Урок «Размеры и масса атомов и молекул»

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

Государственное автономное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

ГАОУ СПО Технологический колледж №24

Рассмотрено предметной

цикловой методической комиссией

Протокол № ___ от «__» ______ 20___ г.

Председатель______________________

СОГЛАСОВАНО

Зам.директора колледжа

___________________________

Методическая разработка

урока по теме «Размеры и масса молекул атомов»

Составитель: ___________________ /Е.Г. Усенко/

Конспект урока по теме: «Размеры и масса молекул и атомов».

Преподаватель: Усенко Е.Г.

Предмет: Физика

Группа: 1 курс НПО

Цели урока: дать представление обучающимся о размерах и массах молекул и атомов, научить решать задачи по вычислению основных физических величин молекулярно-кинетической теории, характеристик молекул и атомов; провести контроль знаний по теме.

Задачи:

1. образовательные:

• дать представление о размерах молекул и атомов;

• дать понятия электронного микроскопа и область его применения;

• продолжить формирование умений обучающихся решать задачи на вычисление физических величин;

2. развивающие:

• развивать память, мышление, внимание обучающихся;

• развивать умения сравнивать, анализировать, обобщать;

  3. воспитательные:

• воспитывать интерес к предмету, положительное отношение к знаниям, ответственность при решении задач.

Тип урока: урок комбинированный при использовании личностно ориентированной технологии (обучение в сотрудничестве, работа малыми группами, дифференцированный подход к обучающимся).

Оборудование для преподавателя: компьютер, проектор, экран, сосуд с водой, пипетка, сосуд с маслом;

для обучающихся: сосуд с водой, крупинки краски, пипетка, периодическая система Д.И.Менделеева, опорные схемы.

План урока

1. Организационный момент 1 минута

2. Подготовка к усвоению нового материала 2 минуты

3. Актуализация опорных знаний 6 минут

4. Освоение нового материала 15 минут

5. Закрепление нового материала 10 минут

6. Первичная проверка полученных знаний 8 минут

7. Домашнее задание 1 минута

8. Подведение итогов урока 2 минуты.

Ход урока

1. Организационный момент.

Озвучивание темы урока Постановка цели урока. Мотивация темы.

2. Подготовка к усвоению нового материала.

Все тела нам кажутся сплошными. Почему?

Можно ли увидеть молекулы в микроскоп? Почему?

Можно ли взвесить молекулу или измерить диаметр молекулы? Почему?

3. Актуализация опорных знаний

Прежде чем изучать новый материал, проведем физический диктант. Как всегда, вы вопрос не записываете, а пишите номер вопроса и ответ коротко и разборчиво.

1. Назовите основные положения молекулярной теории строения вещества.

2. Что изучает молекулярная физика?

3. Одинаковы ли скорости движения всех молекул вещества?

4. Какой энергией обладают молекулы вследствие своего движения?

5. Какой энергией обладают молекулы вследствие взаимодействия друг с другом?

6. Назовите основоположника атомистической теории.

7. Какое движение называется тепловым движением?

Рядом сидящие обучающиеся обмениваются друг с другом своими работами и под диктовку преподавателя карандашом отмечают «плюс» напротив верного ответа. Выставляется оценка. «5» - 7 верных ответов; «4» - 6-5 верных ответов; «3» - 4 верных ответа; «2» - меньше 4 верных ответов. Работы сдаются преподавателю.

4. Освоение нового материала.

Древнегреческие философы Левкипп и его ученик Демокрит еще в 5 в. до н.э. разработали атомистическую теорию, согласно которой в мире существуют лишь атомы («атом» - неделимый), движущиеся в Великой пустоте.

Размеры атомов очень малы (≈0,1нм). Увидеть атомы смогли только в конце 20-го века, т.е. спустя 2500 лет после рождения атомной теории, с помощью электронного микроскопа. Связано это с мощным развитием науки и техники.

электронный микроскоп

кедровая пыльца (увеличение: 80 000)

Эта картина начального состояния роста GaN на сапфире.
Это изображение выглядит как снаряды Tuttle

Увеличение: 20 000

Исследовательская работа №1.

Растворите крупинку краски в небольшом количестве воды. Затем поместите каплю полученного раствора в сосуд с водой, тщательно перемешайте. Отлейте из сосуда половину окрашенной жидкости в другой сосуд, а первый долейте чистой водой до того же уровня. Повторите эту операцию 2-3 раза. В конце опыта оцените окрас жидкости в первом сосуде и сделайте соответствующий вывод о размерах частиц краски.

Для сравнения: в чайной ложке воды содержится примерно столько же молекул воды, сколько чайных ложек воды в мировом океане.

Атом - наименьшая частица данного химического элемента.

модель атома углерода С

Молекула - это наименьшая устойчивая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами.

В капле воды массой 1 г (V=1см³) при диаметре молекулы воды 3^. 10 ^{- 8} см содержится:

молекул.

Масса одной молекулы воды (Н₂О):

Массы молекул очень малы, поэтому удобно при расчетах использовать не абсолютные значения масс, а относительные. По международному соглашению массы всех атомов и молекул сравнивают с массы атома углерода.

Относительной молекулярной (или атомной) массой вещества М_rназывают отношение массы молекулы (или атома) m₀данного вещества к массы атома углерода.

или , (1)

где m₀ = m_0c= 1,66 ^. 10 ^-27кг = 1а.е.м.- атомная единица массы.

Относительные атомные массы всех химических элементов точно измерены.

Относительная молекулярная масса углекислого газа СО₂ приближенно равна 44=12+2^.16.

Количество молекул в любом макроскопическом теле велико, поэтому в расчетах используют не абсолютное число молекул, а относительное.

В Международной системе единиц (СИ) количество вещества выражают в молях.

Один моль - это количество вещества, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько атомов содержится в углероде массой 0,012 кг.

В 1 моле любого вещества содержится одно и то же число атомов или молекул.

Это число - постоянная Авогадро N_A ≈ 6,02 ^. 10 ²³ моль^-1

Количество вещества ν равно отношению числа молекул N в данном теле к постоянной Авогадро N_А, т. е. к числу молекул в 1 моль вещества:

(2)

Молярной массой М вещества называют массу вещества, взятого в количестве 1 моль, выражается в килограммах на моль (кг/моль)

(3)

Масса любого вещества: , (4)

где - масса одной молекулы

N - число молекул в теле.

Заменив величины N и N_А в формуле (2) их выражениями из (3) и (4), получим для количества вещества:

(5)

Число молекул любого количества вещества массой m и молярной массой М согласно вышеприведенным формулам равно:

(6)

Постоянная Лошмидта - это число молекул в 1 м³ любого газа при нормальных условиях:

,

где N_A ≈ 6,02 ^. 10 ²³ моль^-1 - постоянная Авогадро

V₀ = 22,4 ^. 10 ^-3 моль^{-1 .} м^-3 - объем 1 моля любого газа при нормальных условиях

Вспомним алгоритм решения задач.

Рассмотрим задачу:

1. Какое количество вещества содержится в серебряном образце массой 0,432 кг?

Проговариваем алгоритм решения данной задачи. Далее преподаватель записывает решение задачи на доске.

2. Какова масса 250 молей метана СН₄?

Проговариваем алгоритм решения данной задачи. Далее обучающийся записывает решение задачи на доске.

3. Рассчитайте массу молекулы кислорода.

Проговариваем алгоритм решения данной задачи. Далее обучающийся записывает решение задачи на доске.

5. Закрепление нового материала

Обучающиеся далее работают малыми группами (по 4 человека), имея возможность общаться между собой в ходе обсуждения задач, а также имея возможность подойти с вопросами к преподавателю. Как правило, «в споре рождается истина».

5. Первичная проверка полученных знаний.

   • Единица измерения количества вещества.

   • Определение молярной массы.

   • Обозначение количества вещества и количества молекул.

   • Что называют постоянной Авогадро?

   • Найдите относительную молекулярную массу Н₂SО_4.

   • Рассчитайте число атомов в золотом предмете массой 500 г.

Осуществляется самопроверка карандашом, работы сдаются преподавателю.

5. Домашнее задание: п.4.2, используя учебник и рабочую тетрадь, составить таблицу изученных физических величин по образцу:

Название

Обозначение

Наименование

Расчетная формула

Молярная масса

Масса молекулы

Каждый из обучающихся выбирает уровень заданий на дом (уровень А, В или С)

Уровень А

1. Найдите относительную молекулярную массу соляной кислоты НCl, метана СН₄.

2. Напишите о количестве вещества по плану:

• Что характеризует данная величина?

• Каково определение количества вещества?

• Какова формула для расчета? Какие величины она связывает?

• В каких единицах выражается эта величина?

• Что означает утверждение: «количество вещества равно 5 моль»?

Уровень В

1. Найдите относительную молекулярную массу оксида железа Fe₂O₃, борной кислоты Н₃ВО₃, бензола С₆Н₆.

2. Рассчитайте число молекул, содержащихся в 1 г калия.

3. Рассчитайте массу 6 ∙10²³ молекул кремния.

Уровень С

1. Рассчитайте число атомов в золотом предмете массой 500 г.

2. Сколько молекул содержится в 3 м³ свинца? Плотность свинца 11300 ^кг/м^3.

3. Сравните число атомов, из которых состоят серебряная и алюминиевая ложки равного объёма. Плотность серебра 10,5∙10^{3 кг} /м³ , а алюминия 2,7∙10^{3 кг} /м³ .

4. Поместятся ли в трехлитровой банке 50 моль ртути?

8. Подведение итогов урока.

Обучающиеся самостоятельно оценивают работу в группе. Преподаватель выставляет общую оценку в журнал с учетом и проверочной работы, и работы в группе.

Преподаватель благодарит обучающихся за слаженную работу на уроке.

Приложение

Опорный конспект

Тема урока ___________________________________________________________________

Цель урока____________________________________________________________________

Физический диктант

1. Назовите основные положения молекулярной теории строения вещества.

2. Что изучает молекулярная физика?

3. Одинаковы ли скорости движения всех молекул вещества?

4. Какой энергией обладают молекулы вследствие своего движения?

5. Какой энергией обладают молекулы вследствие взаимодействия друг с другом?

6. Назовите основоположника атомистической теории.

7. Какое движение называется тепловым движением?

В капле воды массой 1 г (V=1см³) при диаметре молекулы воды 3^. 10 ^{- 8} см содержится:

________________________ молекул.

Масса одной молекулы воды (Н₂О): ______________________________

Относительной молекулярной (или атомной) массой вещества М_rназывают______________________________________________________________________

Один моль -___________________________________________________________________

Постоянная Авогадро N_{A___________________________________________________________________________________}

Молярной массой М вещества называют_________________________________________

Масса любого вещества________________________________________________________

Формула для количества вещества: ______________________________________________

Число молекул любого количества вещества массой m и молярной массой М согласно вышеприведенным формулам равно: _____________________________________________

Решение задач.

1. Какое количество вещества содержится в серебряном образце массой 0,432 кг?

2. Какова масса 250 молей метана СН₄?

3. Рассчитайте массу молекулы кислорода.

Проверка знаний.

• Единица измерения количества вещества.

• Определение молярной массы.

• Обозначение количества вещества и количества молекул.

• Что называют постоянной Авогадро?

• Найдите относительную молекулярную массу Н₂SО_4.

• Рассчитайте число атомов в золотом предмете массой 500 г.

Домашнее задание.

Название

Обозначение

Наименование

Расчетная формула

Молярная масса

Масса молекулы

Каждый из обучающихся выбирает уровень заданий на дом (уровень А, В или С)

Уровень А

3. Найдите относительную молекулярную массу соляной кислоты НCl, метана СН₄.

4. Напишите о количестве вещества по плану:

• Что характеризует данная величина?

• Каково определение количества вещества?

• Какова формула для расчета? Какие величины она связывает?

• В каких единицах выражается эта величина?

• Что означает утверждение: «количество вещества равно 5 моль»?

Уровень В

4. Найдите относительную молекулярную массу оксида железа Fe₂O₃, борной кислоты Н₃ВО₃, бензола С₆Н₆.

5. Рассчитайте число молекул, содержащихся в 1 г калия.

6. Рассчитайте массу 6 ∙10²³ молекул кремния.

Уровень С

5. Рассчитайте число атомов в золотом предмете массой 500 г.

6. Сколько молекул содержится в 3 м³ свинца? Плотность свинца 11300 ^кг/м^3.

7. Сравните число атомов, из которых состоят серебряная и алюминиевая ложки равного объёма. Плотность серебра 10,5∙10^{3 кг} /м³ , а алюминия 2,7∙10^{3 кг} /м³ .

8. Поместятся ли в трехлитровой банке 50 моль ртути?