Освітня галузь / Природнича / Інтегровані курси природничої галузі / Хімія 10 клас / Основні поняття хімії. Будова атома. Хімічний звʼязок / Атомно-молекулярне вчення. Поняття: атом, хімічний елемент, молекула, проста і складна речовина. Відносні атомні і молекулярні (формульні) маси

Тема 1. Основні поняття хімії. Будова атома. Хімічний звʼязок

матеріал 4

Атомно-молекулярне вчення. Поняття: атом, хімічний елемент, молекула, проста і складна речовина. Відносні атомні і молекулярні (формульні) маси

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 4. Атомно-молекулярне вчення. Поняття: атом, хімічний елемент, молекула, проста і складна речовина. Відносні атомні і молекулярні (формульні) маси

Очікувані результати навчання

виявляє самостійно або у співпраці з іншими невизначеність/протиріччя в інформації щодо ознак/будови/ властивостей об’єктів природи, умов виникнення, прояву і перебігу природних явищ [12 ПРО 1.1.1-1 П]
створює самостійно або у співпраці з іншими математичні/реальні, віртуальні моделі об’єктів і явищ [12 ПРО 1.4.1-2 П]
аналізує за наданими критеріями самостійно або у співпраці з іншими математичні/реальні/ віртуальні моделі об’єктів і явищ [12 ПРО 1.4.1-3 П]
аналізує, систематизує, оцінює самостійно або у співпраці з іншими опрацьовану інформацію [12 ПРО 2.1.1-5 П]
пов’язує самостійно або у співпраці з іншими інформацію природничого змісту, представлену в різних формах, із реальними об’єктами і явищами [12 ПРО 2.2.2-1 П]
визначає самостійно або у співпраці з іншими властивості об’єктів, істотні ознаки явищ і процесів, необхідні для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 3.1.1-2 П]
визначає самостійно або у співпраці з іншими ознаки класифікації об’єктів і явищ [12 ПРО 3.2.1-1 П]
інтерпретує самостійно або у співпраці з іншими наукові факти [12 ПРО 4.1.1-3 П]

Мета уроку: пригадати поняття атом, хімічний елемент, молекула, скласти уявлення про класифікацію речовин на прості та складні, навчитися визначати відносні атомні маси елементів та, за їх допомогою, відносні молекулярні (формульні) маси речовин.

Очікувані результати для вчителя:

учні розрізняють та правильно користуються поняттями атом, хімічний елемент, молекула
учні ідентифікують прості та складні речовини
учні легко обчислюють молекулярні (формульні) маси речовин

Очікувані результати для учнівства:

вміють розрізняти поняття атом
хімічний елемент та молекула
ідентифікують прості та складні речовини
визначають за Періодичною таблицею та обчислюють за абсолютними масами атомів відносні атомні маси хімічних елементів
розраховують відносні молекулярні маси речовин

Ключові слова:

атом
хімічний елемент
молекула
відносна атомна та молекулярна (формульна) маса

План уроку

Мотивація (3 хв.).
Формулюємо основну ідею атомно-молекулярного вчення (7 хв.).
Поняття атом, хімічний елемент, молекула (до 8 хв.).
Відносна атомна та молекулярна (формульна) маса хімічного елемента (12 хв.).
Практикуємось (12 хв.).
Рефлексія (3 хв.).

1. Мотивація

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 3 хв.

Вчитель демонструє фото та акцентує увагу на вітчизняному внеску у розвиток атомно-молекулярного вчення.

Ще понад 2000 років тому люди замислювалися над тим, із чого складаються речовини. Розмірковуючи над цим питанням, давньогрецький філософ Демокрит припустив, що всі речовини мають складатися із частинок із дуже маленькими масами. Поняття атому, як неподільної частинки матерії, яка залишається незмінною за будь-яких явищ та процесів, багато років не піддавалося сумніву. Те, що ядро атома має складну будову, було теоретично доведено на початку XX століття. Експериментально першими це підтвердили англійці Ерн. Волтон і Дж. Кокрофт у квітні 1932 року. Але лише п’ять місяців по тому 10 жовтня 1932 року експеримент із розщеплення ядра атома здійснили українські науковці Антон Вальтер, Георгій Латишев, Олександр Лейпунський, Кирило Синельников на базі Українського фізико-технічного інституту (сьогодні Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут»):

(Пам’ятна дошка про історичне розщеплення атомного ядра, встановлена перед головним корпусом інституту. Джерело: Wikipedia).

2. Формулюємо основну ідею атомно-молекулярного вчення

Дружня порада для вчителя

Тривалість: до 7 хв.

Серед відомих імен науковців та науковиць, які зробили важливі відкриття в історії атомної теорії Дж. Дальтон, Е. Резерфорд, Н. Бор, М. Складовська-Кюрі тощо. Пропоную переглянути відео до статті про будову атома у одній з найстаріших у світі енциклопедій Enciclopedia Britannica за покликанням https://www.britannica.com/video/How-Can-You-See-an-Atom/-280877 (англійською мовою) або за QR кодом.

Таким чином, суть запровадженої лише на початку другої половини XIX століття теорії полягає в тому, що всі речовини складаються з надзвичайно дрібних невідчутних частинок, які перебувають у безперервному русі (змінюючи положення внаслідок обертання, коливання та поступального руху).

Значний поштовх до розвитку атомно-молекулярного вчення стався в алхімічний період історії розвитку хімії. Алхіміки фактично були першопрохідцями в хімії та медицині. Користуючись додатковими джерелами інформації дайте відповіді на запитання:

Над чим працювали алхіміки?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Чи можна в хімічній лабораторії перетворити ртуть на золото?

Наведіть приклад відкриття, яке і сьогодні знаходить застосування.

3. Поняття атом, хімічний елемент, молекула

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 8 хв.

Атоми можна уявити як цеглинки, з яких побудований увесь навколишній світ. Вони є основою всіх речовин, що існують у природі. Речовини можуть складатися як з окремих атомів, так і з йонів, що утворюються з атомів, а також з атомів, об’єднаних у молекули.

Атоми навколо нас можуть відрізнятися масою, розміром тощо. Але головна ознака, за якою відрізняють атоми, — це заряд ядра. Саме за ним розрізняють різновиди атомів — хімічні елементи.

Пригадайте та спробуйте відтворити з пам’яті:

Атом — найменша електронейтральна частинка речовини, яка складається з позитивно зарядженого ядра та негативно зарядженої електронної оболонки.

Молекула — найдрібніша частинка речовини, здатна існувати самостійно, яка є носієм властивостей речовини.

Хімічний елемент — різновид атомів із однаковим зарядом ядра.

Завдання 3.1.

Ви уже знайомі із символами більшості хімічних елементів. А пригадайте походження назв деяких найуживаніших в шкільному курсі хімії елементів:

Гідроген:___________________________

Оксиген:____________________________

Натрій: _____________________________

Хлор:_______________________________

Завдання 3.2.

Послуговуючись додатковими джерелами інформації, знайдіть відомості про походження назв Бору, Галію, Брому, Полонію, Ніхонію.

Не всі хімічні елементи, які є в Періодичній таблиці, існують на Землі. Як виявилось, чим більший за розміром атом, тим він менш стійкий. Хімічні елементи, розташовані в Періодичній таблиці за Ураном, одержані штучно й у природі майже непоширені.

Завдання 3.3.

Розгляньте Періодичну таблицю. Скільки хімічних елементів у ній розміщено? Пригадайте якою була кількість хімічних елементів на час першої публікації Періодичної таблиці Д. Менделєєвим у 1869 році. Як ви думаєте, для чого науковці синтезуюють нові хімічні елементи?

4. Відносна атомна та молекулярна (формульна) маса хімічного елемента

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 12 хв.

Уже в 1803 році в лабораторному журналі Джона Дальтона з’явилася перша таблиця відносних атомних мас деяких елементів і сполук (атомну масу Гідрогену прийнято рівною одиниці). Дж. Дальтон увів символи хімічних елементів у вигляді кіл з різними фігурами всередині. Згодом науковець неодноразово коригував атомні маси елементів, однак для більшості елементів наводив неправильні значення.

Джерело: Wikipedia

Величезний внесок у розвиток хімічної атомістики та вирішення проблеми атомних мас вніс шведський хімік Єнс Якоб Берцеліус. У 1814 році Я. Берцеліус опублікував першу таблицю атомних мас, у якій навів атомні маси 41 елемента та докладно виклав систему хімічних знаків, засновану на позначенні елементів однією чи двома літерами латинської назви елемента. Система хімічних знаків Я. Берцеліуса, альтернатива вкрай незручної системи Дж. Дальтона, отримала загальне визнання та зберіглася до тепер.

