên tử thì trung hoà về điện. Vậy chắc chắn phải chứa những phần tử mang điện tích dơng. Để chứng minh điều này, chúng ta tiến hành tím hiểu thí nghiệm của Rơ-dơ-pho đợc minh hoạ ở hình 1.4 (SGK). GV : Mô tả thí nghiệm ở hình 1.4 (sử dụng hình vẽ phóng to hoặc mô phỏng thí nghiệm bằng máy tính) : Sử dụng chất phóng xạ rađi phóng ra một chùm hạt nhân anpha ( ) mang điện tích dơng, có khối lợng gấp khoảng 7500 HS : Nghiên cứu các thiết bị của thí nghiệm và mục đích của chúng. lần khối lợng của electron, qua khe hở nhỏ về phía tấm bia bằng vàng mỏng, xung quanh là màn huỳnh quang hình vòng cung, phủ ZnS để quan sát các hạt bắn về các phía (màn sẽ loé sáng khi có hạt bắn vào). GV thông báo kết quả thí nghiệm. Hầu hết các hạt xuyên qua tấm vàng mỏng. Một số ít hạt (khoảng 1/10000 tổng số hạt ) bị bật trở lại. Kết quả này chứng tỏ điều gì ? HS : Hầu hết các hạt xuyên qua tấm vàng mỏng chứng tỏ nguyên tử không phải là những hạt đặc khít mà có cấu tạo rỗng. Các hạt tích điện dơng, chúng bị lệch đờng đi hoặc bị bật trở lại chúng đến gần các phần tử tích điện dơng nên bị đẩy. GV hớng dẫn HS kết luận : Nguyên tử có cấu tạo rỗng, hạt nhân của nguyên tử mang điện dơng nằm ở tâm của nguyên tử và có kích thớc nhỏ bé so với kích thớc của nguyên tử. Xung quanh hạt nhân có các electron tạo nên vỏ nguyên tử khối lợng nguyên tử hầu nh tập trung ở hạt nhân. Vì chỉ có một phần rất nhỏ các hạt bị lệch hớng các hạt tích điện dơng trong nguyên tử gây nên va chạm chỉ chiếm một thể tích rất nhỏ trong nguyên tử. HS : Ghi kết luận. Hoạt động 3 (10 phút) 3. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử GV đặt vấn đề : Hạt nhân nguyên tử còn phân chia đợc nữa không, hay nó đợc cấu tạo từ những hạt nhỏ nào ? a) Sự tìm ra proton GV : Mô tả thí nghiệm của Rơ-dơ-pho năm 1918 : Khi bắn phá hạt nhân nguyên tử nitơ bằng hạt , ông đã thấy xuất hiện hạt nhân nguyên tử oxi và một loại hạt có khối lợng 1,6726.10 27 kg mang một đơn vị điện tích dơng, đó là proton. GV : Kết luận: Hạt proton (p) là một thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. HS : Ghi kết luận và nhận xét Hạt proton (p) là một thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. GV : Khối lợng và điện tích hạt nhân proton là bao nhiêu ? (hắt máy chiếu các thông tin về hạt proton) q p = 1,602 . 10 19 C = e 0 = 1+ m p = 1,6726 . 10 27 kg 1u b) Sự tìm ta nơtron GV : Năm 1932, Chat-uých dùng hạt bắn phá hạt nhân nguyên tử Beri thấy xuất hiện một loại hạt mới không mang điện : hạt nơtron. HS : Nghe và ghi thông tin. GV : Hắt máy chiếu thông tin về hạt nơtron : Nơtron cũng là một thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. q n = 0 ; m n = 1,6748 . 10 27 kg u. c) Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử GV : Vậy từ các thí nghiệm trên, hãy kết luận về cấu tạo hạt nhân nguyên tử ? HS : Nêu kết luận (SGK tr 7). ii. kích thớc v khối lợng nguyên tử (10 phút) Hoạt động 4 (5 phút) 1. Kích thớc GV : Nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có kích thớc khác nhau. Nếu HS : Đơn vị để đo kích thớc nguyên tử và các hạt p, n, e là nanomet (nm) hình dung nguyên tử nh một quả cầu trong đó có các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân, thì nó có đờng kính khoảng 10 10 m con số này hoặc angstron ( ) : 1nm = 10 9 m = 10 1 = 10 10 m = 10 8 cm là rất nhỏ, nên ngời ta thờng dùng đơn vị nanomet (nm) hay angstrom ( ) để biểu diễn kích thớc của nguyên tử và các hạt p, n, e. Chú ý : 1nm = 10 9 m = 10 1 = 10 10 m = 10 8 cm GV thông báo : Đờng kính nguyên tử khoảng 10 1 nm. Đờng kính của hạt nhân nguyên tử khoảng 10 5 nm. Đờng kính của electron, proton vào khoảng 10 8 nm. HS : Ghi các kết luận thông báo của GV. Kết luận : Các electron có kích thớc rất nhỏ bé chuyển động xung quanh hạt nhân trong không gian rỗng của nguyên tử. Hoạt động 5 (5 phút) 2. Khối lợng GV : Cần phân biệt khối lợng nguyên tử tuyệt đối và tơng đối : a) Khối lợng tuyệt đối là khối lợng thực của một nguyên tử, bằng tổng khối lợng của tất cả các hạt trong nguyên tử : m = m p + m n + m e . HS : Khối lợng nguyên tử tuyệt đối là khối lợng thực của một nguyên tử m = m p + m n + m e . Ví dụ : Khối lợng nguyên tử H là : m H = 1,67. 10 24 g Khối lợng nguyên tử C là : m C = 19,92. 10 24 g HS : Ghi ví dụ. b) Khối lợng tơng đối của một nguyên tử là khối lợng tính theo đơn vị nguyên tử (u) với quy ớc : 1u = 1 12 khối lợng tuyệt đối của một nguyên tử 12 C. HS : Khối lợng tơng đối của một nguyên tử là khối lợng tính theo đơn vị nguyên tử (u). GV : Vậy 1u bằng bao nhiêu gam ? GV : Công thức (1) dùng để chuyển đơn vị giữa u và g hoặc ngợc lại. HS : 1u = 24 19,92.10 12 = 1,66. 10 24 g (1) Ví dụ : Tính khối lợng nguyên tử tơng đối của nguyên tử H biết m H = 1,67. 10 24 g. HS : Theo (1) ta có : KLNT (H) = 24 24 1,67.10 1u 1,66.10 . Chú ý : Khối lợng nguyên tử dùng trong bảng tuần hoàn chính là khối lợng tơng đối gọi là nguyên tử khối. HS : Ghi chú ý. Hoạt động 6 (5 phút) củng cố bài Bài tập về nhà : 1, 2, 3, 4, 5 (SGK). D. t liệu tham khảo Năm 1901, Perrin đề xuất mô hình hành tinh : "Mỗi nguyên tử gồm hai phần : một phần là một hay nhiều khối tích điện dơng rất mạnh, kiểu nh Mặt Trời dơng mà điện tích rất lớn, còn phần kia là những hạt nhỏ, kiểu nh những hành tinh âm, những khối này chuyển động do tác dụng của những lực điện và điện tích âm tổng cộng bằng đúng điện tích dơng, do đó nguyên tử là một hệ trung hoà điện ". Năm 1903, Thomson đề xuất mô hình tiểu cầu : "Nguyên tử là một quả cầu nhỏ có điện tích dơng, những electron chuyển động bên trong quả cầu này ". Năm 1911, Rutherford làm thí nghiệm tán xạ hạt bởi lá vàng mỏng. Kết quả cho thấy mô hình Thomson là không đúng. Do đó Rutherford đã sửa đổi Nguyên tử Proton (p) Nơtron ( n ) trung hoà điện Vỏ (các electron) mang điện âm q e = q p = 1,6. 