CHỦ ĐỀ 1: NGUYÊN TỬ VỚI CUỘC SỐNG HIỆN ĐẠI

I. Lý do chọn chủ đề

Nguyên tử là khái niệm rất quen thuộc trong Hóa học cũng như các môn học khác.

Những kiến thức liên quan đến nguyên tử được vận dụng rất nhiều trong nghiên cứu

khoa học cũng như trong cuộc sống con người như các lĩnh vực quốc phòng, y học,

nông nghiệp, năng lượng,…. Có thể nói, những ứng dụng của nguyên tử là không thể

thiếu cho sự tiến bộ của nhân loại. Cuộc sống ngày càng hiện đại, những ứng dụng của

nguyên tử càng được quan tâm, nghiên cứu nhiều hơn.

Ở chương trình học phổ thông, những kiến thức về nguyên tử được nhắc đến trong

các môn Hóa học, Vật lí, Sinh học,…làm cho việc tiếp thu kiến thức của HS có sự trùng

lặp, không liền mạch. Vì vậy, HS gặp khó khăn trong việc vận dụng kiến thức được học

để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống.

Do đó, việc tích hợp các nội dung từ các môn thành chủ đề “Nguyên tử với cuộc

sống hiện đại” vừa tạo được sự logic, kết nối các nội dung kiến thức với nhau, vừa giúp

HS thấy được tầm quan trọng của nguyên tử đối với cuộc sống con người, đặc biệt là

khi cuộc sống ngày càng hiện đại, đồng thời tạo hứng thú học tập, lòng say mê, yêu

thích khoa học cho HS.

II. Cơ sở tích hợp

STT Môn học Tên bài – Số tiết

Chương

– lớp

1

Hóa học

Bài 1. Thành phần nguyên tử - 1tiết

Bài 2. Hạt nhân nguyên tử. Nguyên tố hóa học.

Đồng vị - 2 tiết

Bài 4. Cấu tạo vỏ nguyên tử - 2 tiết

Bài 5. Cấu hình electron nguyên tử - 2 tiết

Chương I - Lớp 10

2

Vật lý

Bài 35. Tính chất và cấu tạo hạt nhân - 2 tiết

Bài 36. Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng

hạt nhân - 2 tiết

Bài 37. Phóng xạ - 1 tiết

Bài 38. Phản ứng phân hạch - 1 tiết

Bài 39. Phản ứng nhiệt hạch - 1 tiết

Chương IX - Lớp 12

Chương X - Lớp 12

3

Sinh học

( tìm hiểu thêm)

Bài 41. Sinh sản vô tính ở thực vật Bài 44. Sinh sản vô tính ở động vật ( tìm hiểu thêm) Bài 19. Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến và công nghệ tế bào (tìm hiểu thêm)

Chương IV – Lớp 11

Chương IV – Lớp 12

- Tổng số tiết: 15

III. Đối tượng dạy học của chủ đề

HS lớp 10

III. Ý nghĩa của việc thực hiện chủ đề

Thông qua chủ đề:

- Giúp cho học sinh có tri thức bao quát, tổng hợp hơn về thế giới khách quan, thấy

rõ hơn mối quan hệ và sự thống nhất của các môn học. Vận dụng kiến thức liên môn để

giải quyết tình huống thực tiễn.

- Phát triển khả năng tự tìm hiểu chọn lọc thông tin cũng như liên kết thông tin rời

rạc từ nhiều bài học, nhiều bộ môn thành một hệ thống.

- Gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo hứng thú, say mê học tập cho HS, nâng cao chất

lượng dạy và học.

IV. Mục tiêu dạy học của chủ đề

1. Kiến thức

- Học sinh biết:

+ Khái niệm nguyên tử, nguyên tố.

+ Thành phần cấu tạo, kí hiệu nguyên tử. Kí hiệu, khối lượng, điện tích electron,

proton, nơtron.

+ Cấu tạo vỏ nguyên tử, thứ tự các mức năng lượng của các electron trong nguyên

tử, số electron tối đa trong một lớp và phân lớp, obital nguyên tử.

+ Đặc điểm lớp electron ngoài cùng.

+ Khái niệm đồng vị, nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình.

+ Khái niệm lực hạt nhân, đặc điểm của lực hạt nhân, độ hụt khối và năng lượng

liên kết của hạt nhân.

+ Công thức Anh- xtanh giữa khối lượng và năng lượng.

+ Khái niệm phản ứng hạt nhân, định luật bảo toàn số khối, điện tích, động lượng

và năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân.

+ Hiện tượng phóng xạ, thành phần và bản chất của tia phóng xạ.

+ Viết được hệ thức của định luật phóng xạ.

+ Nêu được phản ứng phân hạch, phản ứng dây chuyền là gì? Điều kiện để phản

ứng dây chuyền xảy ra.

+ Nêu được phản ứng nhiệt hạch, điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra.

+ Ưu việt của năng lượng phản ứng nhiệt hạch.

+ Công thức tính nguyên tử khối trung bình, độ hụt khối.

+ Một số ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong cuộc sống.

+ Tác hại nghiêm trọng của chất phóng xạ đối với con người và sinh vật, những

biện pháp bảo vệ phóng xạ.

+ Biết được cách dùng các tia phóng xạ để xử lý mẫu vật trong quá trình sinh sản

vô tính cũng như hữu tính và chọn giống vật nuôi, cây trồng.

- Học sinh hiểu:

+ Qúa trình tìm ra electron, hạt nhân. Cấu tạo của nguyên tử.

+ Sự chuyển động của các electron xung quanh hạt nhân.

+ Tính chất đặc trưng của nguyên tử phụ thuộc vào cấu hình electron lớp ngoài

cùng.

- Học sinh vận dụng:

+ Xác định số e, số p, số n khi biết kí hiệu nguyên tử và ngược lại.

+ Tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố có nhiều đồng vị.

+ Xác định thứ tự các lớp electron trong nguyên tử, số phân lớp (s,p,d) trong một

lớp.

+ Viết được cấu hình electron nguyên tử của một số nguyên tố hóa học.

+ Dựa vào cấu hình electron lớp ngoài cùng suy ra tên nguyên tố, tính chất hóa học

cơ bản của nguyên tố đó.

+ Vận dụng hệ thức của định luật phóng xạ để giải quyết một số bài tập đơn giản.

2. Kỹ năng

+ Xác định số electron, số proton, số nơtron và nguyên tử khối khi biết kí hiệu

nguyên tử và ngược lại

+ Xác định số electron của các lớp và số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử 20

nguyên tố đầu trong bảng tuần hoàn. Từ đó suy ra tính chất cơ bản của nguyên tố.

+ Viết cấu hình electron của nguyên tử.

+ Giải đáp các thắc mắc liên quan về chất phóng xạ và thực tế của nó.

+ Hợp tác để giải quyết các nhiệm vụ học tập.

+ Tìm kiếm, chọn lọc, xử lý và lưu giữ được thông tin cần thiết trên internet và

khai thác môi trường tương tác trên mạng.

+ Giúp HS biết cách liên hệ lý thuyết với thực tiễn, làm cho quá trình học tập có ý

nghĩa. Từ đó hình thành cho các em năng lực giải quyết những vấn đề đặt ra trong thực

tiễn cuộc sống.

3. Thái độ

- HS thấy được khoa học rất gần gũi với thực tế, hứng thú học tập, say mê tìm tòi,

yêu thích khoa học.

- Xây dựng lòng tin vào khả năng của con người tìm hiểu bản chất của thế giới vi

mô. Làm rõ những quan niệm sai lầm của học sinh về thế giới vật chất.

- Giúp HS rèn luyện khả năng tư duy, thảo luận nhóm, thu thập thông tin, phân

tích các kênh hình, kênh chữ, liên hệ thực tế.

- Nghiêm túc, có trách nhiệm khi làm việc nhóm, hoàn thành tốt nhiệm vụ được

giao.

- Biết vận dụng kiến thức liên môn trong giải quyết vấn đề.

4. Các năng lực chính hướng tới

- Năng lực tự học, sáng tạo và giải quyết vấn đề: Đưa ra kết luận trong quá trình

tìm hiểu về sự phát hiện ra tia âm cực, khám phá ra hạt nhân nguyên tử.

- Năng lực sử dụng ngôn ngữ nói và viết: Nói và giải thích đúng các thuật ngữ:

Nguyên tử, hạt nhân, electron, proton, nơtron, đồng vị…

- Năng lực hợp tác và giao tiếp: Kỹ năng làm việc nhóm và đánh giá lẫn nhau.

- Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông: Soạn thảo trình bày báo

cáo sản phẩm học tập.

IV. Nội dung của chủ đề

- Nội dung chính trong chủ đề được trình bày trong sơ đồ sau:

VI. Thiết bị dạy học và học liệu

- SGK hóa học 10, Vật lý 12, sinh học 11, 12 cơ bản và nâng cao.

- Chuẩn bị:

+ Hình ảnh

3 đồng vị Hiđro

+ Video sưu tầm: Sự tìm ra electron và hạt nhân nguyên tử.

+ Các tài liệu khác liên quan đến nguyên tử và ứng dụng.

+ Bài giảng trên Power Point. Máy chiếu.

* Các ỹ thuật về c ng nghệ th ng tin c n sử dụng trong chủ đề:

- Tìm kiếm thông tin qua các trang web, download và xử lý.

- Tìm kiếm hình ảnh bằng google picture.

- Thực hiện clip bằng các phần mềm làm Video như Movie maker....(Chọn phim và cắt

phim để lấy đoạn phù hợp nội dung.)

- Đính k m hình ảnh, nhạc, phim, chữ.. vào power point, dùng kỹ thuật để trình chiếu.

VI. Triển hai và tổ chức thực hiện chủ đề

1. Triển hai chủ đề

Chia lớp thành 4 nhóm với các hoạt động đã phân công chuẩn bị ở nhà:

Nhóm 1: Trình bày phản ứng phân hạch. Nêu ví dụ một số vũ khí ứng dụng phản

ứng phân hạch và tác hại của nó trong quốc phòng.

Nhóm 2: Trình bày phản ứng nhiệt hạch. Nêu ví dụ một số vũ khí ứng dụng phản

ứng nhiệt hạch và tác hại của nó trong quốc phòng.

Nhóm 3: Tìm hiểu ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong lĩnh vực y học. (tìm

hiểu xem tại bệnh viện người ta sử dụng các đồng vị phóng xạ và dược chất phóng xạ

để điều trị và chuẩn đoán bệnh như thế nào? Chuẩn đoán bệnh gì? Việc điều trị đó gặp

thuận lợi hay khó khăn như thế nào?)

Nhóm 4: Tìm hiểu về ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong lĩnh vực nghiên cứu

sinh học, nông nghiệp. (quay một đoạn video về việc sử dụng tia gamma kết hợp với

các tác nhân khác để cải tạo nhóm cây trồng, sử dụng đồng vị đánh dấu để nguyên cứu

các quá trình sinh học)

Nhóm 5: Tìm hiểu về ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong lĩnh vực năng lượng

và công nghiệp. (Tìm hiểu về ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong bảo quản biến tính

vật liệu)

Nhóm 6: Tìm hiểu về thực trạng ô nhiễm phóng xạ, tác hại của chất phóng xạ đối

với con người và biện pháp phòng tránh.

2. Dự iến thời gian: 7 - 9 tiết

3. Gợi ý hoạt động dạy học

Nội dung 1: Thành ph n nguyên tử

Hoạt động 1: Tìm hiểu quá trình tìm thấy electron và hạt nhân nguyên tử

Sự tìm ra tia âm cực

- Chiếu ết hợp m tả đoạn video sự tìm ra tia âm cực.

- Yêu c u HS giải thích: “Vì sao chùm sáng bị lệch khi đưa tấm kim loại lại

gần?”

(Trả lời: Vì chùm sáng là chùm các electron nên khi đưa tấm kim loại tích điện lại

gần thì chùm sáng bị lệch)

- Yêu c u HS viết từ c n điền vào dấu “…” lên bảng phụ.

“Tia âm cực là chùm hạt… và mỗi hạt đều có… được gọi là…, kí hiệu là….”

Kết luận: Tia âm cực là chùm hạt mang điện tích âm và mỗi hạt đều có

khối lượng được gọi là electron, kí hiệu là e.

Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử

- Đặt vấn đề: “Nguyên tử trung hòa về điện, phần mang điện tích âm là các

electron. Vậy thì phải có phần mang điện tích dương, phần này nằm ở đâu trong

nguyên tử.”

- Chiếu và m tả thí nghiệm của Rơ-dơ-pho về sự tìm ra hạt nhân nguyên tử.

- Yêu c u HS tìm hiểu lời giải thích ở SGK và rút ra ết luận bằng cách viết

từ c n điền vào dấu “…” lên bảng phụ.

+ Nguyên tử có cấu tạo ....

+ Các… chuyển động xung quanh một hạt…có kích thước… so với kích thước của

nguyên tử, nằm ở … của nguyên tử. Đó là … của nguyên tử đó.

+ Số đơn vị điện tích dương của hạt nhân … số electron quay quanh hạt nhân.

+ Khối lượng nguyên tử hầu như tập trung ở ….( giải thích)

Kết luận :

+ Nguyên tử có cấu tạo rỗng

+ Các electron chuyển động xung quanh một hạt mang điện dương có kích thước

rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử, nằm ở tâm của nguyên tử. Đó là hạt nhân

của nguyên tử đó.

+ Số đơn vị điện tích dương của hạt nhân đúng bằng số electron quay quanh hạt

nhân.

+ Khối lượng nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân.

Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo hạt nhân nguyên tử

- Đặt vấn đề: “Hạt nhân được cấu tạo như thế nào, có còn phân chia được nữa

hay không? Làm sao để chứng minh?”

- M tả thí nghiệm của Rơ- dơ-pho (1918) về sự tìm ra proton

- Kết luận: Hạt nhân nguyên tử Nitơ có chứa hạt nhân nguyên tử Hiđro. Người ta

gọi đó là proton.

- M tả thí nghiệm của Chat-uych (1932) về sự tìm ra nơtron

- Kết luận: Ngoài proton, trong hạt nhân nguyên tử còn chứa hạt nơtron.

- Cho HS quan sát m hình của nguyên tử liti

Kết luận:

- Hướng dẫn HS ghi nhớ các số liệu c n thiết trong bảng 1 ( tr8, SGK)

Đặc tính hạt Vỏ nguyên tử Hạt nhân

Electron (e) Proton (p) Nơtron

Điện tích (q)

-19

e

-

0

Q  = -1,602.10 C

= -e  = 1

-19

p

0

Q  = -1,602.10 C

= e  = 1 Qn=0

Khối lượng

(m)

-31

em = 9,0194.10 kg

  0,00055 u

-27

pm = 1,6726.10 kg

1 u

27

nm   1,6748.10 kg

1 u

Hoạt động 3: Tìm hiểu ích thước và hối lượng của nguyên tử.

- Giúp HS hình dung: Nếu hình dung nguyên tử như 1 khối cầu thì đường kính

của nó vào khoảng 10-10m, để thuân lợi cho việc tính toàn và biểu diễn kích thước

nguyên tử, người ta đưa ra 1 đơn vị độ dài phù hợp là nm hoặc 0

A :

- Yêu c u HS tìm hiểu SGK hoàn thành những th ng tin dưới đây vào vở:

Kích thước:

+ 1 0

A = ? (m)

+ 1nm = ? (0

A ) = ? (m)

+ Bán kính nguyên tử hiđro:

+ Đường kính hạt nhân:

+ Đường kính của electron và proton:

Khối lượng:

+ Khối lượng của 1 nguyên tử hidro:

+ Khối lượng của 1 nguyên tử cacbon:

+ 1u = ? đvC = ? kg

+ Khối lượng của 1 nguyên tử nhôm (M = 27):

Nội dung 2: Hạt nhân nguyên tử. Nguyên tố hóa học

Hoạt động 1: Tìm hiểu về điện tích hạt nhân (ĐTHN)

- Ví dụ: Nguyên tử oxi có đơn vị điện tích hạt nhân Z = 8

+ Điện tích electron: 8- (mang điện âm)

Số electron (số e) = 8

1

= 8

+ Điện tích hạt nhân: 8+ (mang điện dương)

Số proton (số p) = 8

1

= 8

- Yêu c u HS xác định số e, số p, số đơn vị điện tích hạt nhân

Kết luận: Số electron = số proton = số đơn vị điện tích hạt nhân = Z

Hoạt động 2: Tìm hiểu về số hối

- Cung cấp th ng tin: Số khối là tổng số hạt proton và tổng số nơtron của hạt

nhân.

A = Z + N

- Yêu c u HS làm 2 ví dụ

+ VD1: Hạt nhân nguyên tử kali có 19 proton và 20 nơtron. Tính số khối của K .

+ VD2: Nguyên tử clo có số khối là 35 và 17 electron. Vậy clo có bao nhiêu

nơtron?

Hoạt động 3: Nguyên tố hóa học là gì?

- Yêu c u HS dựa vào iến thức đã học, nêu hái niệm nguyên tố hóa học.

- Kết luận: Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.

(Ví dụ: Tất cả các nguyên tử có Z = 7 đều thuộc nguyên tố nitơ.)

- Yêu c u HS làm bài tập dưới đây vào vở.

Xác định số electron, proron, nơtron (N), số đơn vị điện tích hạt nhân (Z), số

hiệu nguyên tử của các nguyên tố có ký hiệu là: 56

26 Fe . 7 19 24 40

3 9 12 20Li, F, Mg, Ca

Nội dung 3: Cấu tạo vỏ nguyên tử

Thành phần của vỏ nguyên tử là các electron. Vậy các hạt electron này

chuyển động như thế nào và có đặc điểm gì nổi bậc, có ảnh hưởng gì đến

hạt nhân nguyên tử hay không? Đi vào tìm hiểu nội dung bài để giải thích

cho điều đó.

Hoạt động 1: Các electron trong nguyên tử chuyển động như thế nào?

- Cho HS đọc SGK và quan sát sơ đồ mẫu hành tinh nguyên tử Bo, Rơ-dơ-

pho (H1.6) để rút ra ết luận về sự chuyển động của electron.

Kết luận: Electron chuyển động theo một quỹ đạo xác định.

- Cho HS đọc SGK và quan sát đám mây electron của nguyên tử hiđro cho

biết sự chuyển động của electron theo m hình hiện đại.

Kết luận: Trong nguyên tử các electron chuyển động rất nhanh (tốc độ

hàng nghìn km/s) xung quanh hạt nhân không theo quỹ đạo xác định nào.

- Đặt vấn đề: “Vì sao electron mang điện âm mà không bị hút dính vào hạt nhân

nguyên tử mang điện dương?”

(Giải thích: Ở tầng lớp siêu vi mô thì các định luật tác dụng của điện tích không

còn đúng)

Kết luận:

+ Các electron chuyển động trong một khoảng không gian quanh hạt nhân tạo

thành vỏ nguyên tử.

+ Trong quá trình chuyển động, các electron chịu tác động của lực hút tĩnh điện

của hạt nhân.

Hoạt động 2: Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo quy luật

nào?

- Yêu c u HS nghiên cứu SGK và trả lời các câu hỏi sau:

+ Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản sắp xếp như thế nào?

+ Mức năng lượng của các electron trên cùng một lớp như thế nào?

Kết luận:

+ Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản sắp xếp thành từng lớp theo

mức năng lượng từ thấp đến cao.

+ Các electron trên cùng một lớp có năng lượng g n bằng nhau.

- Hướng dẫn HS ghi nhớ tên gọi của các lớp.

- Cung cấp th ng tin: Mỗi lớp electron lại chia thành các phân lớp.

- Cho HS quan sát m hình sự phân bố electron trong nguyên tử.

- Yêu c u HS dựa vào mô hình và SGK trả lời các câu hỏi sau:

+ So sánh năng lượng của các e ở cùng phân lớp.

+ Hoàn thành bảng dưới đây:

Lớp K (n = 1) L (n = 2) M ( n = 3)

Phân lớp

Số e tối đa trong phân lớp

Số e tối đa trong lớp

+ Số electron tối đa của lớp thứ n là bao nhiêu?

+ Thế nào là lớp electron bão hòa ?

+ Xác định số lớp electron của các nguyên tử 14 23 32

7 11 16N, Na, S

Kết luận:

+ Các electron trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.

Lớp K (n = 1) L (n = 2) M ( n = 3)

Phân lớp s s p s p d

Số e tối đa trong phân lớp 2 2 6 2 6 10

Số e tối đa trong lớp 2 8 18

Số electron tối đa của lớp thứ n là 2n2. Lớp electron đã có đủ số electron

tối đa gọi là lớp electron bảo hòa.

Hoạt động 3: Obitan nguyên tử là gì?

- Đưa hình ảnh về đám mây nguyên tử, diễn đạt bằng lời, qua đó hình thành

d n hái niệm về obitan nguyên tử, đám mây electron.

“Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân, tại đó xác suất có

mặt (hay xác xuất tìm thấy) electron khoảng 90%.”

- Chiếu hình ảnh các obital s và p

Hình dạng của các obital s và p

Nội dung 4: Cấu hình electron nguyên tử

Hoạt động 1: Cấu hình nguyên tử là gì?

- Giới thiệu về cấu hình electron nguyên tử:

+ Cấu hình electron của nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp

thuộc các lớp khác nhau.”

+ Khi số hiệu nguyên tử tăng, số electron sẽ lần lượt lấp đầy các lớp và phân lớp

này theo quy tắc Klechkowski hay quy tắc thứ tự năng lượng thể hiện ở giản đồ dưới

đây.

Thứ tự xấp xỉ với các lớp và phân lớp xếp theo năng lượng tăng d n theo quy

luật Klech ows i

Thứ tự sắp xếp các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng được xác định bằng

thực nghiệm và lý thuyết, tuân theo quy tắc klechkowski:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s........

- Hướng dẫn HS viết cấu hình electron của nguyên tử

Ví dụ: Nguyên tử oxi (Z = 8)

Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử: 8 electron

Bước 2: Xác định các phân lớp dựa vào số electron tối đa của các phân lớp

(tuân theo quy tắc klechkowski).

1s 2s 2p

Bước 3: Viết cấu hình electron của nguyên tử oxi.

O : 1s22s22p4

- Trình bày thế nào là nguyên tố s, p ,d, f

+ Nguyên tố s là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền

vào phân lớp s.

+ Nguyên tố p là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền

vào phân lớp p.điền vào phân lớp p.

+ Nguyên tố d là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền

vào phân lớp d.điền vào phân lớp d.

+ Nguyên tố f là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền

vào phân lớp f.

- Yêu c u HS viết cấu hình electron của natri (Z = 11), canxi (Z = 20),

sắt (Z = 26 ) theo từng bước. Xác định nguyên tố đó thuộc nguyên tố gì?

Hoạt động 2: Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng.

- Cung cấp th ng tin về đặc điểm của lớp electron ngoài cùng.

- Yêu c u HS đọc SGK, dự đoán các nguyên tố sau đây là im loại, phi im

hay hí hiếm: 12 24 20 40 7 31 11

6 12 10 20 3 15 5C, Mg, He, Ca, Li, P, B

Nội dung 5: Năng lượng liên ết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân

Hoạt động 1: Tìm hiếu về độ hụt hối của hạt nhân

- Cung cấp th ng tin: Khối lượng nghỉ của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối

lượng nghỉ của các nuclon tạo thành hạt nhân đó. Độ chênh lệch khối lượng này được

gọi là độ hụt khối của hạt nhân.

- C ng thức tính độ hụt hối của hạt nhân A

Z X :

p nΔm = Z.m + N.m - m

Trong đó:

+ m là khối lượng nghỉ của hạt nhân X (tính theo đơn vị u)

+ mp là khối lượng nghỉ của proton (mp = 1,00728u)

+ mn là khối lượng nghỉ của nơtrôn (mn = 1,00866u)

+ N = A - Z là số nơtron của hạt nhân X đang xét.

Hoạt động 2: Năng lượng liên ết của hạt nhân

- Cung cấp th ng tin:

+ Theo Anh-x-tanh: Mỗi khi khối lượng nghỉ của một vật giảm đi thì có một năng

lượng tỏa ra. Năng lượng tỏa ra tương ứng với độ hụt khối của hạt nhân gọi là năng

lượng liên kết của hạt nhân.

+ Sở dĩ ta gọi năng lượng này là năng lượng liên kết là vì muốn phá vỡ một hạt

nhân X ta phải cung cấp một năng lượng đúng bằng năng lượng mà hệ các hạt đã tỏa ra

khi hạt nhân được tạo thành.

- C ng thức tính năng lượng liên ết của hạt nhân:

2

lkW = Δm.c

Thay p nΔm = Z.m + N.m - m vào công thức trên, ta được:

2

lk p nW = (Z.m + N.m - m)c

Hoạt động 3: Năng lượng liên ết riêng của hạt nhân

- Cung cấp th ng tin: Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là năng lượng liên

kết tính cho một nuclon.

- Yêu c u HS rút ra c ng thức tính năng lượng liên ết riêng của hạt nhân.

Kết luận: Công thức : lklkr

WW =

A

- Yêu c u HS làm bài tập: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân nguyên tử

nhôm.

Hoạt động 4: Tìm hiếu về phản ứng hạt nhân

- Yêu c u HS tìm hiểu SGK và cho biết:

+ Thế nào là phản ứng hạt nhân?

+ Có những loại phản ứng hạt nhân nào?

+ Nêu đặc tính của phản ứng hạt nhân.

Kết luận:

- Phản ứng hạt nhân là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau và biến đổi thành các

hạt nhân khác.

- Có 2 loại phản ứng hạt nhân:

+ Phản ứng hạt nhân tự phát: Là quá trình tự phân rã của mộthạt nhân không bền vững

thành cáchạt nhân khác.

VD: Quá trình phóng xạ

+ Phản ứng hạt nhân kích thích: Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các

hạt nhân khác.

VD: Phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch

- Đặc tính của phản ứng hạt nhân:

+ Biến đổi các hạt nhân.

+ Biến đổi các nguyên tố.

+ Không bảo toàn khối lượng nghỉ.

Hoạt động 5: Phản ứng phân hạch.

- Yêu c u các nhóm trình bày nội dung đã được phân c ng chuẩn bị ở nhà

+ Nhóm 1: Trình bày phản ứng phân hạch. Nêu ví dụ một số vũ khí ứng dụng

phản ứng phân hạch và tác hại của nó trong quốc phòng.

- Nhận xét, góp ý, chấm điểm.

Kết luận:

+ Phản ứng phân hạch là sự vỡ của một hạt nhân nặng thành 2 hạt nhân trung bình

(k m theo một vài nơtron phát ra).

+ Phản ứng phân hạch kích thích:

n + X X* Y + Z + kn (k = 1,2,3)

Qúa trình phân hạch của X là không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X*.

Ví dụ: 1 235 236 95 138 1

0 92 92 39 53 0n + U U* Y + I + 3 n

1 235 236 136 95 1

0 92 92 39 38 0n + U U* Xe + Sr + 2 n

- Phải truyền cho hạt nhân X một năng lượng đủ lớn, bằng cách cho hạt nhân bắt

một nơtron Trạng thái kích thích (X* )

- Proton mang điện tích dương chịu lực đẩy do các hạt nhân tác dụng.

- Năng lượng phân hạch:

+ Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân

hạch.

- Phản ứng phân hạch dây chuyền:

+ Giả sử sau mỗi phân hạch có k nơtron được giải phóng đến kích thích các hạt

nhân 235

92 U tạo nên những phân hạch mới.

+ Sau n lần phân hạch, số nơtron giải phóng là kn và kích thích kn phân hạch mới.

Khi k < 1: Phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh.

Khi k = 1: Phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra không

đổi theo thời gian. (Được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân.)

Khi k > 1: Phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra tăng

nhanh, có thể gây bùng nổ.

Hoạt động 6: Phản ứng nhiệt hạch (phản ứng tổng hợp hạt nhân)

- Nhóm 2: Trình bày phản ứng nhiệt hạch. Nêu ví dụ một số vũ khí ứng dụng

phản ứng nhiệt hạch và tác hại của nó trong quốc phòng.

- Nhận xét, góp ý, chấm điểm.

Kết luận:

- Phản ứng tổng hợp hạt nhân là quá trình trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp

thành một hạt nhân nặng hơn.

2 3 4 1

1 1 2 0H + H He + n

- Điều iện:

+ Nhiệt độ cỡ trăm triệu độ.

+ Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn.

+ Thời gian duy trì trạng thái plasma phải đủ lớn.

- Năng lượng tổng hợp hạt nhân:

+ Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng tổng hợp hạt nhân được gọi là năng lượng

tổng hợp hạt nhân.

+ Thực tết chỉ quan tâm đến phản ứng tổng hợp nên heli

1 2 3

1 1 2

1 3 4

1 1 2

2 2 4

1 1 2

2 3 4 1

1 1 2 0

2 6 4

1 3 2

H + H He

H + H He

H + H He

H + H He + n

H + H 2( He)

- Con người đã tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân khi thử bom H và đang nghiên

cứu tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển.

- Phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều hiển:

+ Hiện nay đã sử dụng đến phản ứng 2 3 4 1

1 1 2 0H + H He + n + 17,6MeV

+ Cần tiến hành 2 việc:

Đưa vận tốc các hạt lên rất lớn.

Giảm hãm các hạt nhân đó trong một phạm vi nhỏ hẹp để chúng có thể gặp nhau.

- Ưu việt của năng lượng tổng hợp hạt nhân: So với năng lượng phân hạch, năng

lượng tổng hợp hạt nhân ưu việt hơn: Nhiên liệu dồi dào, ưu việt về tác dụng đối với môi

trường.

Hoạt động 7: Thiết ế áp phích tuyên truyền nhằm êu gọi các quốc gia trên

thế giới h ng sử dụng vũ hí hạt nhân.

- Chuẩn bị: giấy A4, bút chì, bút màu.

- Thời gian: 15 – 20 phút

- Các nhóm trình bày sản phẩm, GV và lớp nhận xét, cho điểm.

Nội dung 6: Đồng vị . Nguyên tử hối và nguyên tử hối trung bình.

Hoạt động 1: Tìm hiểu thế nào là đồng vị

- Chiếu hình ảnh mô hình của 3 đồng vị của hiđro. Yêu c u các nhóm quan

sát, nhận xét sự giống và hác nhau. Từ đó rút ra định nghĩa “đồng vị”.

Kết luận: Đồng vị là các biến thể của một nguyên tố hóa học, trong đó hạt nhân

nguyên tử có cùng số proton nhưng có chứa số nơtron khác nhau và do đó có số

khối khác nhau.

Ví dụ: 12 13 14

C, C và C là ba đồng vị của nguyên tố cacbon với số khối tương ứng là

12, 13 và 14. Số nguyên tử của cacbon là 6, có nghĩa là mỗi nguyên tử carbon có 6

proton, vì vậy mà số nơtron của các đồng vị tương ứng là 6, 7 và 8.

Hoạt động 2: Nguyên tử hối và nguyên tử hối trung bình

- Cung cấp th ng tin:

+ Nguyên tử khối của 1 nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp

bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

+ Vì khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân nên nguyên tử khối coi như bằng số

khối (khi không cần độ chính xác).

Vậy nguyên tử khối là khối lượng tương đối.

- Hướng dẫn cách tính nguyên tử hối trung bình và hướng dẫn HS áp dụng.

Trong tự nhiên, đa số nguyên tố hóa học là hỗn hợp nhiều đồng vị (có số khối khác

nhau) Nguyên tử khối của nguyên tố là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị đó.

_ aX+bY+...A =

100

Trong đó: X, Y là nguyên tử khối của đồng vị X,Y

a,b là % số nguyên tử của đồng vị X, Y

- Hướng dẫn HS làm ví dụ sau vào vở : Cacbon là hỗn hợp của 2 đồng vị : 12

6C

chiếm 75,77% và 13

6C chiếm 1,113%. Tính nguyên tố trung bình của cacbon.

Nội dung 7: Phóng xạ

Hoạt động 1: Phóng xạ là gì?

- Yêu c u HS nêu định nghĩa phóng xạ và đồng vị phóng xạ từ hiểu biết của

mình. Nêu ví dụ các đồng vị phóng xạ.

Kết luận:

+ Phóng xạ là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi và phát

ra các bức xạ hạt nhân (thường được gọi là các tia phóng xạ).

+ Các nguyên tử có tính phóng xạ gọi là các đồng vị phóng xạ.

+ Các nguyên tố hóa học chỉ gồm các đồng vị phóng xạ (không có đồng vị bền)

gọi là nguyên tố phóng xạ.

Hoạt động 2: Tìm hiểu các dạng phóng xạ.

- Yêu c u HS tìm hiểu SGK

+ Nêu những dạng phóng xạ.

+ Nêu bản chất của mỗi loại phóng xạ

+ Hạt nhân 226

88 Ra phóng xạ , viết phương trình.

+ Hạt nhân 14

6C phóng xạ -β , viết phương trình.

+ Hạt nhân 12

7 N phóng xạ +β , viết phương trình.

Kết luận:

+ Có 3 dạng phóng xạ: phóng xạ ,-β ,

+β .

- Tia là dòng hạt nhân 4

2 He chuyển động với vận tốc 2.107 m/s. Đi được chừng

vào cm trong không khí và chừng vài μm trong vật rắn.

Phương trình phóng xạ: A A-4

Z Z-2X Y

- Tia -β là dòng electron ( 0

-1e )

Phương trình: -βA A 0 0

Z Z+1 1 0X Y + e + v

Dạng rút gọn : -βA A

Z Z+1X Y

- Tia β là dòng pozitron ( 0

1e )

Phương trình: βA A 0 0

Z Z-1 1 0X Y + e + v

Dạng rút gọn: βA A

Z Z-1X Y

- Tia -β và β chuyển động với tốc độ c, truyền được vài mét trong không khí và

vài mm trong im loại.

- Phóng xạ γ là phóng xạ đi k m với phóng xạ -β và β.

- Tia đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì.

Hoạt động 3: Định luật phóng xạ

- Thiết lập c ng thức tính số hạt nhân còn lại sau thời gian t.

0N = N .e

Trong đó:

+ N0 là số hạt nhân ban đầu.

+ N là số hạt nhân còn lại sau thời gian t.

+ là hằng số phân rã, đặc trưng cho chất phóng xạ đang xét.

- Yêu c u HS chứng minh sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại

là N = 2

n

n

N

Kết luận:

- Chu kì bán rã (T) là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% ( nghĩa là

phân rã 50%)

ln2 0,693T = =

λ λ

- Lưu ý : Sau thời gian t = Xt thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là : n

n

NN =

2

Hoạt động 4: Đặc điểm của quá trình phóng xạ

- Chiếu hình ảnh sự phóng xạ của đồng vị 235

92 U ém bền.

- Yêu c u các nhóm rút ra đặc điểm của quá trình phóng xạ.

Kết luận : Đặc điểm của quá trình phóng xạ:

+ Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân.

+ Tỏa năng lượng.

+ Có tính tự phát và không điều khiển được.

+ Là một quá trình ngẫu nhiên.

Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng của đồng vị phóng xạ vì mục đích hòa bình.

- Yêu c u các nhóm trình bày nội dung của nhóm đã được phân c ng theo thứ

tự. (Các nhóm đã chuẩn bị ở nhà)

Nhóm 3: Trình bày về ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong y học.

Nhóm 4: Trình bày về ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong nghiên cứu sinh học

và nông nghiệp.

Nhóm 5: Trình bày về ứng dụng của đồng vị phóng xạ trong công nghiệp và năng

lượng.

Nhóm 6: Trình bày về tình trạng ô nhiễm phóng xạ, tác hại của chất phóng xạ và

biện pháp phòng tránh.

- Các nhóm còn lại nhận xét và đặt câu hỏi.

- GV đánh giá ph n chuẩn bị và báo cáo của 4 nhóm, chấm điểm.

Nội dung 8: Củng cố chủ đề

- GV phát phiếu học tập gồm 15 câu hỏi liên quan đến bài học, các nhóm vận

dụng iến thức đã biết hoặc nghiên cứu tài liệu để trả lời. ( 30 phút)

Phiếu học tập

Câu 1 : Tại sao nguyên tử trung hòa về điện ?

Câu 2: Tìm tỉ số về khối lượng của electron so với proton, so với nơtron.

Câu 3: Đồng có hai đồng vị bền và. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54.

Tính thành phần phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị.

Câu 4: Nguyên tử chứa đồng thời 20 nơtron, 19 proton và 19 electron. Viết kí hiệu

nguyên tử đó.

Câu 5: Viết cấu hình electron và cấu hình electron rút gọn của nguyên tử các

nguyên tố sau: K, F, Mg, Si, Cl. Xác định loại nguyên tố.

Câu 6: Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố

là 13.

a) Xác định nguyên tử khối.

b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó

(Cho biết: Các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 2 đến 82 trong bảng tuần hoàn

thì N

1 1,5Z

)

Câu 7: Viết cấu hình electron đ y đủ cho các nguyên tử có lớp electron ngoài

cùng là

a) 2s1 b) 2s22p3 c) 2s22p6

d) 3s23p3 e) 3s23p5 f) 3s23p6

Câu 8: Khi kiểm tra hành lý của hành khách trước khi lên máy bay, người ta

thường dùng tia gì?

Câu 9: Năm 1945, Mỹ thả 2 quả bom nguyên tử xuống thành phố Hiroshima và

Nagasaki của Nhật, tại sao nhiều năm sau người ta vẫn không thể trồng trọt và chăn

nuôi ở 2 thành phố trên cũng như những khu vực lân cận?

Câu 10: Tia gamma của đồng vị nào là tác nhân tiệc trùng, chống nấm mốc hữu

hiệu trong bảo quản lương thực, thực phẩm và các loại hạt giống?

Câu 11: Trong những nhà máy sản xuất sôđa ăn da, người ta thười dùng chất nào

để kiểm tra thủy ngân?

Câu 12: Ngày nay, phương pháp chụp ảnh phóng xạ được sử dụng rộng rãi trong

việc kiểm tra chất lượng các công trình. Em hãy cho biết nguyên tố nào được ứng dụng

trong việc này?

Câu 13: Hiện nay trong y học, người ta thường dùng các đồng vị phóng xạ để chẩn

đoán và điều trị bệnh. Bệnh nhân bị ung thư tuyến giáp thể biệt hóa, sau khi phẫu thuật

cắt bỏ tuyến giáp được uống chất phóng xạ nào để trị tiêu diệt các tế bào ung thư tuyến

giáp và tế bào ung thư di căn ?

Câu 14: Nhà máy điện hạt nhân nước ta được đặt ở đâu?

Câu 15 : Vi khuẩn Tshewanella oneidensis thu gom urani bằng cách nào?

- Sửa bài (20 phút)

- Nhận xét, chấm điểm.

Đáp án:

Câu 1: Trong mỗi nguyên tử, số proton mang điện tích dương bằng số electron

mang điện tích âm nên nguyên tử trung hòa về điện.

Câu 8: Tia X.

Câu 9: Do đất và nước bị nhiễm chất phóng xạ, nếu trồng trọt và chăn nuôi thì cây

trồng và vật nuôi sẽ bị nhiễm chất phóng xạ dẫn đến biến đổi gen, không thể sống sót

qua được một thời gian dài.

Câu 10: Tia gamma của đồng vị 60Co

Câu 11: Thủy ngân phóng xạ

Câu 12: 60 Covà 192Ir

Câu 13: Chất phóng xạ 135 I

Câu 14: Thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng

Câu 15: Chúng hô hấp theo dạng "khử urani", nên chúng thu gom nguyên tử urani

làm xúc tác hô hấp.