Атом — найменша частинка речовини — має дуже малі розміри. Діаметр атома Гідрогену становить приблизно 1,2∙10^-10 м. А тому й абсолютні маси атомів, виражені в системних одиницях, дуже малі:

m(H) = 1,67∙10^-27 кг
m(C) = 1,99∙10^-26 кг
m(O) = 2,67∙10^-26 кг
m(Na) = 3,82∙10^-26 кг

Оскільки такі малі величини незручні у використанні, науковці запропонували користуватися не абсолютними (реальними), а відносними атомними масами.

За одиницю відліку прийняли величину, яку називають атомною одиницею маси (а.о.м.), а її значення дорівнює 1/12 маси атома Карбону ¹²C:

1 а.о.м. = 1/12 m(C) = 1,66∙10^-27 кг.Отже, відносна атомна маса (А_r) показує у скільки разів маса атома більша за 1/12 маси атома Карбону ¹²С (тобто за 1 а.о.м.):

(1) $\begin{equation*} A_r(E) = \frac{m(E)}{\frac{1}{12}m(C)}\end{equation*}$

Відносні атомні маси легко обчислити, знаючи абсолютні маси атомів у грамах (кілограмах). Так, відносна атомна маса Гідрогену дорівнює відношенню абсолютної маси атома Гідрогену до 1/12 маси атома Карбону ¹²С:

(2) $\begin{equation*} A_r(H) = \frac{m(H)}{\frac{1}{12}m(C)} = \frac{1,67 \cdot 10^{-27} \text{ кг}}{1,66 \cdot 10^{-27} \text{ кг}} = 1,006 \approx 1\end{equation*}$

Завдання 4.1.

Послуговуючись поданою вище інформацією щодо абсолютних мас атомів Оксигену та Натрію, обчисліть відносні атомні маси цих елементів. Порівняйте отримані вами результати зі значеннями відносних атомних мас Оксигену та Натрію, наведеними у Періодичній таблиці.

Атоми є «будівельним матеріалом», із якого утворені структурні частинки всіх речовин. Такі речовини можуть мати атомну, молекулярну або йонну будову. Відповідно до того, із атомів скількох хімічних елементів утворені структурні частинки речовини, виділяють прості та складні речовини.

Відносна молекулярна (формульна) маса (M_r) — фізична величина, що дорівнює відношенню маси молекули (формульної одиниці) до атомної одиниці маси.

(3) $\begin{equation*} M_r = \frac{m(\text{молекули})}{1 \, \text{a.o.м.}} \end{equation*}$

Відносну молекулярну (формульну) масу обчислюють як суму відносних атомних мас елементів, з яких складається молекула (формульна одиниця) речовини, з урахуванням кількості атомів кожного елемента:

(4) $\begin{equation*}M_r(\text{реч.}) = A_{r1} \cdot N_1 + A_{r2} \cdot N_2 + \dots + A_{rj} \cdot N_j\end{equation*}$

Завдання 4.2.

Послуговуючись додатковими джерелами інформації, доповніть таблицю.

Назва речовини	Хімічна формула речовини	Проста/складна речовина	Відносна формульна маса
Вода	Н₂О	складна	18
Кам’яна сіль	NaCl
Питна сода
	О₂
Білий фосфор
	СuSO₄∙5H₂O
		складна	28
		проста	28
	SiO₂
Глюкоза

5. Практикуємось

Дружня порада для вчителя

Тривалість: до 12 хв.

Виконуємо вправи і завдання.

5.1. Подумайте, що є спільного та відмінного між поняттями «атом» і «хімічний елемент». У якості звіту складіть діаграму Вена

5.2. Відносна атомна маса Флуору дорівнює 18,998. Обчисліть абсолютну масу (кг) атома цього хімічного елемента.

5.3. Пригадайте відомості про будову речовини. Розподіліть речовини молекулярної та немолекулярної будови у відповідні стовпчики. Обчисліть відносні формульні маси речовин немолекулярної будови. За необхідності скористайтеся додатковими джерелами інформації.

Азот, водень, вода, мідь, метан, оцтова кислота, алмаз, гелій, озон, сірка, вуглекислий газ, негашене вапно, нашатир, етанол.

6. Рефлексія

Дружня порада для вчителя

Тривалість: до 3 хв.

Прийом має на меті повторити всі поняття і терміни, які вивчалися на уроці.

Учні по черзі ланцюжком підсумовують вивчене одним словом, яке запам’ятали із сьогоднішнього уроку. Слово не має повторюватися.

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 4. Атомно-молекулярне вчення. Поняття: атом, хімічний елемент, молекула, проста і складна речовина. Відносні атомні і молекулярні (формульні) маси

Робочий аркуш учнівства

Очікувані результати

Очікувані результати для учнівства:

Я розрізняю та правильно користуються поняттями атом, хімічний елемент, молекула.
Я ідентифікую та правильно класифікую речовини на прості та складні.
Я вмію визначати відносну атомну масу хімічних елементів та легко обчислюю відносну молекулярну (формульну) масу речовин.

Ключові слова:

атом
хімічний елемент
молекула
відносна атомна та молекулярна (формульна) маса

План уроку

Мотивація (3 хв.).
Формулюємо основну ідею атомно-молекулярного вчення (7 хв.).
Поняття атом, хімічний елемент, молекула (до 8 хв.).
Відносна атомна та молекулярна (формульна) маса хімічного елемента (12 хв.).
Практикуємось (12 хв.).
Рефлексія (3 хв.).

1. Мотивація

2. Формулюємо основну ідею атомно-молекулярного вчення

Над чим працювали алхіміки?

Чи можна в хімічній лабораторії перетворити ртуть на золото?

Наведіть приклад відкриття, яке і сьогодні знаходить застосування.

3. Поняття атом, хімічний елемент, молекула

Пригадайте та спробуйте відтворити з пам’яті:

Молекула — найдрібніша частинка речовини, здатна існувати самостійно, яка є носієм властивостей речовини.

Хімічний елемент — різновид атомів із однаковим зарядом ядра.

Завдання 3.1.

Гідроген:___________________________

Оксиген:____________________________

Натрій: _____________________________

Хлор:_______________________________

Завдання 3.2.

Завдання 3.3.

4. Відносна атомна та молекулярна (формульна) маса хімічного елемента

Джерело: Wikipedia

m(H) = 1,67∙10^-27 кг
m(C) = 1,99∙10^-26 кг
m(O) = 2,67∙10^-26 кг
m(Na) = 3,82∙10^-26 кг

(5) $\begin{equation*} A_r(E) = \frac{m(E)}{\frac{1}{12}m(C)}\end{equation*}$

(6) $\begin{equation*} A_r(H) = \frac{m(H)}{\frac{1}{12}m(C)} = \frac{1,67 \cdot 10^{-27} \text{ кг}}{1,66 \cdot 10^{-27} \text{ кг}} = 1,006 \approx 1\end{equation*}$

Завдання 4.1.

(7) $\begin{equation*} M_r = \frac{m(\text{молекули})}{1 \, \text{a.o.м.}} \end{equation*}$

(8) $\begin{equation*}M_r(\text{реч.}) = A_{r1} \cdot N_1 + A_{r2} \cdot N_2 + \dots + A_{rj} \cdot N_j\end{equation*}$

Завдання 4.2.

Послуговуючись додатковими джерелами інформації, доповніть таблицю.

Назва речовини	Хімічна формула речовини	Проста/складна речовина	Відносна формульна маса
Вода	Н₂О	складна	18
Кам’яна сіль	NaCl
Питна сода
	О₂
Білий фосфор
	СuSO₄∙5H₂O
		складна	28
		проста	28
	SiO₂
Глюкоза

5. Практикуємось

5.2. Відносна атомна маса Флуору дорівнює 18,998. Обчисліть абсолютну масу (кг) атома цього хімічного елемента.

6. Рефлексія

У вільний від відпочинку час:

Створіть моделі атомів різних хімічних елементів (на вибір): двовимірну (2D-модель) або тривимірну (3D-модель).
Окрім графіту й алмазу, однією з алотропних модифікацій Карбону є фулерени — сферичні молекулярні з’єднання замкнутих багатогранників, де кожен атом Карбону з’єднаний із трьома іншими, утворюючи п’ятикутники та шестикутники на поверхнях. Ці молекули отримали свою назву на честь Річарда Фулера — архітектора, який прославився побудовою ажурних куполів за принципом будови молекули фулерену. Найвідоміший фулерен — молекула C₆₀. Відкриття фулерену відзначено Нобелівською премією з хімії. За довідковими джерелами інформації дізнайтеся про фулерени більше.

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе