Радиоактивные превращения атомных ядер - СТРОЕНИЕ АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ АТОМНЫХ ЯДЕР

Цель урока. Закрепить знания учащихся о явлении радиоактивности, о законе сохранения электрического заряда; ввести понятия “массовое число”, “зарядовое число”; изучить закон сохранения массового числа; научить записывать уравнения ядерных реакций, используя Периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева.

Демонстрации. Таблица “Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева”.

Содержание опроса. 1. Кто и когда открыл явление радиоактивности? 2. Что представляет собой явление радиоактивности? 3. О чем свидетельствует явление радиоактивности? 4. Кто и когда обнаружил, что радиоактивное излучение неоднородно? 5. Расскажите об опыте Резерфорда по определению сложного состава радиоактивного излучения. 6. Что представляют собой альфа-, бета- и гамма-частицы? 7. Что представляла собой модель атома Д. Томсона, предложенная им в 1903 г.? 8. Какой вывод получил Э. Резерфорд из опыта по рассеянию альфа-частиц? 9. Что представляет собой атом согласно ядерной модели, выдвинутой Э. Резерфордом в 1911 г.?

Содержание нового материала. Превращения ядер при радиоактивном распаде на примере альфа-распада радия. Обозначение ядер химических элементов. Массовое и зарядовое числа. Законы сохранения массового числа и заряда при радиоактивных превращениях.

Закрепление материала. Вопросы после § 53. Решение задач 2016, 2017, 2018, 2024, 2026, 2065 из Сборника

Домашнее задание. § 53. Упражнение 46.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний о явлении радиоактивности, о радиоактивных превращениях атомных ядер; овладеть регулятивными УУД на примерах решения качественных задач на явление радиоактивности, записи уравнений ядерных реакций на основе закона сохранения массового числа и закона сохранения заряда; научиться монологической и диалогической речи.

Личностные: сформировать познавательный интерес к изучению явления радиоактивности и радиоактивных превращений атомных ядер; развивать творческие способности, самостоятельность в приобретении новых знаний, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; уметь принимать самостоятельные решения, обосновывать и оценивать результаты своих действий.

Общие предметные: применять знания о законах сохранения массового числа и заряда при записи уравнений ядерных реакций, анализировать их и делать выводы; овладеть коммуникативными УУД при ответах на вопросы после параграфа.

Частные предметные: понимать и объяснять суть законов сохранения массового числа и заряда при радиоактивных превращениях; применять эти законы при записи уравнений ядерных реакций.

Методические замечания

Изложение нового материала можно начать с записи на доске уравнения ядерной реакции альфа-распада радия. Обратить внимание учащихся, что еще в 1903 г. Э. Резерфорд и его сотрудник, английский химик Фредерик Содди, обнаружили, что радиоактивный элемент радий в процессе альфа-распада превращается в другой химический элемент — радон. Найти эти два химических элемента в таблице Д. И. Менделеева и обсудить с учащимися их физические и химические свойства.

Дальнейшие опыты с различными радиоактивными препаратами показали, что и при бета-распаде происходит превращение одного химического элемента в другой. После того как в 1911 г. Э. Резерфордом была предложена ядерная модель атома, стало очевидным, что именно ядро атома претерпевает изменения при радиоактивных превращениях.

Обратиться к записи уравнения ядерной реакции альфа-распада радия и ввести обозначение ^A_ZХ, где X — химический элемент, А — массовое число, Z — зарядовое число. Объяснить, что массовое число ядра атома данного химического элемента с точностью до целых чисел равно числу атомных единиц массы, содержащихся в массе этого ядра; зарядовое число ядра атома данного химического элемента равно числу элементарных электрических зарядов, содержащихся в заряде этого ядра. Вспомнить вместе с учащимися, что одна атомная единица массы равна ¹/₁₂ части массы атома углерода, а элементарным электрическим зарядом называется наименьший электрический заряд, положительный или отрицательный, равный по модулю заряду электрона. Обратить внимание учащихся, что можно сказать и так: зарядовое число равно заряду ядра, выраженному в элементарных электрических зарядах, или равно порядковому номеру химического элемента в таблице Д. И. Менделеева. Оба эти числа — массовое и зарядовое — всегда целые и положительные. Они не имеют размерности, так как указывают, во сколько раз масса и заряд ядра больше единичных.

Объяснить учащимся, что при радиоактивных превращениях выполняются законы сохранения массового числа и электрического заряда. Поэтому при записи уравнения ядерной реакции по верхней строчке надо проверять закон сохранения массового числа, а по нижней строчке — закон сохранения электрического заряда. Рассмотреть эти законы на примере записанного уравнения альфа-распада радия. Привести пример альфа-распада урана-238, бета-распада углерода. Записать уравнения этих ядерных реакций.

В заключение записать вывод: из открытия Э. Резерфорда и Ф. Содди следовало, что ядра атомов имеют сложный состав, т. е. состоят из элементарных частиц. Дать новое определение явления радиоактивности: радиоактивность — это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц.