Головна ⇒ 📌Плани-конспекти уроків по хімії ⇒ Сучасне формулювання періодичного закону Ізотопи

Сучасне формулювання періодичного закону Ізотопи

Тема 3

ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН І ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА. БУДОВА АТОМА

УРОК 45

Тема. Сучасне формулювання періодичного закону Ізотопи

Цілі уроку: розширити знання про періодичний закон і періодичну систему хімічних елементів Д. І. Менделєєва; формувати поняття про ізотопи (стабільні й нестабільні); дати уточнене визначення поняттю “хімічний елемент” виходячи зі знань періодичного закону – фундаментального закону природи; дати сучасне формулювання періодичного закону

Тип уроку: засвоєння

нових знань, умінь і навичок.

Форми роботи: розповідь учителя, фронтальна робота з навчальною літературою.

Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, таблиця розчинності.

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

II. Перевірка домашнього завдання, мотивація навчальної діяльності

Завдання класу (фронтальна бесіда)

– Чому явище радіоактивності було сприйняте як катастрофа періодичного закону й періодичної системи?

У результаті розпаду атомів радіоактивних елементів утворювалися атоми вже відомих елементів, але з іншими атомними масами. А періодична система була побудована

на основному понятті “хімічний елемент” – це вид атомів з однаковою атомною масою. Але закон не можна знищити чи створити. Людина може лише відкрити закон! Система була вираженням закону природи.

III. Засвоєння знань, умінь і навичок

У результаті експериментальних досліджень було встановлено, що, наприклад, у природному кисні, крім атомів Оксигену з масою 16, є також атоми Оксигену з масою 17 і 18. їх співвідношення таке:

Виявилося, що інші елементи також складаються з атомів з різною масою. Так, у природній воді, крім атомів Гідрогену з масою 1, є також атоми Гідрогену з масою 2; співвідношення чисел цих атомів таке:

В ядерних реакціях також одержано Гідроген з атомною масою 3: 31H. Причому “важка вода” шкідлива для живих організмів. Тож притчі про “живу” і “мертву” воду мають реальне наукове пояснення.

Учні розглядають таблицю “Ізотопи деяких елементів, виявлених у земній корі”.

Назва елемента	Число ізотопів	Масові числа
Гідроген	3	1,2, 3
Оксиген	3	16, 17, 18
Хлор	2	35, 36
Кальцій	6	40,42,43,44,46,48
Ферум	4	54, 56, 57, 58
Уран	3	234, 235, 238

Різновиди атомів того самого хімічного елемента, що мають однакове число протонів у ядрі, але різну масу, називають ізотопами. “Ізотоп” означає “той, що займає те саме місце”.

Розглянемо характеристики ізотопів Гідрогену й Оксигену.

8160	8170	8180	P1 = p2 = p3 N = 8, 9, 10
P = 8	P = 8	P = 8
E = 8	E = 8	E = 8
N = 8	N = 9	N = 10
11H (Протій)	12H (Дейтерій)	13H (Тритій)
P = 1	P = 1	P = 1
E = 1	E = 1	E = 1
N = 1 – 1 = 0	N = 2 – 1 = 1	N = 3 – 1 = 2

У природі існують хімічні елементи ізобари – атоми, що мають однакове атомне число, але різні величини зарядів ядра, наприклад:

4018Аr і 4019К.

Атомні маси елементів у періодичній системі є середнім значенням масових чисел природних сумішей ізотопів. Тому вони не можуть, як пропонував Д. І. Менделєєв, служити головною характеристикою атома, а отже, й елемента. Такою характеристикою, як ми тепер знаємо, є заряд ядра. Він визначає число електронів у нейтральному атомі, які розподіляються цілком визначено навколо ядра. Характер же розподілу електронів визначає хімічні властивості атомів. Зазначені міркування дозволили дати нове визначення хімічного елемента:

Хімічний елемент – це сукупність атомів з однаковим зарядом ядра. А також уточнити формулювання періодичного закону:

Властивості елементів, а також властивості й форми їхніх сполук перебувають у періодичній залежності від заряду ядра атома елемента.

Чому ж атомні маси більшості елементів дробові? З’ясувалося, що слід розмежовувати поняття “відносна атомна маса” і “відносна атомна маса елемента”. Значення відносних атомних мас ізотопів дуже близькі до цілих чисел. Відносні ж атомні маси елемента як сукупності ізотопів виражаються дробовими числами. Наприклад, відносна атомна маса елемента Хлору – 35,5. Відмінність цих понять неважко зрозуміти. Відносна атомна маса елемента розраховується з урахуванням масової частки ізотопів у природі.

Елемент Хлор складається з двох ізотопів з відносними атомними масами, дуже близькими до 35 і 37. Ізотопу 1735Сl в природній суміші міститься 15%, а ізотопу 1737Сl – 25 %. Звідси середня відносна атомна маса елемента Хлору дорівнює

Ar = 35 – 0,75 + 37 – 0,25 = 35,5

Отже, атомна маса елемента тим більша, чим більше важких ізотопів входить до складу елемента.

Можна пояснити аномалію в положенні в періодичній системі Калію й Аргону, розрахувавши їх відносну атомну масу з урахуванням природних ізотопів:

Ізотопи поділяються на стабільні й радіоактивні. Натрій, Алюміній, Флуор не мають стабільних ізотопів. У Стануму їх десять.

Якщо всі ізотопи елемента є радіоактивними, то його відносна атомна маса в періодичній системі зазначена у квадратних дужках. Розрізняють природні радіоактивні ізотопи (Уран) та ізотопи штучного походження – радіонукліди, що утворюються в результаті випробувань атомної зброї, під час роботи ядерних виробництв.

Небезпечні ізотопи: 3890Sr (заміщає в кістках Са), 35137Cs, 53113І. Радіоактивні ізотопи в процесі радіоактивного випромінювання розпадаються на атоми інших елементів, унаслідок чого відбувається ядерна реакція, що супроводжується шкідливим випромінюванням:

Швидкість радіоактивного випромінювання характеризується періодом напіврозпаду й може тривати від частки секунди до мільярдів років. Більш докладно явище радіоактивності ви вивчатимете в курсі фізики. У хімічних реакціях радіоактивні перетворення атомів не відбуваються.

IV. Закріплення знань, умінь і навичок

Практика на прикладах

(Учні отримують аркуш із завданнями.)

Завдання 1. Знайдіть серед елементів такий, відносна атомна маса якого – 23, а число протонів – 18: