Інтегрований урок
(хімія, біологія)
на тему : Ізотопи та радіоактивний розпад
хімічних елементів
Підготував:
вчитель хімії
Добровільської ЗОШ І-ІІІ ст
Близюківського району
2014
ТЕМА: Ізотопи та радіоактивний розпад хімічних елементів
ЦІЛІ
освітні: поглибити знання учнів про будову атома, його
елементарні частинки;
ввести поняття «протонне» і «нуклонне» число, та
«ізотопи»;
дати початкове поняття про ядерні реакції, та штучне
перетворення хімічних елементів;
охарактеризувати вплив радіації на живі організми.
розвивальні: розвивати вміння аналізувати, порівнювати, висловлювати
свою думку та відстоювати її, а ще робити висновки.
виховні: сприяти громадянському вихованню;
виховувати впевненість у своїх силах, прагнення до успіху;
виховувати відповідальне ставлення до навчання, життя та
навколишнього середовища.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу( хімія, фізика та біологія)
Випереджувальне завдання: підготувати повідомлення про ізотопи.
Обладнання: ПСХЕ Д. І. Менделєєва, опорні конспекти, тестові завдання,
основа таблиці для заповнення, фотографії з Чорнобильської
зони з музикальним супроводом, вірші про Чорнобиль.
Х І Д У Р О К У
I.Організаційний етап
Вітання. Позитивне налаштування.
Вітаю вас. Сьогодні ми проведемо незвичайний урок, а інтегрований - хімія +фізика + біологія. Сподіваюсь наша спільна праця буде плідною і результативною.
О. Толстой свого часу сказав такі мудрі слова: “Якщо учень не навчився сам нічого творити, то й у житті він буде лише наслідувати, копіювати». Я твердо вірю в те, що серед вас є учні творці, які вміють працювати, мислити, творити й практикувати.
II. Актуалізація опорних знань
Інтерактивна вправа «Мікрофон»
*Дайте визначення атому
*З яких елементарних частинок він складається?
*Як визначити кількість протонів в ядрі атома?
*Як визначити кількість електронів в атомі?
*Як визначити кількість нейтронів в ядрі атома?
*Які елементарні частинки мають масу і яка вона?
*Які елементарні частинки мають заряд?
*Які елементарні частинки входять до складу ядра атома?
*Що розуміють під назвою «протонне число»?
*Що розуміють під назвою «нуклонне число»?
*Розкажіть про складові атома елемента Натрію.
Гра –«Ланцюжок» (заповнити вільні клітинки таблиці) Учні працюють по черзі, передаючи естафетну крейду наступному учаснику ланцюжка, поки не лишиться вільних клітинок в таблиці.
Елемент | Протонне число | Заряд ядра | Кількість Протонів | Нуклонне число | Кількість нейтронів | Кількість електронів |
16 | ||||||
8 | ||||||
4 | ||||||
12 | ||||||
20 |
III.Вивчення нового матеріалу
Постановка проблеми уроку
Уважно подивіться на маси елементів в ПСХЕ Д. І.Менделєєва, чи не помітите ви в них протиріччя протонно-нейтронної теорії складу атомних ядер? Учні мають зробити висновки про те, що, згідно з теорією, атомні маси елементів повинні позначатися цілими числами, хоча насправді ми бачимо інше. Як пояснити це протиріччя? Як визначити вік археологічних знахідок? Чим небезпечна аварія на ЧАЕС? На ці та інші питання ми маємо сьогодні знайти відповіді спільно з колегами. Так як фізикам належить відкриття ізотопів, то вчитель фізики ознайомить нас з ними.
Вчитель фізики (розповідь з елементами бесіди)
Ізотопи - це різновиди атомів одного елемента з різним числом нейтронів. У вигляді одного ізотопу в природі зустрічаються Берилій, Флуор, Натрій. Силіцій має три ізотопи, Станум - десять. У природі існують атоми Хлору з масовим числом 35 і 37 а, о,м, а заряд ядра в обох однаковий -17. ( на дошці записуються ізотопи)
35 37
CI CI
17 17
Чому в цих ізотопів різні маси? Вчитель спонукає учнів зробити висновок про різну кількість нейтронів в ядрах цих атомів.
Вчитель хімії (пояснює схему розрахунку середньої атомної маси елемента, враховуючи існування ізотопів).
Атомна маса - величина, яка дорівнює відношенню середнього значення мас усіх його природних ізотопів, з урахуванням їх поширеності, до 1/12 маси атома Карбону. Таку масу і вказують у таблиці Д. І.Менделєєва, Як правило це дробова величина.
Приклад
Обчислити середню атомну масу природного хлору, якщо це суміш атомів з масами 35 і 37. Перших міститься в суміші 75%, а других - 25%.
(75%* 37 + 25%*35)
Аr(CI)=----------------------------=35,5
100%
Це і є середня атомна маса атомів Хлору. Звідси випливає визначення хімічного елемента: Хімічний елемент - це вид атомів, що характеризується однаковим протонним числом.
Повідомлення учня підготовлене завчасно про ізотопи Гідрогену і воду утворену такими ізотопами.
У найлегших елементів поведінка ізотопів у фізичних та хімічних процесах відрізняється. Чим легше атомне ядро, тим яскравіше проявляється різне число нейтронів на властивості ізотопів.
Розглянемо склад ізотопів Гідрогену
1 2 3
Н Н Н
1 1 1
Перший має назву - Протій, другий - Дейтерій і назва у третього - Тритій. Звернемо увагу на їх будову і помітимо: що у першого ізотопу відсутні нейтрони, другий має єдиний нейтрон, а в третього є два нейтрони.
Вода, яку утворює ізотоп Гідрогену - Дейтерій, називається Дейтерієвою, або важкою водою. У неї ряд особливостей, хоч зовні вона така сама як і звичайна, та молекулярна маса у неї не 18 , а 20 г/моль. Важка вода відрізняється за фізичними й хімічними властивостями: наприклад, густина звичайної води - 0,9982 г/мл(20*С), а важкої - 1,105 г/мл, температура плавлення звичайної води - 0,0*С, а важкої - 3,82*С, температура кипіння – відповідно 100 і 101,42*С. Реакції за участі важкої води протікають з меншими швидкостями. Вченими доведено, що важкої води більше в закритих озерах, а ніж в гірських струмках. А ще виявляється важка вода несприятливо діє на все живе, іноді її навіть називають «мертвою водою».
Радіоактивний розпад елементів
Розповідь розпочинає вчитель фізики
Ізотопи бувають стабільні (їх більшість. Це елементи, що мають порядковий номер менший 83) і радіоактивні( це елементи з порядковими номерами більшими за 83). На основі визначення вмісту радіоактивних ізотопів у мінералах, викопних рештках рослинних та тваринних організмів, археологічних знахідок розроблено метод визначення їх віку за залишками не розкладених ізотопів.
Бесіда з класом
· Які вчені займалися питаннями вивчення радіоактивності?
· Хто ці вчені за фахом?
· Що було відкрито?
· Які є види випромінювання?
· Яку будову має атом і хто та коли це встановив?
Першу ядерну реакцію здійснив Резерфорд у 1919 році.
Знайомимося з методикою запису ядерної реакції
226 222 4
Ra -à Rn + He
88 86 2
Наголошуємо про те, що в ядерних реакціях виконуються всі закони збереження: імпульсу, заряду, маси, енергії. В підручнику учні знаходять частинки, які фігурують у ядерних реакціях і знайомляться з ними.
Закріплюємо знання про ядерні реакції, пропонуємо їм скласти рівняння ядерних реакцій
14 4 1
N + He à …. + H
7 2 1
239 239
U à Np + …..
92 93
Далі повідомляємо учням про період напіврозпаду і пояснюємо, що означає ця величина. Учні самостійно знаходять відомості про тривалість життя ізотопів. За проханням вчителя учні називають ізотопи з найкоротшим і найдовшим часом їх існування. Формулюється визначення радіоактивності спільно учнів з учителем.
Урок продовжує вчитель біології.
Небезпечність радіоактивного випромінювання ( бесіда з учнями)
· Не має смаку та запаху, невидимі;
· Мають велику проникну здатність;
· Спричиняють іонізацію молекул біологічної системи;
· Руйнує клітинні мембрани, вражає кістковий мозок;
· Порушує імунну систему;
· Призводить до генетичних ушкоджень, що спадкуються нащадками.
Які заходи зі зменшення впливу радіації на живі організми ви можете запропонувати?
Після колективного обговорення учні записують:
· не споживати забрудненої радіонуклідами води, продуктів харчування;
· вживати продукти, що містять пектин;
· боротися із пилом, регулярно чистити одяг, взуття, мити підлогу.
Вчитель хімії пропонує учням подумати, чому аварія на ЧАЕС у 1986 році завдала величезної шкоди. Після роздумів і обговорень вчитель продовжує.
Весна 1986 року стала легендою. Але і сьогодні дичавіє земля чорнобильська, хоча ще квітнуть і родять сади. Ніхто не споживає плодів, не йде до лісу за його цілющими дарами. Чорне коло невідомо скільки залишиться незагойною раною на лоні природи, закарбується в серцях людей, які покинули обжиті домівки, могили своїх предків. Подумайте. Чому через стільки років це місце і досі небезпечне?
Учні в свої відповідях опираються на період напіврозпаду ізотопів, що були викинуті під час аварії на ЧАЕС. Один із учнів заготував інформацію про радіонукліди, що потрапили в навколишнє середовище під час аварії, всі інші відшукують в підручнику їх тривалість існування.
Демонстрація з екрану фотографій з чорнобильської зони. Звучить тиха музика. Учениця читає вірш О. Шарварки
Чи буде квітень, як завжди,
Дарунком весняної здоби,
Чи власним іменем біди
Ми назвемо його «Чорнобиль»?
Чи, може, викинем його
З календарів його допоки
Нас темний грітиме вогонь
Ще не відкритих ізотопів?
Сумлінна мисль не має меж,
ЇЇ спинити годі.
І ти, Чорнобилю, ти теж
Не маєш меж сьогодні.
IV.Узагальнення і систематизація знань
Вчитель пропонує учням зробити висновки про вивчений матеріал уроку
*Ми зрозуміли що, радіоактивність - це довільний розпад деяких елементів, що супроводжується випусканням елементарних частинок та електромагнітних хвиль.
*Ми розглянули засоби захисту від радіоактивного випромінювання на побутовому рівні.
*Ми усвідомили шкідливий вплив радіоактивного випромінювання на живі організми.
Вчитель. Творець учення про ноосферу В. Вернадський у своїх творах висловив сподівання про те, що людський розум, який підкорив природу, досягне нових вершин, якщо людина свідомо не спрямовуватиме ці досягнення проти себе.
Учні виконують самостійну тестову роботу
1. Визначте порядковий номер елемента, якщо його масове число 230, а в ядрі міститься 140 нейтронів
1)100
2)130
3) 90
4)370
2. Ядра атомів ізотопів відрізняються:
1)кількістю протонів
2)кількістю нейтронів
3)кількістю протонів і нейтронів одночасно
3. Ядро якого елемента утвориться в ході реакції
24 4 1
Mg + He à n +…..
12 2 0
1) 27 2) 27 3) 27 4) 28
Со Ne Si Si
14 10 14 14
4. Під час розпаду Плутонію
244 244
Рu Рu
93 утворився ізотоп 94
Якому розпаду піддався первісний ізотоп?
1) альфа розпад
2) бета розпад
3) альфа і бета розпад
4) гама розпад
5. Маса атома елемента дорівнює загальному числу:
1) нейтронів
2) протонів
3) нейтронів і протонів
4) протонів і електронів
6. Елемент з протонним числом 112 матиме властивості подібні до:
1) барію
2) цезію
3)германію
4) індію
7. Яке із ядер не є ізотопом Гідрогену?
1)тритій
2)гелій
3)дейтерій
4)протій
V.Домашнє завдання
Підготувати інформацію про застосування ізотопів.
