Skkn môn hóa học thpt phương pháp giải bài tập chương cấu tạo nguyên tử

  • Số trang: 13 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 14 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: “PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG CẤU TẠO NGUYÊN TỬ” Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn A. MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN SÁNG KIẾN, KINH NGHIỆM Chương “Cấu tạo nguyên tử” là chương lí thuyết chủ đạo, bản thân nó chứa đựng nhiều nội dung mới và khó với học sinh THPT, vì thế giúp học sinh biết, hiểu và vận dụng được nội dung của chương để giải quyết những vấn đề mà các em gặp phải trong quá trình học bộ môn Hoá Học là rất quan trọng. Xuất phát từ thực tế đó tôi xin đưa ra một vài ý kiến trong đề tài sáng kiến, kinh nghiệm: “Phương pháp giải bài tập chương cấu tạo nguyên tử” (lớp 10 nâng cao) để quí thầy cô và các em học sinh tham khảo và góp ý kiến. II. LỊCH SỬ CỦA SÁNG KIẾN, KINH NGHIỆM Từ thực tế giảng dạy và tiếp thu ý kiến của của các thầy, cô trong tổ bộ môn Hoá Học và các em học sinh lớp 10 (Học chương trình nâng cao) trường THPT Số 1 Văn Bàn, tôi nhận thấy việc phân dạng bài tập lí thuyết và bài tập định lượng liên quan đến nội dung của chương có ý nghĩa vô cùng lớn. Không những giúp các em học sinh có điều kiện mở rộng và tìm hiểu sâu thêm về thế giới vi mô mà còn phát triển được óc tư duy logic, sáng tạo ... từ đó trang bị cho học sinh kĩ năng học tập, nghiên cứu được tập làm một nhà khoa học. Đối với giáo viên, quá trình lồng ghép nội dung, phương pháp giải bài tập sẽ tạo ra mối quan hệ hai chiều từ đó giúp giáo viên nắm được hiệu quả giáo dục về các mặt: Nhận thức, thái độ, quan điểm, xu hướng hành vi của học sinh. Từ những lợi ích đó mà đề tài sáng kiến, kinh nghiệm “Phương pháp giải bài tập chương cấu tạo nguyên tử” (lớp 10 nâng cao) đã được xây dựng và hoàn thành. III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU SÁNG KIẾN, KINH NGHIỆM Giúp giáo viên và học sinh có điều kiện tìm hiểu sâu hơn về cấu tạo nguyên tử, tạo tiền đề cho quá trình tìm hiểu, nghiên cứu cấu tạo chất. IV. NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nhiệm vụ của đề tài Kiểm tra, đánh giá quá trình nhận thức của học sinh, giáo viên có điều kiện nâng cao hiệu quả giáo dục. 2. Phương pháp nghiên cứu của đề tài Chủ yếu đi sâu phân dạng bài tập theo chủ đề; kết hợp lồng ghép: lí thuyết bài tập, bài tập - lí thuyết để kiểm tra, đánh giá học sinh. VI. GIỚI HẠN (PHẠM VI) NGHIÊN CỨU Chương 1: “NGUYÊN TỬ” - SGK HOÁ HỌC 10; sách bài tập HOÁ HỌC 10 hai ban (cơ bản và nâng cao) và các tài liệu tham khảo của NXB Giáo dục. 1 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn B. NỘI DUNG I. TÓM TẮT NỘI DUNG LÍ THUYẾT CƠ BẢN CỦA CHƯƠNG KÝch th−íc, khèi l−îng nguyªn tö §iÖn tÝch: 1+ Khèi l−îng: 1u H¹t nh©n nguyªn tö §iÖn tÝch: 0 N¬tron (n) Khèi l−îng: 1u §iÖn tÝch: 1Vá nguyªn tö Electron (e) Khèi l−îng: 5,5.10-4u Proton (p) Nguyªn tö Gåm c¸c e cã n¨ng l−îng gÇn b»ng nhau. Obitan nguyªn tö Obitan nguyªn tö KÝ hiÖu: n = 1 2 3 4 ... K L M N ... Sè obitan: n2 Gåm c¸c e cã n¨ng l−îng b»ng nhau. CÊu tróc vá nguyªn tö Ph©n líp e KÝ hiÖu: s p d f Sè obitan: 1 3 