Hóa họcLớp 10Phần 2. Chương 1. Cấu tạo nguyên tử

Giáo án Bài 2. Nguyên tố hoá học

Kế hoạch bài dạy theo mẫu Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH · 2 tiết (90 phút)

Tải Word (.docx) Bài học trên Học liệu

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

Nêu được khái niệm nguyên tố hoá học: tập hợp các nguyên tử có cùng số proton (cùng số đơn vị điện tích hạt nhân).
Nêu được số hiệu nguyên tử Z (bằng số proton, bằng số electron của nguyên tử trung hoà và bằng số thứ tự ô trong bảng tuần hoàn) và số khối A = Z + N.
Viết và đọc được kí hiệu nguyên tử ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ ; tính được số neutron N = A − Z và số electron của ion từ điện tích của ion.
Phát biểu được khái niệm đồng vị: các nguyên tử cùng Z nhưng khác N, do đó khác số khối A.
Phát biểu được khái niệm nguyên tử khối tương đối và nguyên tử khối trung bình; vận dụng được công thức $\overline{A} = \dfrac{a_1 A_1 + a_2 A_2 + \dots + a_n A_n}{100}$ để tính nguyên tử khối trung bình từ phần trăm số nguyên tử các đồng vị và tính ngược lại phần trăm đồng vị từ nguyên tử khối trung bình.
Giải thích được phổ khối cho biết khối lượng và tỉ lệ các đồng vị (đọc được phổ khối mô hình với hai đỉnh m/z 20 và 22, cường độ 3:1).

2. Năng lực

a) Năng lực chung

Tự chủ và tự học: chủ động đọc bài giảng, tự hoàn thành phiếu học tập và tự kiểm tra lại kết quả bằng điều kiện tổng phần trăm bằng 100 và giá trị trung bình nằm giữa hai khối lượng đồng vị.
Giao tiếp và hợp tác: thảo luận cặp đôi và nhóm 4 để thống nhất đáp án, trình bày kết quả, nhận xét và góp ý cho bài làm của bạn bằng lập luận hoá học.
Giải quyết vấn đề và sáng tạo: vận dụng số hiệu nguyên tử, số khối và tỉ lệ đồng vị để xác định nguyên tố, đồng vị và nguyên tử khối trung bình; đề xuất cách kiểm tra kết quả khi giải ngược tỉ lệ.

b) Năng lực đặc thù

Nhận thức hoá học: nhận biết kí hiệu nguyên tử ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ , phân biệt nguyên tố, đồng vị, số hiệu nguyên tử, số khối và nguyên tử khối trung bình; nhận ra nguyên tố được xác định bởi số proton Z, không phải bởi số khối A.
Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hoá học: giải thích vì sao nguyên tử khối của chlorine trong bảng tuần hoàn là 35,5 u dù không có nguyên tử nào có khối lượng đúng như vậy; nhận ra ứng dụng của đồng vị trong y học, xác định niên đại mẫu vật cổ và phân tích địa chất, pháp y.
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: tính số neutron, số electron của ion, nguyên tử khối trung bình và phần trăm đồng vị; đọc và phân tích phổ khối mô phỏng để suy ra khối lượng trung bình và tỉ lệ ion.

3. Phẩm chất

Chăm chỉ: hoàn thành đầy đủ các phiếu học tập và bài tập tính toán, kiểm tra lại từng bước giải.
Trách nhiệm: thực hiện đúng vai trò trong nhóm; khi tìm hiểu về đồng vị phóng xạ, nhận thức được quy định an toàn và không thực hành với nguồn phóng xạ.
Trung thực: ghi nhận đúng kết quả quan sát và tính toán; phân biệt rõ dữ liệu mô hình với dữ liệu đo thực tế, không điều chỉnh kết quả để khớp đáp án.

II. Thiết bị dạy học và học liệu

1. Giáo viên

Máy chiếu hoặc màn hình, bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.
Học liệu số NeoEdu: trang bài học neoedu.vn/learn/10/chemistry/bai-2-nguyen-to-hoa-hoc (bài giảng, ví dụ, bài tập tương tác).
Mô phỏng 3D NeoEdu “Máy khối phổ”: buồng ion hoá, bộ tăng tốc (U = 2 000 V), nam châm điện, đầu thu và màn phổ; mẫu chlorine cho chùm ³⁵Cl⁺ và ³⁷Cl⁺ với tỉ lệ 75,77 % và 24,23 %, Ā = 35,48 ≈ 35,5.
Mô phỏng NeoEdu “Khay hạt nhân”: so sánh hai đồng vị của nguyên tố có 17 proton, số neutron 18 và 20; có thể đổi sang B, Mg (ba đồng vị) và Cu để so sánh phổ.
Phiếu học tập số 1 và Phiếu học tập số 2 (in cho mỗi nhóm), bảng phụ ghi công thức nguyên tử khối trung bình, bút dạ, thẻ Đ/S và thẻ đáp án A, B, C, D cho trò chơi củng cố.

2. Học sinh

Sách giáo khoa Hoá học 10 (Kết nối tri thức với cuộc sống), vở ghi, bút, máy tính cầm tay.
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.
Giấy A0 hoặc A3 làm khăn trải bàn (mỗi nhóm một tờ), bút dạ màu, thước kẻ.
Thiết bị có kết nối mạng (nếu có) để truy cập học liệu NeoEdu theo nhóm.

III. Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Mở đầu · 8 phút

Vì sao nguyên tử khối của chlorine là 35,5?

a) Mục tiêu

Huy động hiểu biết ban đầu của HS về nguyên tố, nguyên tử và đồng vị; tạo tình huống có vấn đề để HS nhận ra nguyên tử khối trong bảng tuần hoàn không phải là số khối của một nguyên tử cụ thể.

b) Nội dung

GV chiếu ô nguyên tố chlorine trong bảng tuần hoàn (Cl, Z = 17, nguyên tử khối 35,5) và đặt câu hỏi:

Câu 1: Số 17 trong ô nguyên tố cho em biết điều gì?
Câu 2: Vì sao nguyên tử khối của chlorine là 35,5, trong khi không có nguyên tử chlorine nào có khối lượng đúng 35,5 u?
Câu 3: Nếu chỉ biết số khối A = 35 thì có đủ để xác định đó là chlorine không?
HS suy nghĩ cá nhân 1 phút, sau đó trao đổi cặp đôi 2 phút.

c) Sản phẩm

Kết luận ban đầu (ghi vào vở):

Số 17 là số hiệu nguyên tử Z, tức số proton của chlorine.
Nguyên tử khối 35,5 là giá trị trung bình của nhiều đồng vị chlorine (có khối lượng 35 u và 37 u), không phải khối lượng của một nguyên tử cụ thể.
Số khối A = 35 chưa đủ để xác định nguyên tố vì các nguyên tố khác nhau có thể cùng số khối; nguyên tố được xác định bởi Z.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV chiếu ô chlorine, nêu tình huống và ba câu hỏi; yêu cầu HS suy nghĩ cá nhân 1 phút rồi thảo luận cặp đôi.
Học sinh
HS đọc thông tin trên ô nguyên tố, suy nghĩ cá nhân và ghi nhanh dự đoán vào vở.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV đi quanh lớp, lắng nghe các cặp và gợi ý khi cần: “Số 17 có liên quan đến thành phần nào trong hạt nhân?”
Học sinh
HS trao đổi cặp đôi. Dự kiến: “Số 17 là số proton.” “35,5 có lẽ là trung bình của các nguyên tử có khối lượng khác nhau.”
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời 2 cặp trình bày, ghi ý chính lên bảng và khuyến khích các cặp khác bổ sung.
Học sinh
Đại diện cặp trình bày. Dự kiến: “Số 17 là số hiệu nguyên tử, cho biết có 17 proton.” “Số 35 chưa đủ vì có thể có nguyên tố khác cùng số khối, hoặc nguyên tố có nhiều đồng vị.”
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV nhận xét và dẫn dắt: “Nguyên tố được xác định bởi số proton Z. Nguyên tử khối 35,5 là giá trị trung bình của các đồng vị, chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài.” GV ghi tiêu đề bài “Nguyên tố hoá học”.
Học sinh
HS ghi tiêu đề bài học và các ý chính vào vở.

