phương pháp giảng dạy chương Nguyên tử

1
PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
CHƯƠNG: NGUYÊN TỬ
  
I. MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG
1. Về kiến thức
Học sinh biết :
 Thành phần cấu tạo nguyên tử
 Kích thước khối lượng nguyên tử
 Điện tích hạt nhân, số khối, nguyên tố hóa học, đồng vò
 Obitan nguyên tử, lớp e, phân lớp e, cấu hình e nguyên tử của các nguyên tố
hóa học
Học sinh hiểu:
 Sự biến đổi tuần hòan cấu trúc lớp võ e nguyên tử của các nguyên tố hóa học
 Đặc điểm của lớp e ngòai cùng
2. Về kỹ năng
 Rèn luyện kỹ năng viết cấu hình e nguyên tử
 Các dạng bài tập về cấu tạo nguyên tử
3. Thái độ
 Xây dựng lòng tin vào khả năng của con người tìm hiểu bản chất của thế giới
vi mô
II. CẤU TRÚC CỦA CHƯƠNG “NGUYÊN TỬ”
P,n (khối lượng, kích
thươc, diện tích)
- Nguyên lý bền vững
- Cấu hình electron
- Sự phân bố e theo obitan
Khối lượng, kích thước, điện tích,
chuyển động của electron
Hình dạng các Obitan nguyên tử
Năng lượng và cấu trúc e trong

nguyên tử các nguyên tố
Đặc điểm lớp electron ngoài
cùng của KL, PK, khí hiếm
Nguyên tử gồm
e, p, n cấu tạo
rỗng, trung hòa
điện đđiện
Hạt nhân nguyên
tử
Điện tích hạt nhân
(Z)
Số khối A = N+Z
Nguyên tố hóa
học
Ký hiệu
A

Z
X
Đồng vò
Khối lượng nguyên tử
trung bình
Lớp vỏ
Electron
Lớp , phân lớp
electron.
2
III . MỘT SỐ NỘI DUNG CƠ BẢN VÀ KHÓ TRONG CHƯƠNG CẦN ĐƯC LƯU Ý
1. Sự chuyển động của các electron: cần lưu ý đến tính chất chuyển động của các
hạt vi mô. Nó không tuân theo các đònh luật của vật lý cổ điển. Hàng ngày học

sinh tiếp xúc với các hiện tượng vó mô nên thường nhìn thế giới vi mô bằng con
mắt vó mô. Ta có thể mô tả thí nghiệm về dạng chuyển động của hạt vi mô và
vó mô để hiểu được sự khác nhau về dạng chuyển động của hai loại hạt này. Từ
đó học sinh hiểu được vì sao không nói đến q đạo của electron trong nguyên
tử mà chỉ nói đến xác suất có mặt của nó ở vò trí này hay vò trí khác.
( Giáo viên dùng tranh vẽ mô tả thí nghiệm ). Cơ học lượng tử cho phép xác
đònh sự phân bố mật độ xác suất có mặt của electron trong nguyên tử ứng với
các trạng thái khác nhau. Trên cơ sở hiểu đúng đặc điểm của hạt vi mô sẽ giúp
học sinh hiểu được khái niệm obitan nguyên tử.
2. Khi nghiên cứu hạt nhân nguyên tử ta cần chú ý đến sự hụt khối lượng khi tổng
hợp hạt nhân nguyên tử từ những proton và nơtron. Sự hụt khối lượng này là
dáng kết nên có sự giải phóng một năng lượng rất lớn (nguyên tắc Brom H
2
).
Năng lượng này được thoát ra khi các hạt vi mô liên kết với nhau trong hạt
nhân nguyên tử.
3. Khi hình thành khái niệm đồng vò cần phân biệt hai khái niệm “khối lượng
nguyên tử” và “số khối”
a. Khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hóa học là giá trò trung bình
giữa lượng % của tất cả các dạng đồng vò của nguyên tố đã cho.
b. Số khối là khối lượng đặc trưng của 1 đồng vò cụ thể.
Ta cần nói rõ rằng đồng vò có hầu hết tất cả các nguyên tố, do đó dấu hiệu
của nguyên tố không phải là trọng lượng nguyên tử hay số khối mà là diện
tích hạt nhân nguyên tử. Từ đó giúp học sinh hiểu đúng đònh nghóa nguyên tố
hóa học theo thuyết cấu tạo nguyên tử.
4. Khái niệm Obitan: Đây là khái niệm khó, giáo viên cần phải giải thích nhiều
nên chuẩn bò hình vẽ để lí giải.
Cần xuất phát từ hình vẽ mẫu hành tinh nguyên tử của Bo, Rơzepo để mô tả
một cách hệ thống quan niệm về chuyển động của electron làm cơ sở cho việc
hình thành khái niệm obitan.