5 7 Nguyªn lÝ Pau - li Sù ph©n bè e Nguyªn lÝ v÷ng bÒn Quy t¾c Hun TrËt tù møc n¨ng l−îng CÊu h×nh e nguyªn tö §Æc ®iÓm e líp ngoµi cïng §iÖn tÝch h¹t nh©n (Z+): Z = sè p = sè e Nguyªn tè ho¸ häc Sè khèi (A): A = Z + N §ång vÞ Nguyªn tö khèi trung b×nh: A = 2 2 aA + bB 100 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn II. TÓM TẮT CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN 1. Dạng 1: - Xác định khối lượng nguyên tử. - Các bài toán về độ rỗng của nguyên tử, của vật chất và tỉ khối hạt nhân nguyên tử khi biết kích thước nguyên tử, hạt nhân và số khối. Kiến thức cần nắm vững: + Nguyên tử được cấu tạo bởi 3 hạt cơ bản : e, p, n. Khối lượng hạt e là : 9,1094.10-28 (g) hay 0,55.10-3 u Khối lượng hạt p là :1,6726.10-24 (g) hay 1 u Khối lượng hạt n là :1,6748.10-24 (g) hay 1 u + Khối lượng nguyên tử : m NT = me + mn + mn . Do khối lượng của cac hạt e rất nhỏ, nên coi khối lượng nguyên tử m NT = mn + mn . + Khối lượng riêng của một chất : D = m . V 4 3 + Thể tích khối cầu : V = π r 3 ; r là bán kính của khối cầu. + Liên hệ giữa D và V ta có công thức : D = m 4 .3,14.r 3 3 2. Dạng 2: Các dạng bài tập liên quan đến các hạt tạo thành một nguyên tử. Kiến thức cần nắm vững: - Tổng số hạt cơ bản (x) = tổng số hạt proton (p) + tổng số hạt nơtron (n) + tổng số hạt electron (e). Do p = e nên (x) = 2p + n. - Sử dụng bất đẳng thức của số nơtron (đối với đồng vị bền có 2 ≤ Z ≤ 82 ): p ≤ n ≤ 1,5 p để lập 2 bất đẳng thức từ đó tìm giới hạn của p. 3. Dạng 3: Dạng bài tập tìm số khối, phần trăm đồng vị và khối lượng nguyên tử (nguyên tử khối) trung bình. Kiến thức cần nắm vững: Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị, nên khối lượng nguyên tử của các nguyên tố đó là khối lượng nguyên tử trung bình của hỗn hợp các đồng vị. M = ∑ xi M i ∑x Với i i: 1, 2, 3, …, n. 3 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn xi : số nguyên tử (hay tỉ lệ % của nguyên tử). Mi : nguyên tử khối (số khối). Phương pháp: - Gọi x, (hoặc a) và M1 lần lượt là thành phần % (hoặc số nguyên tử) và nguyên tử khối của đồng vị thứ nhất. - Gọi y, (hoặc b) và M2 lần lượt là thành phần % (hoặc số nguyên tử) và nguyên tử khối của đồng vị thứ hai. Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố là M Sau đó lập sơ đồ đường chéo: M2 - M I x (a) ... M1 M II y (b) ... M2 Từ sơ đồ, có: M1 - M x M2 - M a M2 - M = (hoặc: = ). b M1 - M y M1 - M Lấy giá trị tuyệt đối của biểu thức trên được giá trị cần xác định. 4. Dạng 4: Dựa vào cấu hình electron xác định nguyên tố là phi kim hay kim loại và cho biết tính chất hóa học của chúng. Kiến thức cần nắm vững: a. Trong nguyên tử các electron chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao theo dãy: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s … Để nhớ ta dùng quy tắc Klechkowsky 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f… 6s 6p 6d 6f… 7s 7p 7d 7f… Khi viết cấu hình electron trong nguyên tử của các nguyên tố. + Đối với 20 nguyên tố đầu cấu hình electron phù hợp với thứ tự mức năng lượng. VD: 19K cấu hình electron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1. + Đối với nguyên tử thứ 21 trở đi cấu hình electron không trùng mức năng lượng, nên mức năng lượng 3d lớn hơn 4s. Ví dụ : 26Fe. Mức năng lượng : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6. Cấu hình electron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2. 