Hoạt động 2.1: Hình thành kiến thức mới · 20 phút

Nguyên tố hoá học, số hiệu nguyên tử và số khối

a) Mục tiêu

Nêu được khái niệm nguyên tố hoá học, số hiệu nguyên tử Z, số khối A; viết và đọc được kí hiệu ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ ; tính được N và số electron của nguyên tử và ion.

b) Nội dung

HS làm việc theo cặp đôi với Phiếu học tập số 1 (phần 1).

Nhiệm vụ 1: Đọc mục khái niệm trong bài giảng (NeoEdu hoặc sách) và viết định nghĩa nguyên tố hoá học theo cách của mình.
Nhiệm vụ 2: Điền bảng cho ba kí hiệu nguyên tử: ${}^{31}_{15}\mathrm{P}$ , ${}^{35}_{17}\mathrm{Cl}$ , ${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ .
Nhiệm vụ 3: Giải thích vì sao ${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ và ${}^{14}_{7}\mathrm{N}$ đều có A = 14 nhưng là hai nguyên tố khác nhau.
Nhiệm vụ 4: Ion Cl⁻ (Z = 17, điện tích −1) có bao nhiêu electron?
GV hướng dẫn cách đọc kí hiệu: chỉ số trên là A, chỉ số dưới là Z; ví dụ ${}^{31}_{15}\mathrm{P}$ đọc là “phốt pho ba mươi mốt”.

c) Sản phẩm

Kết quả Phiếu học tập số 1 (phần 1):

Nguyên tố hoá học là tập hợp các nguyên tử có cùng số proton (cùng điện tích hạt nhân).
${}^{31}_{15}\mathrm{P}$ : Z = 15, A = 31, N = 31 − 15 = 16, số electron của nguyên tử trung hoà = 15.
${}^{35}_{17}\mathrm{Cl}$ : Z = 17, A = 35, N = 18, số electron = 17.
${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ : Z = 6, A = 14, N = 8, số electron = 6.
${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ và ${}^{14}_{7}\mathrm{N}$ có Z khác nhau (6 và 7) nên khác nguyên tố; cùng A không đủ để xác định nguyên tố.
Ion Cl⁻ có 17 + 1 = 18 electron.
Kết luận HS rút ra: nguyên tố được xác định bởi số proton Z; số khối A = Z + N.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV phát Phiếu học tập số 1, nêu nhiệm vụ và hướng dẫn đọc kí hiệu nguyên tử. GV nêu câu hỏi: “Vì sao ${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ và ${}^{14}_{7}\mathrm{N}$ cùng số khối nhưng không cùng nguyên tố?”
Học sinh
HS nhận phiếu, đọc hướng dẫn và ghi nhận nhiệm vụ.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV theo dõi các cặp, nhắc HS dùng công thức N = A − Z và phân biệt chỉ số trên, chỉ số dưới. Nếu cặp nào nhầm Z với A, GV hỏi: “Số nào thay đổi khi đổi nguyên tố?”
Học sinh
HS điền bảng, tính N và số electron. Dự kiến: “N của P là 31 − 15 = 16.” “Ion Cl⁻ nhận thêm 1 electron nên có 18 electron.” “C và N có Z khác nhau nên khác nguyên tố.”
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV gọi ngẫu nhiên 2 cặp trình bày bảng kết quả, yêu cầu các cặp khác so sánh và nhận xét.
Học sinh
Đại diện cặp trình bày, cặp khác bổ sung. Dự kiến: “Nguyên tố là tập hợp nguyên tử có cùng số proton.” “Số khối không quyết định nguyên tố, số proton mới quyết định.”
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV chốt: nguyên tố hoá học là tập hợp các nguyên tử có cùng Z; Z là số hiệu nguyên tử, bằng số electron của nguyên tử trung hoà và bằng số thứ tự ô trong bảng tuần hoàn; A = Z + N; kí hiệu ${}^{A}_{Z}\mathrm{X}$ . GV nhấn mạnh: nguyên tố được xác định bởi số proton Z.
Học sinh
HS ghi công thức A = Z + N, cách đọc kí hiệu và kết luận chính vào vở.

Hoạt động 2.2: Hình thành kiến thức mới · 15 phút

Đồng vị: cùng proton, khác neutron

a) Mục tiêu

Phát biểu được khái niệm đồng vị; nhận biết hai đồng vị của cùng một nguyên tố có số proton bằng nhau nhưng số neutron và số khối khác nhau; nêu được tính chất hoá học gần như giống nhau của các đồng vị.

b) Nội dung

HS làm việc nhóm 4 theo kĩ thuật khăn trải bàn. Mỗi nhóm quan sát mô phỏng NeoEdu “Khay hạt nhân” với hai đồng vị của nguyên tố có 17 proton (số neutron 18 và 20), sau đó trả lời phần 2 của Phiếu học tập số 1:

Câu 1: Hai đồng vị có cùng đại lượng nào và khác nhau ở đại lượng nào?
Câu 2: Tính số khối A của hai đồng vị.
Câu 3: Hai đồng vị có tính chất hoá học khác nhau nhiều không? Vì sao?
Câu 4: Đối chiếu với định nghĩa đồng vị trong bài giảng và viết lại bằng lời của nhóm.
Mỗi HS viết câu trả lời vào một ô của khăn trải bàn, sau đó thống nhất đáp án chung ở giữa.

c) Sản phẩm

Kết quả nhóm:

Hai đồng vị có cùng Z = 17 (cùng số proton) nhưng khác số neutron: 18 và 20.
Số khối: A = 17 + 18 = 35 và A = 17 + 20 = 37, tức là ${}^{35}\mathrm{Cl}$ và ${}^{37}\mathrm{Cl}$ .
Các đồng vị có tính chất hoá học gần như giống nhau vì có cùng số proton, cùng số electron và cùng cấu hình electron; khác nhau chủ yếu về khối lượng hạt nhân.
Kết luận HS rút ra: Đồng vị là các nguyên tử của cùng một nguyên tố, có cùng số proton nhưng khác số neutron, do đó khác số khối.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV phát khăn trải bàn và phần 2 của Phiếu học tập số 1, mở mô phỏng “Khay hạt nhân” trên màn hình, yêu cầu HS quan sát hai đồng vị và trả lời bốn câu hỏi.
Học sinh
Nhóm nhận khăn trải bàn, quan sát mô phỏng, đọc câu hỏi và phân công người ghi.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV đi quanh các nhóm, gợi ý: “Hạt nhân khác nhau ở thành phần nào?” và “Số electron của nguyên tử trung hoà phụ thuộc vào proton hay neutron?”
Học sinh
HS thảo luận và ghi đáp án. Dự kiến: “Cùng 17 proton, khác 18 và 20 neutron.” “Electron bằng proton nên giống nhau, do đó tính chất hoá học gần như giống nhau.”
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời một nhóm trình bày khăn trải bàn, các nhóm khác nhận xét. GV ghi các ý đúng lên bảng.
Học sinh
Đại diện nhóm trình bày; nhóm khác đặt câu hỏi. Dự kiến: “Đồng vị khác số khối nên khác khối lượng nguyên tử.” “Đồng vị có tính chất hoá học gần như giống nhau.”
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV chốt định nghĩa đồng vị và chỉ ra quan niệm sai: các đồng vị có tính chất hoá học khác nhau là không đúng, vì chúng có cùng cấu hình electron. GV yêu cầu HS ghi khái niệm vào vở.
Học sinh
HS ghi định nghĩa đồng vị, ví dụ ${}^{35}\mathrm{Cl}$ và ${}^{37}\mathrm{Cl}$ vào vở.