10 19 C = 1 = e 0 m e = 9,1. 10 28 g 0,00055u Lõi (hạt nhân) mang điện dơng q p = +1,6. 10 19 C = 1+ =e 0 m p = 1,67. 10 24 g 1u q n = 0 (không mang điện) m n = m p = 1u mô hình hành tinh nh sau : "Một hạt nhân trung tâm duy nhất tích điện dơng, các electron quay quanh hạt nhân theo những quỹ đạo tròn ". Những mô hình cổ điển này không nhất quán. Khi chuyển động trên những quỹ đạo tròn, các electron có gia tốc pháp tuyến khác không, mà theo vật lí cổ điển, thì hạt tích điện có gia tốc sẽ phát năng lợng liên tục, dẫn đến năng lợng của nguyên tử giảm liên tục và electron dần dần sẽ rơi vào hạt nhân Nguyên tử là một hệ không bền vững. Năm 1913, Bohr đã khắc phục tính không nhất quán của mô hình Rutherford bằng cách vận dụng thuyết lợng tử hoá của Plank và chấp nhận muốn cho quỹ đạo trên là bền vững thì bán kính r của quỹ đạo và vận tốc v của electron phải thoả mãn hệ thức : m e . v. r = n. với n N * và h 2 = gọi là hằng số Plank rút gọn. Chuẩn của vectơ vận tốc v liên hệ với bán kính r theo hệ thức : 2 oe e1 v. 4m r = ( o là lợng tử năng lợng tính theo hệ thức o = h). Điều kiện lợng tử hoá m e vr = n dẫn đến hệ thức : 22 22 oo 22 ee 4 rn. n. m.e .m.e == Đại lợng 22 oo 22 ee 4 m.e .m.e = này đồng nhất với độ dài, nên theo truyền thống, nó đợc gọi là bán kính Bohr và kí hiệu là a o : 22 oo o 22 ee 4 a m.e .m.e == Những quỹ đạo bền vững của electron là những vòng tròn có bán kính r sao cho r = n 2 .a o . Có thể suy ra những giá trị tơng ứng của năng lợng toàn phần E của nguyên tử. Vì r bị lợng tử hoá bởi n nên E cũng bị lợng tử hoá bởi n theo biểu thức : 4 2 e n 22 2 2 ooo m.e 1e1 E. . 8. .h n 8. . .a n == Từ những mức năng lợng của mô hình Bohr và từ giả thuyết Einstein về năng lợng của photon với tần số V, có thể suy ra dáng vẻ của phổ nguyên tử hiđro. Tuy nhiên mô hình Bohr không thể giải thích đợc phổ của những nguyên tử khác nguyên tử hiđro. Đây là một hạn chế lớn của mô hình này. Nhiều dữ kiện thực nghiệm khác (ví dụ hiệu ứng Comptom) đã thúc đẩy các nhà vật lí mở rộng lỡng tính sóng hạt ra cho tất cả các vi hạt nh đã làm với photon và môn cơ học sóng của de Broglie đã xuất hiện trong hoàn cảnh đó. Công trình của de Broglie đợc bổ sung bằng những công trình của Schrodinger, Heisenberg, Pauli và Dirac và thờng đợc gọi phổ biến là Vật lí lợng tử và đã mở ra cho hoá học một lĩnh vực lí thú đó là Hoá học lợng tử. e. hớng dẫn giải bi tập trong sgk 1. Câu đúng là B. 2. Câu đúng là D. 3. Câu đúng là C. 4. Tỉ số về khối lợng của electron so với proton. 31 27 9,1095.10 kg 1 1,6726.10 kg 1836 Tỉ số về khối lợng của electron so với nơtron : 31 27 9,1095.10 kg 1 1,6748.10 kg 1839 . 5. a) Khối lợng riêng của chất rắn tính theo công thức : 3 3 m(g) d(g/cm) V(cm ) = . Thể tích của 1 nguyên tử Zn là : 3 4 Vr 3 = r = 1,35. 10 1 nm = 1,35. 10 8 cm = 83 4 V .3,14(1,35.10 ) 3 = 10,29. 10 24 cm 3 . Khối lợng của 1 nguyên tử Zn là : 65. 1,66. 10 24 = 107,9. 10 24 g 3 24 g Zn 24 3 cm 107,9.10 g d10,48 10,29.10 cm == Chú ý : Giá trị khối lợng riêng này tơng ứng với giả thiết tất cả các nguyên tử Zn đợc xếp khít vào nhau sao cho không còn chỗ trống nào trong tinh thể (tinh thể đặc khít). Thực tế, trong tinh thể, các nguyên tử Zn chỉ chiếm hơn 70% thể tích, phần còn lại là rỗng nên thực tế khối lợng riêng của Zn là 7,3 g/cm 3 . b) Tính khối lợng riêng của hạt nhân nguyên tử Zn : Thể tích hạt nhân nguyên tử Zn là 3 4 Vr 3 = r = 2. 10 6 nm = 2. 10 13 cm == = 3133393 44 V r .3,14.(2.10 ) 33,49.10 cm 33 Thực tế, hầu nh toàn bộ khối lợng của nguyên tử tập trung ở hạt nhân nên khối lợng của hạt nhân là : 65. 1,66. 10 24 = 107,9. 10 24 g Khối lợng riêng của hạt nhân nguyên tử Zn là : 3 24 15 g 39 3 cm 107,9.10 g 3, 22.10 33,49.10 cm = Tiết 4 hạt nhân nguyên tử nguyên tố hoá học. đồng vị [...]... HS : m12p = 1, 6 726 10 2 7kg ì 12 = 12 e Tính nguyên tử khối của Mg và tỉ = 20 ,0 7 12 10 2 7kg số khối lợng của electron trong nguyên m12n = 1, 6748 10 2 7kg ì 12 = tử so với khối lợng toàn nguyên tử ? = 20 ,0976 10 2 7kg m12e = 9 ,10 9 5 10 3 1kg ì 12 = = 0, 010 9 10 2 7kg Khối lợng nguyên tử Mg = m ( 12 p + 12 n + 12 e) = = 40 ,17 97 10 2 7kg Khối lợng nguyên tử Mg tính ra u : 40 ,17 97 .10 27 kg 24 ,19 7u 1, 6605 .10 27 kg Nguyên... HS : Na có 11 p, 11 e và 23 11 = 12 n A = 23 , Z = 11 Tính số hạt cơ bản p, n và e trong nguyên tử Na ? ii nguyên tố hoá học ( 12 phút) Hoạt động 4 (5 phút) 1 Định nghĩa GV đặt vấn đề : Tính chất hoá học của một nguyên tố phụ thuộc vào số electron và do đó phụ thuộc vào số đơn vị điện tích hạt nhân Z của nguyên tử các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân Z thì có cùng tính chất hoá học GV chiếu... nguyên tử của HS : Z1Na = 11 nguyên tố Natri ? Hoạt động 6 (5 phút) 3 Kí hiệu nguyên tử GV : Chiếu lên màn hình, kí hiệu một HS : Ghi kí hiệu nguyên tử nguyên tử : X : Kí hiệu hoá học của nguyên tố A Z X Z : Số hiệu nguyên tử (số đơn vị điện tích hạt nhân) A : Số khối (A = Z + N) GV : Nguyên tử Na có 11 p, 11 e và 12 n HS : A = 11 + 12 = 23 Hãy cho biết kí hiệu nguyên tử Na ? 23 11 Na GV : Kí hiệu... tích, khối lợng các hạt q p = 1 + cơ bản (p, n, e) Hạt nhân (p, n) q n = 0 m = m = 1u n p q e = q p = 1 Lớp vỏ electron (e) me = 0, 00055u GV : Gọi 1 HS khác làm nhanh bài tập HS : Làm bài tập trắc nghiệm 1, 2, 3 (SGK) và 2 HS khác lên bảng làm bài tập 4, 5 (SGK) GV : Nhận xét và cho điểm i hạt nhân nguyên tử (10 phút) Hoạt động 2 (5 phút) 1 Điện tích hạt nhân GV : ở bài trớc các em đã biết hạt... Nguyên tử khối của Mg : 24 , 20 39 u = 24 , 20 39 1u Tỉ số : Khối lợng các e = Khối lợng nguyên tử Mg = 0, 010 9 .10 27 kg 40 ,17 97 .10 27 kg = 0,00 027 0,0003 GV kết luận : HS : Ghi kết luận Khối lợng của e quá nhỏ bé (khoảng 3 phần vạn của khối lợng toàn nguyên tử) Khối lợng của nguyên tử Khối lợng của hạt nhân = mp + mn Vì khối lợng của mỗi hạt proton hoặc nơtron đều xấp xỉ 1 u Nguyên tử khối coi... làm bài tập (SGK) GV : Nhận xét và cho điểm IV nguyên tử khối v các nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hóa học Hoạt động 2 (10 phút) 1 Nguyên tử khối GV : Nêu định nghĩa về nguyên tử khối HS : Ghi định nghĩa theo SGK : Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lợng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lợng nguyên tử (u) GV : Biết nguyên tử Mg có 12 p, 12 n và HS : m12p = 1, 6 726 ... nguyên tố hoá học (nguyên tố cùng một nguyên tố hoá học có cùng hiđro) gọi là các đồng vị Vậy một em số proton nhng khác nhau về số nơtron nên số khối (A) của chúng khác hãy cho biết khái niệm đồng vị ? nhau GV : Hiđro trong tự nhiên là hỗn hợp của 3 đồng vị : 1 1 H (99,984 số nguyên tử) 2 1 H (0, 016 số nguyên tử) 3 1 H (rất ít) Hoạt động 8 (3 phút) củng cố bài tập về nhà Bài tập : 1, 2 (SGK) hạt nhân... : Kí hiệu nguyên tử oxi : 16 8 HS : Nguyên tử O có 8p, 8e và 8n O Hãy cho biết nguyên tử O có bao nhiêu p, n, e ? iii đồng vị Hoạt động 7 (10 phút) GV : Hãy tính số p, số n, của các HS : Trả lời nguyên tử sau : Proti : Chỉ có 1p, không có n 1 1 H (Proti) 2 1 H (Đơteri) 3 1 H (Triti) Đơteri : 1p, 1n Triti : 1p, 2n GV : Hãy cho biết điểm chung của các HS : Đều có cùng proton (1p) nên có nguyên tử trên... nguyên tố hoá học đồng vị (tiếp) A Mục tiêu 1 HS hiểu đợc khái niệm đồng vị 2 Biết cách tính nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hoá học B Chuẩn bị của GV v HS GV : Phóng to hình 1. 4 (SGK) HS : Ôn lại khái niệm hạt nhân nguyên tử, nguyên tố hoá học c tiến trình bi giảng Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 1 (5 phút) kiểm tra bi cũ v chữa bi tập GV : Gọi 3 HS làm bài tập số 1, 2 và 4 HS... tố hoá học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân GV : Tất cả các nguyên tử có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân là 11 đều thuộc nguyên tố natri Chúng đều có 11 p và 11 e GV : Cho đến nay, ngời ta biết khoảng 92 nguyên tố hoá học có trong tự nhiên và khoảng 18 nguyên tố nhân tạo đợc tổng hợp trong các phòng thí nghiệm hạt nhân (GV chiếu bảng tuần hoàn lên màn hình) Hoạt động 5 (2 phút) 2 Số hiệu . 10 27 kg. m 12 n = 1, 6748. 10 27 kg ì 12 = = 20 ,0976. 10 27 kg. m 12 e = 9 ,10 9 5. 10 31 kg ì 12 = = 0, 010 9 . 10 27 kg. Khối lợng nguyên tử Mg = m ( 12 p + 12 n + 12 e) = = 40 ,17 97. 10 27 kg. . của 1 nguyên tử Zn là : 3 4 Vr 3 = r = 1, 35. 10 1 nm = 1, 35. 10 8 cm = 83 4 V .3 ,14 (1, 35 .10 ) 3 = 10 , 29 . 10 24 cm 3 . Khối lợng của 1 nguyên tử Zn là : 65. 1, 66. 10 24 = 10 7 ,9. 10 24 g. unit) : Một u là 1 12 khối lợng của một nguyên tử đồng vị cacbon 12 (có giá trị là 19 , 926 5. 10 27 kg). 1u = 27 19 , 926 5 .10 kg 12 = 1, 6605. 10 27 kg = 1, 6605. 10 24 g. GV : Electron