2.3 Периодтық заңды атом құрлысы тұрғысынан түсіндіру.

Бір элементтің ядро зарядтары бірдей,атомдық массалары әртүрлі бірнеше изотоптары болатыны анықталды. Изотоп термині (грек. Изо-бірдей, топс орын), бұл атомдар периодтық жүйеде бір орында тұрады деген мағынаны білдіреді. Изотоп атомдардың химиялық қасиеттері бірдей, ал физикалық қасиеттерінде, мәселен,массасында, тұрақтылығында жәнетабиғата таралуында айырмашылығы бар. Осы айырмашылқ арқылы элементтің салыстырмалы атомдық массасының бөлшек сан болып келуі түсіндіріледі.

Өйткені салыстырмалы атомдық массасы химиялық элементтің табиғи изотоптардың орташа массасын атомдық масса бірлігіне бөлу арқылы табылады.

Салыстырмалы атомдық масса – периодтық заңды ашуға негіз болған химиялық элементтің ең басты сандық көрсеткіші. Сондықтан Д.И.Менделеев: «Химиялық элементтер қасиеттерінің периодты өзгеруі олардың атомдық массаларының шамасына тәуелді»,-деп тұжырымдалады. Атом құрылысы анықталған соң, заң тұжырымдамасындаатомдық масса ядро зарядымен алмастырылған[10].

Ядро заряды-атомның маңызды сипаттамасы. Зерттеулер нәтижесінде оның сан мәні периодтық жүйедегі элементтің реттік нөмеріне тең екені табылды. Элементтің реттік нөмері мен атомындағы протон мен электрон сандары арасындағы тәуелділік анықталды.

Атом, тұтасынан алғанда, бейтарап жүйе, ондағы оң және теріс зарядталған бөлшектер саны бірдей. Атом ядросының құрылысы салыстырмалы атомдық масссаның сан мәні қайдан шығатынын түсіндіріп берді, ол протон және нейтрон массаларының қосындысына тең. Мысалы, аргонның ауыр изотоптарының саны табиғатта көбірек кездесетініне байланысты салыстырмалы атомдық массасы одан кейін тұрған калийдің атомдық массасынан артық болып тұр.

Атомдық массадан кейін химиялық элементтерді жүйелеуге негіз болған периодты өзгеретін көрсеткіш - валенттігі. Химиялық элементтердің валенттіктері тәжірибе жүзінде анықталды, көптеген қателіктер де жіберілді.

Элемент атомының тұрақты және ауыспалы валентті болуы, оттек және сутек бойынша валенттіктің сан мәні мен периодты өзгеруі атом құрылысының электрондық теориясы арқылы түсіндіріледі.

Элементтің валенттік электрондарының жалпы саны ол орналасқан топ нөмеріне сәйкес келеді. Валенттікпен қатар тотығу дәрежесі деген ұғым енгізілген[9].

Периодтық жүйе периодтық заңның құрылымдық кескіні. Ол 7 периодтан 8 топтан тұратын кесте. Периодтар үлкен және кіші болып бөлінеді. Алғашқы үш период кіші периодтар, олар бір қатардан ғана тұрады, ал үлкен периодтар екі қатардан тұрады.

Бір периодта орналасқан элементтердің энергетикалық деңгейлерінің саны бірдей болғанымен, олардың ядро зарядтарының артуына байланысты ядроның электронды тарту күші артады, сондықтан атом радиустары солдан оңға карай кемиді.

Периодтарда солдан оңға қарай сыртқы қабаттағы электрондар саны біртіндеп артады, бұл металдық қасиеттің біртіндеп әлсіреп, бейметалдық қасиеттің артуына әкеп соғады.

Металдардың сыртқы қабаттарында электрондар саны аз болады, сондықтан олар электрондарын беруге бейім келеді. Ал бейметалдардың сыртқы энергетикалық деңгейлері аяқталуға жақын, сондықтан олар аяқталуға жетпеген электрондарды қосып алуға бейім келеді.

Олардың сутекті қосылыстарындағы валенттіліктері қанша электрон қосып алғандығымен анықталады.

Бір топта орналасқан элементтердің валенттілік электрондарының саны бірдей болады. Негізгі топша элементтерінің валенттілік электрондары сыртқы энергетикалық деңгейде орналасса, қосымша топша элементтерінікі сыртқы және одан кейінгі деңгейлерде орналасады.

Бір топтың элементтерінің қосылыстарындағы жоғары валенттіліктері бірдей болады. Қосымша топша элементтерінің барлығы металдар, олардың көпшілігінің сыртқы қабаттарында екі электрондары бар, сол себепті олардың төменгі валенттіліктері екі, ал жоғарғы валенттілігі топтың нөміріне сәйкес келетін айнымалы валенттілік көрсететін элементтер.

Топ бойынша негізгі топшада жоғарыдан төмен қарай атом радиусы өседі, себебі энергетикалық деңгейлер саны артады. Сондықтан соңғы деңгейдегі электрондарды бөліп алуға жұмсалатын энергияның шамасы азаяды, бұл металдық қасиеттің артуына әкеліп соғады.

Элементтердің, олардың жай және күрделі қосылыстарының қасиеттерінің өзгеруі элемент атомдарының электрондық құрылысының периодты өзгеруіне байланысты болады.

Сабақ жоспары

Сыныбы: 8

Тақырыбы: Д.И.Менделеевтің периодтық заңы және атом құрылысы

Сабақтың мақсаты: Химиялық элементтердің периодтық жүйесі туралы оқушылардың білімін жүйелеу және қорытындылау; Оқушылардың теориялық сұрақтарды меңгеру деңгейін бақылау және периодтық жүйені элементтің негізгі сипаттамаларын анықтау үшін қолдана білуді жетілдіру.

Көрнекіліктері: Химиялық элементтердің Д.И.Менделеев жасаған периодтық жүйесі, карточкалар, деңгейлік тапсырмалар, тест жұмысы, лездік сұрақтар.

Сабақтың түрі: Қорытындылау сабағы

Сабақтың әдісі: өзін-өзі бағалау, ойын және сын тұрғысынан ойлау технологияларын қолдану

Сабақ барысы:

Ұйымдастыру (психологиялық тренинг), әр қатардан топбасын сайлап, оған оқушыларды бағалау парағын беру, белгілеп отыруды тапсыру (1минут)

Оқушылардың білімін жан-жақты тексеру (41 минут)

І. «Әркімнің өзі шығар биігі бар» деңгейлік тапсырмалар

№1. Атомның ядро заряды +12, +28, +47-ге тең элементтерді периодтық жүйеден табыңдар. Олардың атомдарының құрам бөліктерін жазыңдар.

№2.12Mg, 28Ni, 47Ag атомдарында электрондардың таралуының электрондық және графиктік формулаларын жазыңдар.

№3. Берілген химиялық реакциялардағы элементтердің тотығу дәрежелерін анықтап, электрондық баланс әдісімен реакцияның коэффициенттерін тауып қойыңдар:

2MnO2 + 2H2SO4 → 2MnSO4 + O2↑+ 2H2O

3C + 4HNO3 → 3CO2↑ + 4NO↑ + 2H2O

2AgNO3 → 2Ag + 2NO2↑ + O2↑

ІІ. Сергіту «иә-жоқ» ойыны (Мұғалім сұрақты белгілі бір оқушыға бағыттап оқиды, оқушы «иә» немесе «жоқ» деп жауап береді.)

• Оттек күшті бейметалл (иә)

• Фтордың электртерістігі 4-ке тең (иә)

• Металдардың сыртқы қабатындағы электрон саны 3-тен артық (жоқ)

• Негізгі топшаларда жоғарыдан төмен атом радиусы артады (иә)

• Қосымша топшаларда бейметалдар орналасқан (жоқ)

• Периодтық жүйені Э.Резерфорд ашты (жоқ)

• Бір орбитальда спиндері қарама-қарсы 2 электрон орналасады (иә)

• Элементтің протон саны электрон санынан артық (жоқ)

• Алтыншы негізгі топша элементтерінің ұшқыш сутекті қосылыстарының жалпы формуласы Н2R (иә)

• Ағылшын ғалымы Д.Чедвик атомдағы протон мен нейтронды анықтады (иә)

ІІІ. “Есептер додасы” (карточка)

Элементердің қосылыстарына есептер шығару.

І топ 1) 240г магний металы күкірт қышқылымен әрекеттескенде бөлінетін сутектің көлемін есепте (қалыпты жағдайда)

2) К→ К2О → КОН →К2SО4

ІІ топ 1) 4г кальций металы тұз қышқылымен әрекеттескенде түзілген тұздың массасын есепте.

2) Ва →ВаО →Ва(ОН)2 → ВаСІ2

ІІІ топ 1) 2,7г алюминий металы тұз қышқылымен әрекеттескенде бөлінетін тұздың массасы қандай?

2) АІ→ АІ2О3 → АІ(ОН)3 →АІ(NО3)3

ІV. «Сәйкестік тесті»

V. Периодтық кестеге шолу (өлең жолдары оқылады).

Элементтерді жүйелеуге әркімдер-ақ еңбек еткен,

Ойлағаны орындалмай, еңбектері босқа кеткен.

Заманында бар элементті топқа бөліп,

Заңдылықты ашуға Менделеевтің қолы жеткен.

Жүрмейсің мұны білсең қате басып,

Атомдар жұмбақтарын тұрады ашып.

Бар элемент таңбасы осында тұр,

Сап құрап массаға сай қатарласып.

Әрбір тор өз алдына бір-бір дастан,

Ғылымның дамуына үлес қосқан.

Алпыс үш элементтің сырын біліп,

Кейбірін Менделеев болжап ашқан.

Табылып сан элемент тізбекте өсті,

Бұл күнде бар элемент жүзден асты.

Барлық зат осылардан жаралады,

Ғалымдар мұның-дағы сырын ашты.

Кестеден түрлі түстер көрінеді,

Бәрі де деңгейге сай өріледі.

Заң ортақ, период ортақ, топ та ұқсас

Заңдылық зарядтармен бөлінеді.

Период басталады жеңілдіктен,

Заңдылық қайталанады сегіздіктен.

Бұл-дағы период заңы, квант сыры,

Көрмейсің бір белгіні бөлек тұрған.

Ж. Жұмаханов

VI. Қорытынды.

Қорытынды

Берілген курстық жұмыста Д.И.Менделеевтің периодтық заңын, периодтық жүйесін және атом құрылысын оқытып – үйрету мәселелері қарастырылған.

Д.И.Менделеев ашқан периодтық заң – табиғат дамуының жалпы заңдарының бірі. Ол химиялық элементтер және олардың қосылыстары туралы білімді бір жүйеге түсіруге түсіндіруге және батыл болжамдар жасауға мүмкіндік берді.

Атомның құрылысын анықтауға жаңа элементтер ашуға және синтездеуге жол-жоба көрсетті. Периодтық заңның негізінде атомдық физика геохимия және басқада жаратылыстану ғылымы жедел дамыды.

Периодтық заң және периодтық жүйе –орта мектептегі химия курсының теориялық негізі.Бұлардың негізінде құрылған химияның мазмұны ғылыми жағынан шынайы, жүйелі және түсінікті болып келеді.

Периодтық заң және атом құрылысы өтілген соң химия курсының теориялық деңгейі артады.Оқушылардың түсінуінше химия суреттеме ғылымынан теориялық ғылымға айналады. Химияны оқып үйренуде дедукцияның маңызы күшейеді. Ғылыми болжамның құдіретіне оқушылардың сенімі артады.Ашылмаған химиялық элементтер жіне олардың қосылыстарының қасиеттері туралы Д.И. Менделеев батыл болжамдарының тәжірибеде расталуы оқушыларда мақтаныш сезімін тудырады.

Периодтық заң және атом құрылысы туралы оқу материалы элементтер және олардың қосылыстары қасиеттерінің периодты түрде өзгеретіні және оның себептері жөнінде ұғым қалыптастырды. Химиялық әрекеттердің жүру заңдылықтарын терең түсінуге жәрдемдеседі, бейорганикалық және органикалық химияның негіздерін саналы меңгеруге көмектеседі.

Оқушыларда ғылыми көзқарас қалыптасуында периодтық заң және периодтық жүйенің маңызы зор.

Периодтық заң, атом құрылысы оқу материалын игеру барысында оқушылар өте көп салыстырулар жасап, қиысынды ойлау барысын ұштай түседі.

Осы орайда, химия сабақтарында ақпараттық технологияны пайдалану оқыту процесінің тиімділігін арттырады. Ақпараттық-коммуникациялық технология электрондық есептеуіш техникасымен жұмыс істеуге, оқу барысында компьютерді пайдалануға, модельдеуге, электрондық оқулықтарды, интерактивті тақтаны қолдануға, интернетте жұмыс істеуге, компьютерлік оқыту бағдарламаларына негізделеді.

Әр мұғалім сабақ өткізген кезде оқушыларға сапалы білім беру үшін жаңа технологияларды пайдалана отырып, сонымен қатар компьютерді, интерактивті тақтаны қолдану арқылы білім берсе, оқушылардың қызығушылығы арта түсері анық.