4 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn + Cấu hình electron của một số nguyên tố như Cu, Cr, Pd … có ngoại lệ đối với sự sắp xếp electron lớp ngoài cùng, vì để cấu hình electron bền nhất. VD: Cu có Z = 29 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1. (đáng lẽ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2, nhưng electron ngoài cùng nhảy vào lớp trong để có mức bão hòa và mức bán bão hòa). b. Xác định nguyên tố là phi kim hay kim loại. + Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng là kim loại (trừ nguyên tố hiđro, heli, bo). + Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng là phi kim. + Các nguyên tử có 8 electron lớp ngoài cùng là khí hiếm. + Các nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng nếu ở chu kỳ nhỏ là phi kim, ở chu kỳ lớn là kim loại. 5. Dạng 5: Bài tập liên quan đến các số lượng tử Kiến thức cần nắm vững: - Số lượng tử chính (n ∈ N*). Số lượng tử này xác định năng lượng của e trong nguyên tử (E = − 2π 2 me4 , trong đó m: là khối lượng electron; e: là điện tích n2 h2 của electron; h: là hằng số Pơlăng có giá trị = 6,625 es.s). - Số lượng tử phụ (l) qui định hình dạng AO (l = 0; AOs. l = 1; AOp. l = 2; AOd. l = 3; AOf ...) và xác định mô men động lượng M của electron (M = m.v.r) theo công thức: M = h 2π l (l + 1) nó gồm các giá trị từ 0 đến n – 1 (như vậy ứng với một giá trị của n sẽ có n giá trị của l). - Số lượng tử từ (ml) xác định hình chiếu mô men động lượng của electron trên trục z; Mz = h m , nó qui định số AO trong cùng một phân lớp. Số lượng tử từ 2π gồm các giá trị từ - l đến + l. Như vậy, ứng với một giá trị của l có 2l + 1 giá trị của ml hay ứng với một giá trị của n có n2 giá trị của ml. - Số lượng tử spin (ms) mô tả hình chiếu mô men động lượng riêng của electron, ms có hai giá trị (-1/2 và +1/2). III. BÀI TẬP ÁP DỤNG Dạng 1: Ở 200C DAu = 19,32 g/cm3. Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Au là những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể. Biết khối lượng nguyên tử của Au là 196,97. Tính bán kính nguyên tử của Au? Hướng dẫn: Thể tích của 1 mol Au: V Au = 196,97 = 10,195 cm 3 . 19,32 5 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn Thề tích của 1 nguyên tử Au: 10,195. Bán kính của Au: r = 3 75 1 . = 12,7.10 − 24 cm 3 . 23 100 6,023.10 3V 3.12,7.10 −24 3 = = 1,44.10 −8 cm . 4.π 4.3,14 Dạng 2: a. Nguyên tử của một nguyên tố có cấu tạo bởi 115 hạt. Hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 25 hạt. Xác định A; N của nguyên tử trên. Hướng dẫn: Theo đầu bài, có : p + e + n = 115. Mà: p = e nên ta có 2p + n = 115 (1). Mặt khác : 2p – n = 25 (2). ⎧2 p + n = 115 giải ra ta được ⎩2 p − n = 25 Kết hợp (1) và (2) ta có : ⎨ ⎧ p = 35 ⎨ ⎩n = 45 Vậy A = 35 + 45 = 80. b. Xác định cấu tạo hạt (tìm số e, số p, số n), viết kí hiệu nguyên tử của nguyên tố sau, biết (tổng số hạt cơ bản của nguyên tố đó là 13). Hướng dẫn: Theo đầu bài, có : p + e + n = 13. Mà : e = p nên có : 2p + n = 13 ⇒ n = 13 – 2p (*). Đối với đồng vị bền có : p ≤ n ≤ 1,5 p (**) . Thay (*) vào (**) ta được: p ≤ 13 − 2 p ≤ 1,5 p . 13 ⎫ ≈ 4,3 ⎪⎪ 3 ⎬ ⇒ 3,7 ≤ p ≤ 4,3 ⇒ p = 4 ⇒ n = 5 . 13 13 − 2 p ≤ 1,5 p ⇔ 3,5 p ≥ 13 ⇒ p ≥ ≈ 3,7 ⎪ ⎪⎭ 3,5 p ≤ 13 − 2 p ⇔ 3 p ≤ 13 ⇒ p ≤ Vậy e = p = 4. A = 4 + 5 = 9 . Ký hiệu : 49 X . Dạng 3: Đồng có 2 đồng vị 2963Cu và 2965 Cu . Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Tìm tỉ lệ khối lượng của 2963Cu trong CuCl2 . Hướng dẫn: Đặt % của đồng vị 2963Cu là x, ta có phương trình: 63x + 65(1 – x) = 63,54 ⇒ x = 0,73 63 Vậy 29 Cu % = 73%. M CuCl = 134,54 . 2 Thành phần % của 2 đồng vị Cu trong CuCl2 : Thành phần % của 2963Cu trong CuCl2 : 6 63,54 = 0,47 = 47% . 134,54 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn Trong 100g CuCl2 có 47g là Cu (cả 2 đồng vị). trong hỗn hợp 2 đồng vị 2963Cu và 2965 Cu thì đồng vị 2963Cu chiếm 73%. Vậy khối lượng 2963Cu trong 100g CuCl2 là : 47.73 = 34,31% . 100 Dạng 4 và 5: Phi kim X có electron sau cùng ứng với 4 số lượng tử có tổng đại số là 2,5. Xác định X và cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn. Biết rằng electron trong X lần lượt chiếm các obitan bắt đầu từ m có trị số nhỏ trước. Hướng dẫn: Từ dữ kiện của đề, có: n + l + ml + ms = 2,5. TH1: ms = -1/2 ⇒ n + l + m1 = 3, ta có: - n = 1 có: l = 0; ml = 1 ⇒ l + ml = 1 ≠ 2 (loại). - n = 2 có: l + ml = 1. + l = 0 ; ml = 0 ⇒ l + ml = 0 ≠ 1 (loại). + l = 1; ml = -1, 0, 1 ⇒ l + ml = 1 ⇔ ml = 0. X có cấu hình: 1s22s22p5 (Flo). Vị trí: Ô (9), chu kì (2), nhóm (VIIA). - n = 3 có l + ml = 0. + l = 0; ml = 0. X có cấu hình: 1s22s22p63s2 (Mg). Vị trí: Ô (2), chu kì (3), nhóm (IIA). + l = 1; ml = -1. X có cấu hình: 1s22s22p63s23p4 (S). Vị trí: Ô (16), chu kì (3), nhóm (VIA). + l = 2; ml = -2 (loại). TH2: ms = +1/2 ⇒ n + l + m1 = 2, ta có các trường hợp: - n = 1 có: l = 0; ml = 1 ⇒ l + ml = 1 (loại). - n = 2 có: l + ml = 0. + l = 0 ; ml = 0. X có cấu hình: 1s22s2 (Be). Vị trí: Ô (4), chu kì (2), nhóm (IIA). + l = 1; ml = -1. X có cấu hình: 1s22s22p1 (Bo). Vị trí: Ô (5), chu kì (2), nhóm (IIIA). Kết luận: X là phi kim vậy X lần lượt là: F, S. IV. GIÁO ÁN THỂ NGHIỆM Tiết: 8 LUYỆN TẬP VỀ: THÀNH PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ, KHỐI LƯỢNG CỦA NGUYÊN TỬ,OBITAN NGUYÊN TỬ. I/ MỤC TIÊU 1. Về kiến thức Củng cố kiến thức: - Đặc tính các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử. 7 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn - Những đại lượng đặc trưng cho nguyên tử: Điện tích, số khối, nguyên tử khối. 2. Về kỹ năng Rèn kĩ năng: - Vận dụng kiến thức về thành phần cấu tạo nguyên tử, đặc điểm của các hạt cấu tạo nên nguyên tử để giải các bài tập liên quan. - Dựa vào các đại lượng đặc trưng cho nguyên tử để giải các bài tập về đồng vị, nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình. II/ CHUẨN BỊ - GV: Phiếu học tập; - HS: Nghiên trước bài mới. III/ CÁC BƯỚC LÊN LỚP 1. Ổn định lớp: Sỹ số: Vắng: …./ Có phép (….) 2. Kiểm tra bài cũ Lồng vào tiết luyện tập. 3. Bài mới Hoạt động của Hoạt động của T/gian Néi dung Thầy Trò B/ BÀI TẬP - HS: chọn đáp án, giải 1. Chọn đáp án C. 6’ Ho¹t ®éng 1 thích. Bμi tËp 1. - Yªu cÇu häc sinh chän ®¸p ¸n, gi¶i - HS khác nhận xét, sửa thÝch. chữa. - GV gi¶i thÝch thªm, kÕt luËn. 6’ Ho¹t ®éng 2 Bμi tËp 2. - HS: chọn đáp án, giải 2. Chọn đáp án B. - Yªu cÇu häc sinh thích. chän ®¸p ¸n, gi¶i thÝch. - HS khác nhận xét, sửa - GV gi¶i thÝch chữa. thªm, kÕt luËn. 10’ Ho¹t ®éng 3 Bμi tËp 3 - Yªu cÇu häc sinh - HS thảo luận nhóm để 3. a. th¶o luËn nhãm ®Ó giải các câu a, b. gi¶i c¸c c©u a, b. - Hai nhóm cử đại diện lên - GV nhËn xÐt, kÕt bảng để trả lời. luËn. - Các nhóm còn lại nhận 8 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn xét, sửa chữa. M N = 7 ×1, 6726.10−27 + 7 ×1, 6748.10−27 + 7 × 9,1095.10−31 = 23, 4382.10−27 (kg) = 23, 4382.10−24 (g) b. me 7 × 9,1095.10−31 = m nt 23, 4382.10−27 10’ 10’ Ho¹t ®éng 4 - Một học sinh lên bảng. Bμi tËp 4 - Các học sinh còn lại giải - Yªu cÇu mét häc vào vở. sinh lªn b¶ng, c¸c häc sinh cßn l¹i gi¶i vµo vë. - GV nhËn xÐt, kÕt luËn. Ho¹t ®éng 5 Bμi tËp 5 - Yªu cÇu häc sinh th¶o luËn nhãm ®Ó gi¶i c¸c c©u a, b. - Học sinh thảo luận nhóm để giải các câu a, b. - Hai nhóm cử đại diện lên bảng để trả lời. - Các nhóm còn lại nhận xét, sửa chữa. - GV nhËn xÐt, kÕt luËn. = 2,73.10-14 4. áp dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình, ta có: 39,98 = 0,34 × 36 + 0, 06 × 38 + 99, 6 100 Giải phương trình trên ta được A = 40. 5. a. 78,99 × 24 + 10 × 25 + 11, 01× 100 = 24,3 A Mg = b. Cø 10 nguyªn tö 25Mg th× cã 78,99 nguyªn tö 24 Mg vµ cã 11,01 nguyªn tö 26Mg. VËy nÕu cã 50 nguyªn tö 25Mg th× cã 395 nguyªn tö 24Mg vµ cã 55 nguyªn tö 26Mg. 4. Củng cố, hướng dẫn học ở nhà Dặn học sinh về nhà làm các bài tập: 1. Hợp chất A được tạo thành từ các ion đều có cấu hình electron 2 2 1s 2s 2p63s23p6. Trong một phân tử A có tổng số hạt (p, n, e) là 164. Xác định CTPT của A? Cho A tác dụng vừa đủ với một lượng Br2 thu được chất rắn D không tan trong nước. D tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thu được 13,44 lít khí Y (đktc). Xác định nồng độ mol của dung dịch axit? 2. Nguyên tử của nguyên tố A có bộ 4 số lượng tử của e lớp ngoài là: n = 4; l = 0; m = 0; ms = +1/2. Xác định tên, vị trí của A trong bảng tuần hoàn? 9 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn C. KẾT LUẬN Sau quá trình xây dựng, phát triển và hoàn thiện đề tài có áp dụng trong giảng dạy ở nhà phổ thông, bản thân tôi nhận thấy việc phân chia các dạng bài tập đã giúp ích cho học sinh tương đối nhiều: học sinh chủ động hơn trong học tập, giáo viên có nhiều điều kiện để đánh giá phân xếp loại học sinh. Tuy nhiên đây mới là suy nghĩ chủ quan của bản thân tôi, kính mong các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để đề tài của bản thân tôi được hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! 10 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 Trang 1 2 3-5 5-6-7 8-9 10 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn MỤC LỤC Nội dung Mở đầu Tóm tắt lí thuyết cơ bản của chương Tóm tắt các dạng bài tập cơ bản Bài tập áp dụng Giáo án thể nghiệm Kết luận 11 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Sách giáo khoa, sách bài tập Hoá Học 10 (hai ban) NXB Giáo Dục. 2. Hoá Học nâng cao 10 NXB Giáo Dục. 3. Sách tham khảo của các tác giả: Ngô Ngọc An, Nguyễn Trọng Thọ do NXB Giáo Dục phát hành. 12
- Xem thêm -