VD: Dùng hình vẽ obitan nguyên tử hidrô để mô tả dạng chuyển động
của electron và hình thành khái niệm obitan nguyên tử hidrô. Nguyên tử có 1
electron. Electron này có thể có mặt trong vùng không gian bao quanh hạt
nhân, dạng hình cầu đường kính 1A
0
Chú ý: khi sử dụng hình vẽ obitan nguyên tử Hidro cần nói rõ mỗi
chấm trên hình không phải tượng trưng cho một electron mà mô tả khả năng có
mặt của 1 electron duy nhất của nguyên tử Hidro ( Xem mô phỏng )
Cần giới thiệu thêm obitan nguyên tử của một số nguyên tố khác để học sinh
nắm được hình dạng của các obitan s, p,..(Xem mô phỏng) .
Đònh nghóa obitan chính là sự mô tả phương pháp biểu diễn obitan của
cơ học lượng tử có tính chất gần đúng nhưng phù hợp với trình độ nhận thức
của học sinh phổ thông.
5. Lớp và phân lớp electron :
Từ khái niệm obitan cần xác đònh: trong nguyên tử, mỗi e có một mức năng
lượng riêng phụ thuộc vào lực tương tác của diện tích hạt nhân và e ở các vò
3
trí khác nhau, khu vực khác nhau. Nội dung này là cơ sở để hình thành khái
niệm, phân lớp electron.
a. Lớp electron:
Từ dữ kiện thực nghiệm xác đònh:
- Các e gần hạt nhân nhất thì liên kết với nhân chặt chẽ nhất,
trạng thái bền nhất, khó tách khỏi nguyên tử nhất nên có mức
năng lượng thấp nhất.
- Những e xa nhân hơn dễ tách khỏi nguyên tử, chúng có mức
năng lượng cao hơn và e xa nhân nhất có mức năng lượng cao
nhất, dễ tách khỏi nguyên tử nhất. Chính những e này qui
đònh tính chất hóa học của nguyên tố.
- Giới thiệu sự phân bố e theo mức năng lượng để giới thiệu
các lớp e.

b. Phân lớp:Nội dung phần này chủ yếu dạy theo phương pháp tiên đề nên
cần chuẩn bò bài diễn giảng theo logic chặt chẽ để học sinh thấy được tính
hợp lý trong sự công nhận kiến thức đưa ra.
+ Từ nội dung : các e có mức năng lượng gần bằng nhau thuộc cùng 1 lớp
mà xác đònh:
- Các e có cùng mức năng lượng xếp vào 1 phân lớp.
- Một lớp electron có nhiều phân lớp.
- Số phân lớp bằng số thứ tự của lớp.
+ Cho học sinh tính số phân lớp của các lớp electron và lưu ý cách biểu
thò ký hiệu số lớp, phân lớp electron, ý nghóa của các ký hiệu đó.
+ Số và dạng obitan trong một phân lớp: số và dạng obitan phụ thuộc
vào đặc điểm của mỗi phân lớp electron, không phụ thuộc vào số thứ tự
của lớp, nghóa là dù ở lớp nào số obitan và dạng obitan của mỗi phân
lớp là như nhau.
+ Sử dụng hình vẽ giới thiệu hình dạng và sự đònh hướng không gian
của đám mây electron: s, p, d, f
+ Mô tả sự phân bố electron trong một obitan và kí hiệu dùng để mô tả
trong mỗi obitan
6. Đặc điểm của electron ngoài cùng:
Nội dung này có thể sử dụng triệt để phương pháp đàm thoại để hoàn thiện kiến
thức ở các bài trước và giúp học sinh nắm được nội dung cơ bản của bài.
Từ bảng viết sẵn :
Cấu hình electron của 20 nguyên tố đâu vào một mặt
Cấu hình electron của các nguyên tố có 4 e ở lớp ngoài cùng là: C, Si, Ge, Sn,
Pb
Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi dẫn dắt để đi đến nội dung cần nắm được :
Số electron tối đa ở lớp ngoài của các nguyên tố.
Số electron lớp ngoài cùng của khí hiếm, kim loại, phi kim.
Các nguyên tố có 4 e lớp ngoài cùng: có thể là kim loại hoặc phi kim.
Các electron lớp ngoài cùng hầu như quyết đònh tính chất hóa học của một

nguyên tố.
Ý nghóa của việc nắm được sự phân bố các lớp electron, số lớp electron lớp
ngoài cùng.
Chú ý: Cần lấy các ví dụ, các bài tập cho học sinh vận dụng trong giờ học.
4
IV. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY :
Chương cấu tạo nguyên tử được nghiên cứu ngay đầu chương trình PTTH. Các kiến thức
trong chương là cơ sở lý thuyết giúp việc nghiên cứu các phần tiếp theo nên có ý nghóa quan
trọng trong việc nghiên cứu toàn bộ chương trình hóa học phổ thông. Đây là chương lý thuyết
khó nhất, nhiều khái niệm trừu tượng nên cần chú ý nhiều về mặt phương pháp để học sinh
tiếp cận được các nội dung hiện đại.
1. Phương pháp dạy chủ yếu là sử dụng phương pháp tiên đề, nghóa là học sinh công
nhận các quan điểm cơ bản của thuyết cấu tạo nguyên tử và vận dụng vào các trường
hợp cụ thể để hiểu và nắm được các quan điểm của thuyết electron.
Cụ thể: Học sinh công nhận thành phần cấu tạo nguyên tử gồm các loại hạt proton,
nơtron, electron để vận dụng:
-Tính khối lượng nguyên tử (theo lý thuyết)
- Hiểu khái niệm đồng vò để tính khối lượng nguyên tử trung bình của các nguyên
tố  từ đó giải thích vì sau trong bảng hệ thống tuần hòan người ta ghi khối lượng
nguyên tử của các nguyên tố là một số rất lẻ.
- Công nhận tính chất chuyển động của electron để hiểu khái niệm obitan.
- Công nhận số thứ tự của lớp electron bằng số phân lớp ( vd: lớp thứ nhất có 1
phân lớp là 1s, lớp thứ hai có 2 phân lớp là 2s 2p… lớp thứ n có n phân lớp. Chú ý từ
lớp thứ 4 đến lớp thứ 7 chỉ có 4 phân lớp), số electron tối đa trong một obitan … để
viết cấu hình electron của nguyên tử.
- Công nhận sự trùng lắp: Số thứ tự nguyên tố = diện tích hạt nhân
Số thứ tự chu kỳ = số lớp electron
Số thứ tự phân nhóm chính = số e lớp ngoài.
Cũng để vận dụng: - Từ vò trí nguyên tố trong HTTH cấu tạo nguyên tử.
- Biết tổng số các hạt trong cấu tạo nguyên tử để xác đònh

nguyên tố.
2. Sử dụng triệt để các phương tiện trực quan: mô hình, tranh vẽ kết hợp chặt chẽ với
các phương pháp dùng lời như thuyết trình nêu vấn đề, đàm thoại… sự kết hợp hợp lý
các phương pháp dùng lời và phương tiện trực quan giúp giải quyết các vấn đề khoa
học của các nhà hóa học mà vận dụng vào việc giải các bài tập lý thuyết cụ thể.
1. Tận dụng các tư liệu lòch sử về sự hình thành phát triển của học
thuyết cấu tạo nguyên tử để tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh hiểu được
những nội dung lý thuyết mà các em phải công nhận. Giáo viên nên khai thác
các bài đọc thêm, các kiến thức về cấu tạo nguyên tử mà học sinh đã được
học trong chương trình vật lý và sưu tầm thêm các tư liệu về các quan điểm
mô tả cấu tạo nguyên tử của các nhà hóa học cổ điển như: Lơxips, Đêmôcit,
Đantôn, Rơzepo, Bor, Xômôphen … Khi sử dụng các tư liệu đó giáo viên chú
ý kết hợp với bài giảng giúp học sinh hiểu được quá trình nghiên cứu vất vả,
gian khổ của các nhà khoa học trong một thời gian dài để giúp cho nghành
khoa học lý thuyết về nguyên tử – phân tử được phát triển mạnh mẽ và phát
huy được những ứng dụng thực tiễn của nó ngày nay.
Sự khám phá ra hạt nhân nguyên tử - Sự tìm ra Proton
• Chúng ta thấy trong nguyên tử có các hạt nhỏ bé: electron, proton là các hạt mang
điện tích trái dấu, nơtron là hạt không mang điện tích.
• Năm 1911, Rơ-dơ-pho và các cộng sự đã cho các hạt α bắn phá một lá vàng mỏng và
dùng màn huỳnh quang đặt sau lá vàng để theo dõi đường đi của hạt α. Kết quả thí
5
nghiệm cho thấy hầu hết các hạt α đều xuyên thẳng qua lá vàng, nhưng có một số
rất ít đi lệch hướng ban đầu hoặc bò bật lại phía sau khi gặp lá vàng
• Năm 1916, Rơ-dơ-pho (Rutherford) phát hiện ra một loại mang điện tích dương được
gọi là proton, đó chính là ion dương H
+
, được kí hiệu bằng chữ p:
H H
+

+ e
( Xem mô phỏng)
Sự tìm ra nơtron
• Năm 1932, Chat-vích ( Chatwick), cộng tác viên của Rơ-dơ-pho dùng hạt α bắn
phá một tấm loại beri mỏng đã phát hiện ra một loại hạt mới có khối lượng xấp xỉ
khối lượng của proton, nhưng không mang điện, được gọi là hạt nơtron (kí hiệu là n).
Hạt nhân nguyên tử của mọi nguyên tố đều có các hạt proton và nơtron, trừ nguyên
tử hidro có một proton
Sự tìm ra electron
• Năm 1897, Tôm-xơn (J.J. Thomson), nhà bác học Anh, khi nghiên cứu hiện tượng
phóng điện trong khí loãng đã phát hiện ra tia cực âm mà bản chất là chùm các hạt
bé nhỏ mang điện tích âm, gọi là electron.
( xem mô phỏng tia âm cực)
 Trong giảng dạy cần kết hợp thực hiện nhiệm vụ hình thành thế giới quan khoa học cho
học sinh. Nội dung kiến thức trong chương gồm nhiều tư liệu phong phú để giúp cho học
sinh hiểu được các quan điểm duy vật biện chứng: giáo viên cần lựa chọn tư liệu và cách
diễn đạt sinh động, tế nhò, kết hợp khéo léo với nội dung bài dạy.