Hoạt động 2.3: Hình thành kiến thức mới · 20 phút

Nguyên tử khối trung bình và phổ khối

a) Mục tiêu

Vận dụng được công thức tính nguyên tử khối trung bình từ phần trăm số nguyên tử các đồng vị và giải ngược để tìm phần trăm đồng vị; đọc được phổ khối mô hình và suy ra khối lượng trung bình, tỉ lệ đồng vị.

b) Nội dung

HS làm việc nhóm 4 với Phiếu học tập số 2.

Nhiệm vụ 1: Mẫu mô hình có hai đồng vị ${}^{35}\mathrm{Cl}$ (35 u, 75 %) và ${}^{37}\mathrm{Cl}$ (37 u, 25 %). Tính nguyên tử khối trung bình và đối chiếu với giá trị 35,5 trong bảng tuần hoàn.
Nhiệm vụ 2: Hai đồng vị giả định 20 u và 22 u cho trung bình 20,6 u. Tính phần trăm số nguyên tử của đồng vị 22 u.
Nhiệm vụ 3: Quan sát mô phỏng “Máy khối phổ” (mẫu chlorine), đọc tỉ lệ ³⁵Cl⁺ : ³⁷Cl⁺ và tính nguyên tử khối trung bình từ tỉ lệ này.
Nhiệm vụ 4: Phổ mô hình có đỉnh m/z 20 và 22, cường độ 3:1, ion đơn nguyên tử mang +e, không phân mảnh. Tính khối lượng trung bình theo mô hình.
GV lưu ý: nguyên tử khối trung bình không có đơn vị; khối lượng trung bình có đơn vị u.

c) Sản phẩm

Kết quả Phiếu học tập số 2:

Nhiệm vụ 1: $\overline{A} = \dfrac{35 \times 75 + 37 \times 25}{100} = 35{,}5$ . Kiểm tra: tổng phần trăm = 100 %; 35 < 35,5 < 37.
Nhiệm vụ 2: 20(1 − x) + 22x = 20,6, suy ra 2x = 0,6, x = 0,30; đồng vị 22 u chiếm 30 %, đồng vị 20 u chiếm 70 %.
Nhiệm vụ 3: Mô phỏng cho ³⁵Cl chiếm 75,77 % và ³⁷Cl chiếm 24,23 %, $\overline{A} = 35{,}48 \approx 35{,}5$ .
Nhiệm vụ 4: 20 × 0,75 + 22 × 0,25 = 20,5 u.
Kết luận HS rút ra: nguyên tử khối trung bình là giá trị trung bình có trọng số theo tỉ lệ số nguyên tử các đồng vị, không phải số khối của một nguyên tử cụ thể, và nằm giữa khối lượng các đồng vị.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV phát Phiếu học tập số 2, nhắc lại công thức nguyên tử khối trung bình và yêu cầu tổng phần trăm bằng 100. GV mở mô phỏng “Máy khối phổ” để HS quan sát chùm ion và các cột phổ.
Học sinh
Nhóm nhận phiếu, đọc công thức, quan sát mô phỏng và ghi chép số liệu.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV hướng dẫn cách giải ngược: lập phương trình theo x, kiểm tra kết quả nằm trong khoảng 0–100 % và giá trị trung bình nằm giữa hai khối lượng. GV nhắc: “Phổ khối mô hình cho tỉ lệ ion, không phải phép đo chính xác thành phần chlorine tự nhiên.”
Học sinh
HS tính toán từng nhiệm vụ. Dự kiến: “Ā = 35,5, nằm giữa 35 và 37.” “x = 0,30 nên 30 %.” “Khối lượng trung bình là 20,5 u.”
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời 2 nhóm trình bày nhiệm vụ 2 và nhiệm vụ 4; yêu cầu nhóm khác kiểm tra lại bằng cách thay x vào biểu thức.
Học sinh
Đại diện nhóm trình bày lời giải, nhóm khác nhận xét. Dự kiến: “Thay x = 0,3: 20 × 0,7 + 22 × 0,3 = 14 + 6,6 = 20,6, đúng.”
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV chốt công thức $\overline{A} = \dfrac{a_1 A_1 + a_2 A_2 + \dots + a_n A_n}{100}$ , lưu ý không lấy trung bình cộng khi tỉ lệ khác nhau, và nhắc phổ khối cần biết điện tích ion trước khi gán khối lượng. GV nhấn mạnh: nguyên tử khối trung bình không phải số khối của từng nguyên tử.
Học sinh
HS ghi công thức, các bước giải và lưu ý vào vở.

Hoạt động 3: Luyện tập · 15 phút

Luyện tập: trắc nghiệm, tính toán và đánh giá đúng sai

a) Mục tiêu

Củng cố khái niệm nguyên tố, số hiệu nguyên tử, số khối, đồng vị và nguyên tử khối trung bình qua các bài tập có đáp án; rèn kĩ năng tính toán và lập luận.

b) Nội dung

GV tổ chức trò chơi “Thẻ đúng – sai” kết hợp làm bài tập cá nhân, sau đó kiểm tra theo cặp. Đề bài tập:

Hai nguyên tử cùng nguyên tố chắc chắn có cùng đại lượng nào? A. Số khối; B. Số neutron; C. Số proton; D. Điện tích ion.
Hạt nhân có A = 31, Z = 15 có bao nhiêu neutron?
Ion có Z = 17 và điện tích −1 có bao nhiêu electron?
Cặp hạt nhân nào là đồng vị? A. A = 14, Z = 6 và A = 14, Z = 7; B. A = 16, Z = 8 và A = 17, Z = 9; C. A = 12, Z = 6 và A = 13, Z = 6; D. A = 23, Z = 11 và A = 24, Z = 12.
Mẫu giả định gồm đồng vị 10 u chiếm 20 % và đồng vị 11 u chiếm 80 %. Tính khối lượng nguyên tử trung bình theo u.
Hai đồng vị giả định 20 u và 22 u cho trung bình 20,6 u. Tính phần trăm số nguyên tử của đồng vị 22 u.
Đánh giá đúng/sai: a) Tỉ phần số nguyên tử phải có tổng bằng 1. b) Trung bình của 10 u và 11 u có thể là 12 u nếu tỉ phần dương. c) Đồng vị cùng Z có số electron bằng nhau khi đều là nguyên tử trung hoà. d) Số khối A và khối lượng đo theo u luôn bằng nhau chính xác.
Phổ mô hình hai ion đơn nguyên tử mang +e có m/z 20 và 22, cường độ 3:1; giả định cùng độ nhạy, không phân mảnh. Tính khối lượng trung bình theo mô hình.

c) Sản phẩm

Đáp án:

C (Z, tức số proton, xác định nguyên tố).
16 (N = 31 − 15 = 16).
18 (17 + 1 = 18 electron).
C (cùng Z = 6 nhưng khác số khối, khác số neutron).
10,8 u (10 × 0,20 + 11 × 0,80 = 10,8).
30 % (20(1 − x) + 22x = 20,6, suy ra x = 0,30).
a) Đúng; b) Sai (giá trị trung bình nằm giữa 10 và 11, không thể là 12); c) Đúng; d) Sai (khối lượng thực không đồng nhất chính xác với số nucleon).
20,5 u (20 × 3/4 + 22 × 1/4 = 20,5).
HS tự đánh giá: mỗi câu làm đúng được 1 điểm “ngôi sao” cho nhóm.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV chiếu đề bài, nêu luật chơi: HS làm cá nhân trong 5 phút, sau đó giơ thẻ đáp án (A, B, C, D hoặc Đ/S) theo hiệu lệnh.
Học sinh
HS nhận đề, làm bài cá nhân vào vở nháp.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV quan sát, nhắc HS kiểm tra điều kiện tổng tỉ phần bằng 1 hoặc 100 % khi làm các câu tính toán.
Học sinh
HS làm bài, dùng máy tính cầm tay để tính. Dự kiến một số HS chọn B ở câu 4 vì nhầm “cùng số proton”; GV hướng dẫn lại.
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV yêu cầu cả lớp giơ thẻ, chọn ngẫu nhiên một câu sai để một HS giải thích lỗi và cả lớp thảo luận.
Học sinh
HS giơ thẻ và trình bày lí do. Dự kiến: “Câu 7b sai vì giá trị trung bình luôn nằm giữa hai giá trị đồng vị.”
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV công bố đáp án, nhấn mạnh lỗi thường gặp: nhầm Z với A khi xác định nguyên tố, cho rằng trung bình cộng luôn đúng khi tỉ lệ khác nhau. GV khen nhóm đúng nhiều nhất.
Học sinh
HS đối chiếu và sửa bài làm trong vở.

Hoạt động 4: Vận dụng · 12 phút

Vận dụng: đồng vị trong đời sống và nghiên cứu

a) Mục tiêu

Vận dụng kiến thức về số khối, đồng vị và nguyên tử khối trung bình để phân tích ứng dụng thực tế của đồng vị; nhận thức ý nghĩa và cách sử dụng an toàn đồng vị phóng xạ.

b) Nội dung

GV nêu tình huống: carbon-14 được dùng để xác định niên đại mẫu vật cổ; iodine-131 được dùng trong chẩn đoán và điều trị bệnh; máy khối phổ đo tỉ lệ đồng vị trong địa chất, pháp y và kiểm tra doping. Nhóm HS thực hiện:

Viết kí hiệu nguyên tử của ${}^{14}\mathrm{C}$ và ${}^{131}\mathrm{I}$ (tra Z trong bảng tuần hoàn) và tính N của từng đồng vị.
Giải thích vì sao carbon-14 và carbon-12 là hai đồng vị của cùng một nguyên tố.
Trả lời: vì sao đồng vị phóng xạ phải được quản lí chuyên ngành, và vì sao học sinh không được tự thực hành với nguồn phóng xạ?

c) Sản phẩm

Sản phẩm nhóm (một tờ giấy A4):

${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ : Z = 6, N = 8. Iodine có Z = 53 nên ${}^{131}_{53}\mathrm{I}$ có N = 131 − 53 = 78.
${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ và ${}^{12}_{6}\mathrm{C}$ cùng Z = 6, khác N (8 và 6), nên là đồng vị của nhau.
Đồng vị phóng xạ có hạt nhân không bền, phát bức xạ; cần quản lí chuyên ngành để bảo đảm an toàn cho con người và môi trường; học sinh không được thực hành với nguồn phóng xạ.
Kết luận: Đồng vị có nhiều ứng dụng trong y học, khảo cổ và phân tích khoa học nhờ thành phần hạt nhân và tỉ lệ đồng vị khác nhau.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
GV đưa tình huống ứng dụng lên màn hình, giao nhiệm vụ cho nhóm và nhắc HS dùng bảng tuần hoàn để tra Z.
Học sinh
Nhóm nhận nhiệm vụ, phân công người tra cứu, người tính toán và người trình bày.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
GV hướng dẫn nhóm còn lúng túng: “Số proton của iodine là bao nhiêu? N được tính bằng công thức nào?”
Học sinh
HS thảo luận và hoàn thành sản phẩm nhóm trên giấy A4.
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV mời 2 nhóm trình bày, các nhóm khác đặt câu hỏi phản biện.
Học sinh
Đại diện nhóm trình bày. Dự kiến: “Carbon-14 và carbon-12 khác số neutron nhưng cùng 6 proton nên là đồng vị.”
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
GV nhận xét, nhấn mạnh ý nghĩa thực tiễn của đồng vị và tính an toàn khi sử dụng đồng vị phóng xạ; giao bài tập về nhà.
Học sinh
HS ghi nhận kết luận và hoàn thiện sản phẩm vào vở.

Phiếu học tập

Phiếu học tập số 1

Phần 1: Nguyên tố hoá học và kí hiệu nguyên tử

Nhiệm vụ 1: Viết định nghĩa nguyên tố hoá học theo cách của em.
Nhiệm vụ 2: Điền bảng sau.
- Kí hiệu ${}^{31}_{15}\mathrm{P}$ : Z = ?, A = ?, N = ?, số electron của nguyên tử trung hoà = ?
- Kí hiệu ${}^{35}_{17}\mathrm{Cl}$ : Z = ?, A = ?, N = ?, số electron = ?
- Kí hiệu ${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ : Z = ?, A = ?, N = ?, số electron = ?
Nhiệm vụ 3: Vì sao ${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ và ${}^{14}_{7}\mathrm{N}$ đều có A = 14 nhưng là hai nguyên tố khác nhau?
Nhiệm vụ 4: Ion Cl⁻ (Z = 17, điện tích −1) có bao nhiêu electron?

Phần 2: Đồng vị (quan sát mô phỏng “Khay hạt nhân”)

Câu 1: Hai đồng vị có cùng đại lượng nào, khác nhau ở đại lượng nào?
Câu 2: Tính số khối A của hai đồng vị (Z = 17, số neutron 18 và 20).
Câu 3: Hai đồng vị có tính chất hoá học khác nhau nhiều không? Vì sao?
Câu 4: Viết lại định nghĩa đồng vị bằng lời của nhóm.

Phiếu học tập số 2

Nguyên tử khối trung bình và phổ khối

Nhiệm vụ 1: Mẫu mô hình có ${}^{35}\mathrm{Cl}$ (35 u, 75 %) và ${}^{37}\mathrm{Cl}$ (37 u, 25 %). Tính $\overline{A}$ = ? Đối chiếu với 35,5 trong bảng tuần hoàn.
Nhiệm vụ 2: Hai đồng vị giả định 20 u và 22 u cho trung bình 20,6 u. Gọi x là phần trăm số nguyên tử của đồng vị 22 u, lập phương trình và tính x = ?
Nhiệm vụ 3: Quan sát mô phỏng “Máy khối phổ”, ghi tỉ lệ ³⁵Cl⁺ : ³⁷Cl⁺ = ?; tính $\overline{A}$ từ tỉ lệ này = ?
Nhiệm vụ 4: Phổ mô hình có đỉnh m/z 20 và 22, cường độ 3:1, ion đơn nguyên tử mang +e, không phân mảnh. Tỉ phần ion ở mỗi đỉnh là bao nhiêu? Khối lượng trung bình theo mô hình là bao nhiêu u?
Kiểm tra: Kết quả có nằm giữa hai khối lượng đồng vị và tổng phần trăm bằng 100 % không?

Hướng dẫn về nhà

Viết kí hiệu nguyên tử và tính số neutron, số electron (nguyên tử và ion) cho các nguyên tố: ${}^{23}_{11}\mathrm{Na}$ , ${}^{40}_{20}\mathrm{Ca}$ , ion S²⁻ (Z = 16).
Mẫu giả định có hai đồng vị 63 u chiếm 69,2 % và 65 u chiếm 30,8 %. Tính nguyên tử khối trung bình và so sánh với giá trị trong bảng tuần hoàn của nguyên tố (đồng; tra cứu trên bảng tuần hoàn).
Tìm hiểu thêm trên trang bài học NeoEdu (neoedu.vn/learn/10/chemistry/bai-2-nguyen-to-hoa-hoc) phần bài tập tương tác và ghi lại hai câu hỏi còn thắc mắc để trao đổi ở tiết sau.
Viết đoạn văn ngắn (5–7 câu) giải thích vì sao nguyên tử khối trung bình trong bảng tuần hoàn thường không phải là số nguyên, và nêu một ứng dụng của đồng vị mà em quan tâm.

Giáo án do NeoEdu soạn với sự hỗ trợ của AI, dựa trên nội dung bài học trên Học liệu. Thầy cô nên đọc lại và điều chỉnh cho phù hợp với học sinh của mình; bản Word để sửa trực tiếp.