Giáo án Bài 4. Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Kích hoạt kiến thức nền và nêu vấn đề: bảng tuần hoàn được sắp xếp theo tiêu chí khoa học nào, không phải theo tên gọi.

GV đặt câu hỏi: “Nếu xếp các nguyên tố theo thứ tự chữ cái tên tiếng Việt thì các nguyên tố sẽ được sắp như thế nào? Theo em, các nhà khoa học dựa vào đại lượng nào để xếp bảng tuần hoàn?” HS suy nghĩ cá nhân, nêu dự đoán ngắn gọn.

HS nhận ra việc xếp theo chữ cái không phản ánh đặc điểm của nguyên tử; nêu được dự đoán rằng cần một đại lượng gắn với cấu tạo nguyên tử. GV ghi lên bảng câu hỏi định hướng: “Các nguyên tố được sắp theo tiêu chí nào? Hàng ngang và cột dọc có ý nghĩa gì?”

Nêu được số hiệu nguyên tử bằng số proton; giải thích được các nguyên tố xếp theo chiều tăng số proton, không theo tên gọi.

HS làm việc theo cặp với Phiếu học tập số 1, nhiệm vụ 1 và 2. Một HS điều khiển thanh trượt Z trên mô phỏng NeoEdu, bạn còn lại ghi kết quả. Nhiệm vụ: (1) Kéo thanh trượt từ Z = 1 đến Z = 20, quan sát các ô nhô lên và ghi kí hiệu của 5 nguyên tố đầu tiên theo thứ tự xuất hiện. (2) Dừng ở ô sodium, ghi số hiệu nguyên tử, kí hiệu và số proton. (3) Trả lời câu hỏi: Các nguyên tố được sắp xếp theo đại lượng nào? Vì sao không theo chữ cái?

Thứ tự xuất hiện: H (Z = 1), He (Z = 2), Li (Z = 3), Be (Z = 4), B (Z = 5), và tiếp tục tăng dần đến Z = 20; các nguyên tố xếp theo chiều tăng số proton. Sodium: số hiệu nguyên tử $Z = 11$, kí hiệu $\mathrm{Na}$, có 11 proton. Kết luận HS rút ra: Số hiệu nguyên tử bằng số proton của nguyên tử; bảng tuần hoàn xếp nguyên tố theo chiều tăng số proton, không theo tên ngôn ngữ.

Nêu được chu kì là hàng ngang, số thứ tự chu kì cho biết số lớp electron; nhóm là cột dọc gồm các nguyên tố có đặc điểm liên quan; xác định được chu kì và nhóm của sodium và chlorine từ mô hình Bohr.

Nhóm 4 HS thực hiện kĩ thuật khăn trải bàn: mỗi HS ghi vào ô của mình phần trả lời cho một câu, sau đó thống nhất ý chung ở ô giữa. Nhiệm vụ: (1) Quan sát mô hình Bohr của sodium (2, 8, 1). Đếm số lớp electron để xác định chu kì; đếm số electron lớp ngoài cùng. (2) Tìm nhóm của sodium trên mô phỏng và nêu các nguyên tố cùng nhóm. (3) Đọc vị trí chlorine (chu kì 3, nhóm VIIA) và suy ra cấu hình electron của chlorine.

Sodium: 3 lớp electron nên thuộc chu kì 3; 1 electron lớp ngoài cùng nên thuộc nhóm IA cùng với Li và K. Chlorine: chu kì 3, nhóm VIIA, suy ra cấu hình electron 2, 8, 7. Kết luận HS rút ra: Chu kì là hàng ngang, số thứ tự chu kì cho biết số lớp electron; nhóm là cột dọc gồm các nguyên tố có đặc điểm liên quan (ví dụ nhóm IA có các nguyên tố cùng có 1 electron lớp ngoài cùng).

Vận dụng được định nghĩa số hiệu nguyên tử, chu kì, nhóm; phân biệt được các khái niệm và nêu được vị trí khái quát của kim loại, phi kim.

HS làm bài tập trên bảng phụ, cá nhân trước rồi đối chiếu cặp đôi. Đề gồm: (1) Số hiệu nguyên tử có đặc điểm nào? A. bằng số lớp electron luôn; B. bằng số proton của nguyên tử; C. bằng tổng proton và neutron. (2) Chu kì có đặc điểm nào? A. cột dọc có mọi nguyên tố cùng khối lượng; B. số neutron trong hạt nhân; C. hàng ngang, ở mô hình học cho biết số lớp electron. (3) Ghép: Số hiệu nguyên tử – ?; Chu kì – ?; Nhóm – ? (các vế cho sẵn: bằng số proton của nguyên tử; hàng ngang, ở mô hình học cho biết số lớp electron; cột dọc gồm nguyên tố có đặc điểm liên quan). (4) Đúng hay sai: “Bảng tuần hoàn xếp nguyên tố theo thứ tự chữ cái.” (5) Điền thuật ngữ phù hợp vào chỗ trống: “cột dọc gồm nguyên tố có đặc điểm liên quan” mô tả {{1}}. (6) Dựa vào vị trí, nêu khái quát vùng kim loại và phi kim trên bảng tuần hoàn.

Đáp án: (1) B – số hiệu nguyên tử bằng số proton của nguyên tử. (2) C – chu kì là hàng ngang, ở mô hình học cho biết số lớp electron. (3) Số hiệu nguyên tử – bằng số proton của nguyên tử; Chu kì – hàng ngang, cho biết số lớp electron; Nhóm – cột dọc gồm nguyên tố có đặc điểm liên quan. (4) Sai – các nguyên tố xếp theo chiều tăng số proton, không theo tên ngôn ngữ. (5) Nhóm. (6) Kim loại chủ yếu ở bên trái và giữa bảng; phi kim chủ yếu ở góc trên bên phải; hydrogen là ngoại lệ ở bên trái.

Vận dụng kiến thức về số hiệu nguyên tử, chu kì, nhóm để giải quyết tình huống thực tế: khi học bảng tuần hoàn bằng tiếng Anh, vị trí nguyên tố có thay đổi không và vì sao.

Tình huống: Bạn Minh nói: “Bảng tuần hoàn xếp nguyên tố theo thứ tự chữ cái nên khi đổi từ tên tiếng Việt sang tiếng Anh, vị trí nguyên tố sẽ đổi.” HS làm việc cá nhân rồi chia sẻ cặp đôi: (a) Bác bỏ nhận định bằng một lí do khoa học. (b) Nêu một hệ quả của cách hiểu sai. (c) Viết lại kết luận đúng. (d) Giải tình huống sodium: Nguyên tử sodium có 11 proton, electron xếp 2, 8, 1. Xác định số hiệu và số lớp electron.

(a) Lí do: Các nguyên tố xếp theo chiều tăng số proton, không theo tên ngôn ngữ. (b) Hệ quả: Dự đoán sai vị trí nguyên tố khi đổi tên sang tiếng Anh, ví dụ cho rằng sodium sẽ đổi chu kì. (c) Kết luận đúng: Vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn được xác định bởi số proton, không thay đổi khi đổi tên gọi. (d) Số hiệu 11; có 3 lớp electron nên ở chu kì 3; có 1 electron lớp ngoài cùng nên thuộc nhóm IA, cùng nhóm với Li và K.