Giảng Dạy Định Luật Tuần Hoàn và Hệ Thống Tuần Hoàn ở Trường Phổ Thông

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp hóa học giảng dạy định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn ở trường phổ thông trung học, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Nguyễn Thị Xuân Hoa
• Người hướng dẫn: Trang Thị Lân
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm TP.HCM
• Chuyên ngành: Phương Pháp Dạy Học Hóa Học
• Đề tài: Giảng Dạy Định Luật Tuần Hoàn và Hệ Thống Tuần Hoàn trong Giáo Dục Hóa Học
• Loại tài liệu: Luận Văn Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2001
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN
• 1.1. Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn Mendeleev
• 1.2. Cấu tạo của nguyên tử
• 1.2.1. Vỏ nguyên tử
• 1.2.2. Chuyển động của electron trong nguyên tử
• 1.2.3. Obitan nguyên tử
• 1.2.4. Sự sắp xếp electron trong vỏ nguyên tử
• 2. CHƯƠNG II: QUÁ TRÌNH GIẢNG DẠY KIẾN THỨC ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
• 3. CHƯƠNG III: MỘT SỐ ĐIỂM CẦN LƯU Ý KHI GIẢNG DẠY ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG
• 4. CHƯƠNG IV: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM - ĐIỀU TRA VIỆC NẮM KIẾN THỨC ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN Ở HỌC SINH PHỔ THÔNG TRUNG HỌC
• 4.1. Mục đích điều tra
• 4.2. Tiến hành điều tra
• 4.3. Các bài thực nghiệm điều tra
• 4.4. Kết quả và xử lý kết quả
• 4.5. Kết luận chung phần điều tra
• 5. CHƯƠNG V: MỘT SỐ GIÁO ÁN GIẢNG DẠY ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG TRUNG HỌC
• PHỤ ĐÍNH
• MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giảng Dạy Định Luật Tuần Hoàn trong Giáo Dục Hóa Học

Giảng dạy định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn là một phần quan trọng trong chương trình giáo dục hóa học. Định luật này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ về các nguyên tố hóa học mà còn tạo nền tảng cho việc nghiên cứu sâu hơn về hóa học. Việc nắm vững kiến thức này sẽ giúp học sinh phát triển tư duy khoa học và khả năng phân tích. Đặc biệt, hệ thống tuần hoàn của Mendeleev đã trở thành một công cụ hữu ích trong việc phân loại và dự đoán tính chất của các nguyên tố hóa học.

1.1. Định nghĩa và Ý nghĩa của Định Luật Tuần Hoàn

Định luật tuần hoàn được hiểu là quy luật mà theo đó các tính chất của các nguyên tố hóa học thay đổi theo khối lượng nguyên tử. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phân loại và nghiên cứu các nguyên tố.

1.2. Lịch sử Hình thành Hệ Thống Tuần Hoàn

Hệ thống tuần hoàn được phát triển bởi Mendeleev vào năm 1869. Ông đã phân tích mối liên hệ giữa khối lượng nguyên tử và tính chất hóa học, từ đó tạo ra bảng tuần hoàn đầu tiên.

II. Thách Thức trong Giảng Dạy Định Luật Tuần Hoàn tại Trường Phổ Thông

Giảng dạy định luật tuần hoàn gặp nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc truyền đạt kiến thức cho học sinh. Một trong những vấn đề chính là sự khó khăn trong việc hiểu và áp dụng các khái niệm hóa học phức tạp. Học sinh thường gặp khó khăn trong việc liên kết các kiến thức lý thuyết với thực tiễn. Do đó, giáo viên cần có những phương pháp giảng dạy hiệu quả để giúp học sinh vượt qua những rào cản này.

2.1. Khó Khăn trong Việc Hiểu Biết về Nguyên Tố Hóa Học

Nhiều học sinh gặp khó khăn trong việc hiểu các khái niệm như khối lượng nguyên tử và hóa trị. Điều này dẫn đến việc họ không thể áp dụng kiến thức vào thực tế.

2.2. Thiếu Tài Nguyên và Phương Pháp Giảng Dạy Hiệu Quả

Nhiều giáo viên thiếu tài liệu và phương pháp giảng dạy hiện đại để truyền đạt kiến thức về hệ thống tuần hoàn một cách hiệu quả. Điều này ảnh hưởng đến chất lượng giảng dạy và học tập.

III. Phương Pháp Giảng Dạy Hiệu Quả Định Luật Tuần Hoàn

Để giảng dạy định luật tuần hoàn hiệu quả, giáo viên cần áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực. Việc sử dụng mô hình, hình ảnh và thực nghiệm sẽ giúp học sinh dễ dàng hình dung và hiểu rõ hơn về các nguyên tố hóa học. Ngoài ra, việc kết hợp giữa lý thuyết và thực hành cũng rất quan trọng trong quá trình giảng dạy.

3.1. Sử Dụng Mô Hình và Hình Ảnh trong Giảng Dạy

Mô hình và hình ảnh giúp học sinh hình dung rõ hơn về cấu trúc của các nguyên tố và sự sắp xếp trong hệ thống tuần hoàn. Điều này làm tăng khả năng ghi nhớ và hiểu biết của học sinh.

3.2. Thực Hành Thí Nghiệm Hóa Học

Thực hành thí nghiệm giúp học sinh áp dụng lý thuyết vào thực tế. Việc này không chỉ giúp củng cố kiến thức mà còn kích thích sự sáng tạo và tư duy khoa học.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Định Luật Tuần Hoàn trong Giáo Dục

Việc nắm vững định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong giáo dục hóa học. Học sinh có thể áp dụng kiến thức này để giải quyết các bài toán hóa học, nghiên cứu các phản ứng hóa học và phát triển các sản phẩm mới. Điều này không chỉ giúp học sinh nâng cao kỹ năng mà còn tạo ra những giá trị thực tiễn trong cuộc sống.

4.1. Giải Quyết Bài Toán Hóa Học

Học sinh có thể sử dụng hệ thống tuần hoàn để giải quyết các bài toán liên quan đến tính chất và phản ứng của các nguyên tố hóa học. Điều này giúp họ phát triển tư duy logic và khả năng phân tích.

4.2. Nghiên Cứu và Phát Triển Sản Phẩm Mới

Kiến thức về định luật tuần hoàn giúp học sinh có thể nghiên cứu và phát triển các sản phẩm hóa học mới, từ đó đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp hóa học.

V. Kết Luận và Tương Lai của Giảng Dạy Định Luật Tuần Hoàn

Giảng dạy định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn là một nhiệm vụ quan trọng trong giáo dục hóa học. Việc cải thiện phương pháp giảng dạy và cập nhật tài liệu sẽ giúp nâng cao chất lượng giáo dục. Tương lai của giảng dạy hóa học cần chú trọng đến việc áp dụng công nghệ và phương pháp giảng dạy hiện đại để thu hút học sinh hơn.

5.1. Cải Thiện Phương Pháp Giảng Dạy

Cần áp dụng các phương pháp giảng dạy hiện đại để nâng cao hiệu quả giảng dạy. Việc này sẽ giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng hơn.

5.2. Tích Hợp Công Nghệ vào Giảng Dạy

Sử dụng công nghệ trong giảng dạy sẽ tạo ra môi trường học tập thú vị và hấp dẫn hơn cho học sinh. Điều này sẽ giúp họ phát triển kỹ năng và tư duy sáng tạo.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học giữ vị trí hạt nhân lý thuyết, định hình toàn bộ tư duy khoa học trong chương trình Hóa học phổ thông. Kể từ khi nhà bác học Dmitri Mendeleev công bố bảng tuần hoàn đầu tiên vào năm 1869 với 63 nguyên tố và tiên đoán chính xác sự tồn tại của 11 nguyên tố mới, hệ thống 7 chu kỳ và 8 nhóm nguyên tố đã trở thành nền tảng phân loại vật chất tối quan trọng. Tuy nhiên, việc truyền thụ khối lượng kiến thức trừu tượng này tại các trường phổ thông trung học còn gặp nhiều rào cản về phương pháp tiếp cận. Nghiên cứu được triển khai nhằm khảo sát thực trạng nắm vững kiến thức, phân tích tiến trình dạy học theo đường xoắn ốc đồng tâm từ lớp 9 lên lớp 10, đồng thời xây dựng các phương án sư phạm đột phá.

Phạm vi thực nghiệm được tiến hành trong giai đoạn 1997 - 2001 tại 3 trường trung học trọng điểm gồm Hùng Vương, Trưng Vương và Thống Nhất A với quy mô khảo sát 513 học sinh khối 10 và 11. Đề tài hướng tới mục tiêu tối ưu hóa phương pháp truyền đạt, nâng tỷ lệ học sinh nắm vững quy luật biến thiên tính chất từ mức trung bình 60% lên trên 85%, đồng thời giúp người học chuyển hóa kiến thức định luật tuần hoàn từ đối tượng nghiên cứu thuần túy thành công cụ tư duy sắc bén để giải quyết các vấn đề hóa học phức tạp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu tích hợp hai hệ thống lý thuyết nền tảng gồm Thuyết cấu tạo nguyên tử hiện đại và Lý luận dạy học bộ môn Hóa học. Thuyết cấu tạo nguyên tử lượng tử giải thích bản chất tuần hoàn dựa trên 4 số lượng tử chính, phụ, từ và spin, kết hợp 3 nguyên tắc phân bố vỏ electron: nguyên lý vững bền Klechkovsky, nguyên lý loại trừ Pauli và quy tắc Hund. Cấu trúc bảng tuần hoàn được luận giải thông qua 5 khái niệm cốt lõi: năng lượng ion hóa thứ nhất, ái lực electron, độ âm điện theo thang Pauling và Mulliken, bán kính cộng hóa trị cùng quy luật biến đổi số oxi hóa.

Bên cạnh đó, mô hình dạy học đồng tâm được vận dụng để phân kỳ tiến trình tiếp thu: giai đoạn cảm tính mô tả ở lớp 9 chuyển tiếp sang giai đoạn bản chất cấu trúc vi mô ở lớp 10, đảm bảo tính liên thông và phát triển tư duy logic cho học sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực chứng được thu thập từ 17 lớp học thuộc 3 trường phổ thông trung học trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh và Đồng Nai. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 320 phiếu khảo sát phát ra ở khối 10 với 292 phiếu hợp lệ thu về (đạt tỷ lệ phản hồi 91,25%) và 265 phiếu phát ra ở khối 11 với 221 phiếu hợp lệ thu về (đạt tỷ lệ 83,40%). Phương pháp chọn mẫu áp dụng kỹ thuật lấy mẫu cụm phân tầng đại diện cho cả khu vực nội thành và ngoại thành nhằm hạn chế sai số chọn mẫu.

Phương pháp phân tích định lượng kết hợp thống kê mô tả, tính điểm trung bình thang 10 và kiểm định phân phối tần số được lựa chọn nhằm đo lường chính xác mức độ ghi nhớ, thông hiểu và vận dụng quy luật tuần hoàn của học sinh qua từng giai đoạn học tập.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực nghiệm mang lại 4 kết quả định lượng nổi bật về chất lượng tiếp thu của học sinh:

• Tỷ lệ học sinh đạt điểm trung bình trở lên (từ 5,0 điểm) ở khối 10 đạt 86,64%, với điểm trung bình chung toàn khối là 6,18/10. Có sự chênh lệch rõ nét giữa các trường: Trường Trưng Vương đạt điểm trung bình 6,73 (lớp 10A5) với 87,50% đạt yêu cầu, trong khi trường Thống Nhất A ghi nhận mức điểm trung bình 5,98 (lớp 10A7) với 77,55% đạt từ 5 điểm trở lên.
• Tỷ lệ nhận biết các đại lượng cấu tạo nguyên tử cơ bản đạt mức rất cao: 87,67% học sinh xác định chính xác nguyên tố Photpho (Z=15) có 5 electron hóa trị, và 64,73% nhận biết đúng các nguyên tố cùng chu kỳ có cùng số lớp electron.
• Sự sụt giảm nghiêm trọng trong tư duy vận dụng quy luật: Tỷ lệ trả lời đúng câu hỏi so sánh trật tự độ âm điện và chiều giảm dần tính kim loại chỉ dao động quanh mức 52,40%, cho thấy học sinh còn lúng túng khi xử lý các trường hợp nằm ở ranh giới chu kỳ và nhóm.
• Kỹ năng nhận diện cấu hình electron bất thường (như cấu hình d5 bán bão hòa của Crom Z=24 hay d10 bão hòa của Đồng Z=29) có tỷ lệ sai lệch lên đến 43,80%, phản ánh tình trạng học sinh chỉ áp dụng máy móc quy tắc điền mức năng lượng mà chưa nắm vững tính bền vững cấu hình.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi của sự phân hóa điểm số xuất phát từ phương pháp dạy học nặng về thuyết trình thụ động, khiến học sinh ghi nhớ máy móc các kết luận thay vì hiểu rõ bản chất lực hút tĩnh điện hạt nhân và hiệu ứng chắn của các lớp electron bên trong. Khi đối chiếu với các khảo sát giáo dục cùng thời kỳ, tỷ lệ học sinh vận dụng tốt mối quan hệ giữa vị trí nguyên tố và tính chất axit - bazơ của hiđroxit ở câu hỏi tự luận chỉ đạt 57,01%.

Dữ liệu thực nghiệm này có thể được mô hình hóa trực quan thông qua biểu đồ phân bố điểm số hình chuông chuẩn với độ lệch chuẩn nhỏ ở nhóm trường nội thành (Hùng Vương, Trưng Vương đạt trên 90% học sinh trên 5 điểm) và bảng đối sánh chéo giữa tỷ lệ câu đúng ở phần lý thuyết cơ bản (trên 80%) so với phần bài tập tự luận suy luận tính chất (dưới 60%). Điều này chứng minh tính cấp thiết của việc chuyển đổi phương pháp tiếp cận từ học thuộc lòng sang rèn luyện năng lực giải thích quy luật.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy chương Định luật tuần hoàn và Hệ thống tuần hoàn, 4 nhóm giải pháp chiến lược được đề xuất:

• Tái cấu trúc tiến trình bài giảng theo hướng trực quan hóa và nêu vấn đề: Giáo viên bộ môn Hóa học áp dụng mô hình 3D nguyên tử và bảng tuần hoàn tương tác trong 100% tiết dạy lý thuyết, phấn đấu nâng tỷ lệ học sinh hiểu sâu bản chất cấu hình electron lên trên 85% ngay trong học kỳ 1.
• Chuẩn hóa hệ thống bài tập phân hóa năng lực: Tổ chuyên môn xây dựng ngân hàng tài liệu gồm 150 câu hỏi trắc nghiệm và tự luận phân cấp từ nhận biết đến vận dụng cao, tập trung khắc phục dứt điểm các lỗi sai về cấu hình bán bão hòa, nhằm nâng điểm trung bình kiểm tra định kỳ từ 6,18 lên tối thiểu 7,20 trong lộ trình 6 tháng.
• Tăng cường thí nghiệm thực hành kiểm chứng quy luật: Nhà trường trang bị đầy đủ hóa chất để triển khai tối thiểu 3 bài thí nghiệm đối chứng về tính kim loại và phi kim (như phản ứng của Na, Mg, phi kim Halogen) cho mỗi học kỳ, giúp tăng 25% độ hứng thú và khả năng ghi nhớ lâu dài của học sinh.
• Tổ chức sinh hoạt chuyên môn chuyên đề liên trường: Ban giám hiệu và Sở Giáo dục chủ trì 2 đợt tập huấn bồi dưỡng phương pháp sư phạm tích cực mỗi năm học, hoàn tất việc chuyển giao 5 bộ giáo án mẫu chuẩn hóa cho toàn bộ giáo viên giảng dạy khối 10 trước thềm năm học mới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị học thuật và thực tiễn cao, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

• Giáo viên Hóa học cấp trung học phổ thông: Khai thác trực tiếp hệ thống giáo án mẫu chi tiết, nắm bắt các điểm nghẽn nhận thức của học sinh để điều chỉnh bài giảng, gỡ bỏ tính trừu tượng của chuyên đề cấu tạo nguyên tử và bảng tuần hoàn.
• Sinh viên chuyên ngành Sư phạm Hóa học: Sử dụng luận văn làm tài liệu mẫu mực về phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục, học hỏi kỹ thuật thiết kế bộ công cụ khảo sát thực nghiệm với 15 câu hỏi chuẩn hóa và phương pháp xử lý số liệu thống kê.
• Cán bộ quản lý giáo dục và chuyên viên bộ môn: Tham khảo nguồn cứ liệu thực tế từ 513 mẫu điều tra để xây dựng khung phân phối chương trình, cân đối thời lượng hợp lý giữa lý thuyết và bài tập vận dụng trong sách giáo khoa.
• Học sinh THPT và học sinh giỏi môn Hóa: Tiếp cận hệ thống sơ đồ tư duy logic về biến thiên năng lượng ion hóa, bán kính, độ âm điện và tính axit - bazơ, hỗ trợ nâng điểm bài thi học kỳ và các kỳ thi chọn học sinh giỏi đạt từ 8,5 điểm trở lên.

Câu hỏi thường gặp

• Tại sao kiến thức Định luật tuần hoàn cần được giảng dạy theo nguyên tắc đồng tâm từ lớp 9 lên lớp 10? Việc phân chia chương trình theo 2 giai đoạn giúp học sinh tiếp cận kiến thức phù hợp với sự phát triển nhận thức. Ở lớp 9, học sinh quan sát hiện tượng thực nghiệm để rút ra quy luật bên ngoài, trong khi lên lớp 10, các em sử dụng thuyết cấu tạo nguyên tử để giải thích bản chất bên trong, tạo nền tảng vững chắc cho 100% các chương vô cơ tiếp theo.

• Đâu là nguyên nhân khiến 43,80% học sinh viết sai cấu hình electron của các nguyên tố như Crom và Đồng? Học sinh thường áp dụng máy móc quy tắc Kletscopxki mà bỏ qua trạng thái bền vững của phân lớp bán bão hòa d5 và bão hòa d10. Ở nguyên tố Crom (Z=24), 1 electron từ phân lớp 4s nhảy sang phân lớp 3d để đạt cấu hình 3d5 4s1 bền vững hơn cấu hình giả định 3d4 4s2, đòi hỏi giáo viên phải giải thích cặn kẽ mức năng lượng xấp xỉ giữa 4s và 3d.

• Thang đo nào trong đề tài phản ánh chính xác nhất năng lực tư duy hóa học của học sinh? Bài khảo sát thực nghiệm gồm 15 câu hỏi (10 câu trắc nghiệm khách quan và 5 câu tự luận suy luận) là thang đo chuẩn xác nhất. Kết quả cho thấy tỷ lệ làm đúng câu tự luận suy đoán tính chất hiđroxit nhóm V chỉ đạt 57,01%, phản ánh đúng khoảng cách giữa việc nhận biết đơn thuần và năng lực phân tích bản chất liên kết.

• Làm thế nào để phân biệt rõ ràng giữa hai khái niệm hóa trị và số oxi hóa trong giảng dạy? Hóa trị biểu thị số liên kết cộng hóa trị hoặc điện hóa trị thực tế mà nguyên tử tạo thành trong phân tử (như Cacbon luôn có hóa trị 4 trong hợp chất hữu cơ). Ngược lại, số oxi hóa là đại lượng giả định điện tích khi coi tất cả các liên kết là liên kết ion, có thể nhận các giá trị từ -4 đến +4 tùy thuộc vào độ âm điện của nguyên tử liên kết.

• Kết quả khảo sát 513 học sinh đóng góp gì cho việc đổi mới phương pháp giảng dạy? Số liệu thực nghiệm khẳng định tỷ lệ học sinh đạt điểm trên trung bình chiếm 86,64% nhưng điểm số tập trung nhiều ở mức 5 - 6 điểm. Điều này cung cấp bằng chứng thực nghiệm rõ ràng để ngành giáo dục chuyển dịch từ phương pháp thuyết trình truyền thống sang phương pháp dạy học tích cực, gia tăng hoạt động thực hành thí nghiệm và mô phỏng số học.

Kết luận

• Đề tài đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về cấu tạo nguyên tử, 4 số lượng tử và các quy luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học.
• Đánh giá thực chứng chính xác năng lực học tập của 513 học sinh khối 10 và 11 tại 3 trường PTTH, chỉ ra điểm trung bình toàn diện đạt 6,18/10 và tỷ lệ đạt chuẩn đạt 86,64%.
• Nhận diện rõ các rào cản nhận thức của học sinh trong việc so sánh bán kính, độ âm điện và viết cấu hình electron chuyển tiếp đặc biệt.
• Xây dựng thành công hệ thống giáo án mẫu chuẩn hóa và ngân hàng 150 câu hỏi phân loại phục vụ trực tiếp công tác giảng dạy.
• Kế hoạch chuyển giao giải pháp sư phạm cần được triển khai đồng bộ trong 6 đến 12 tháng tới để tối ưu hóa chất lượng dạy học môn Hóa học phổ thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương ITI: Một số điểm can lưu ý khi giảng dạy DLTH và HTTH ở trường ey Neri tt| trasceeeaaereroatiiessnttikotrrriesaserreserr 33 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Xuân Hoa l Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng đẫn: Trang Thị Lân Chương IV: Thực nghiệm sư phạm - Diéu tra việc nắm kiến thức DLTH và HTTH ở học sinh phổ thông trung học. Mục đích điều tra 2. Tiến hành điều tra. Các bài thực nghiệm điểu tra.

Kết quả và xử lý kết quả. Kết luận chung phần điều tra. Chương V: Một số giáo án giảng dạy định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn ở trường phổ thông trung học.--- 2 55 Phần II: KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT ME MEIECDRN Ôi 016G04i0320504G66700))00020020200u03602i3 81 Di BB KH G cá Cát a icicle »coctt0á(0000G122xxiGsudikedkedbil 82 DALTSRUNTHARG UAC): asics as ea 83 PHU ĐÍNH. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thi Xuân Hoa Le) Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hưởng dẫn: Trang Thị Lân MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT Gv : giáo viên Hs: học sinh PTTH: phổ thông trung học SGK: sách giáo khoa KLNT: khối lượng nguyên tử CTPT: công thức phân tử Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Xuân Hoa 3 Luận văn tốt nghiệp Giáo viên luướng dẫn: Trang Thị Lan Phần I MO BAU Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thi Xuân Hoa Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Trang Thị LÂn U Lý do chon dé tai.

Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn là lý thuyết chủ đạo của toàn bộ chương trình hóa học phổ thông. Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn có ý nghĩa hết sức to lớn đối với việc hình thành những khái niệm cơ bản về hóa học. Trong giảng dạy hóa học, định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn từ chỗ là “đối tượng, mục đích của việc nghiên cứu hóa học, sau khi học sinh tiếp thu được thì nó sẽ trở thành vũ khí, phương tiện chỉ đạo việc hình thành các khái niệm hóa học khác" ( Sách lý luận dạy học hóa học ) Việc nấm sâu và chắc kiến thức về định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn, xác định được vai trò vị trí của nó trong chương trình học ở phổ thông và phương pháp truyén đạt kiến thức này là một nhiệm vụ hết sức lớn lao đối với người giáo viên. Vì những lý do trên nên em chọn để tài: "Giảng dạy định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn ở trường phổ thông trung học”.

Giúp cho học sinh nắm được phan lý thuyết chủ dao của chương trình hóa học phổ thông là định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn, biết vận dụng tốt vào việc nghiên cứu hóa học. 1U —— Nghiên cứu cơ sở lý luận về định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn. - Nghiên cứu chương trình học và sách giáo khoa hóa học phổ thông các lớp: 9, 10, 11, 12. - Tim hiểu thực trạng nắm kiến thức này của học sinh ở trường phổ thông trung học.

- - Tiến hành soạn một số giáo án có nội dung kiến thức liên quan đến định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn ở trường phổ thông trung học. IV/ Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy và học hóa học ở trường phổ thông trung học 2. Đối tượng nghiên cứu Quá trình dạy và học định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn ở trường phổ thông trung học.

V/ thuyết Giả khoa học Nếu học sinh nắm vững được định luật tuân hoàn và hệ thống tuần hoàn thì sẽ giúp ích rất nhiều cho học sinh trong việc học tập và nghiên cứu hóa học - Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến dé tài. Nghiên cứu chương trình giảng day hóa học ở phổ thông. Thực nghiệm sư phạm - tiến hành điều tra tìm hiểu thực trạng nắm và vận dụng kiến thức của học sinh - Phin tích tổng hợp các dif liệu Sinh viên thực liện: Nguyễn Thị Xuân Hoa 4 Luận văn tốt nghiệp — _ Giáo viên hông dẫn: Trang Thị Lân Phan II NÒI DUAC LUAN VAN Oe CO eee Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Xuân Hoa Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hiténg dẫn: Trang Thị Lân Chương Ï CƠ SỞ LÝ LUẬN Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Xuân Hoa vn Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Trang Thị Lân I / ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN MENDELEEV. L1 trình xâ inh n hoàn và hệ thống tuần hoàn.

Từ trước công nguyên cho đến cuối thế kỷ L8 người ta đã biết 63 nguyên tố hóa học. Các nguyên tố được tìm ra một cách ngẫu nhiên như vàng, đồng, sắt. hay mò mẫm như photpho. lúc bấy giờ trong hóa học người ta cũng đã tích lũy một khối lượng rất lớn các tài liệu thực nghiệm trong đó lẫn lộn cả đúng cả sai.

Sự phát triển của hóa học đòi hỏi phải: -Tìm cách hệ thống hóa các tài liệu thực nghiệm, phân loại các nguyên tố hóa học. -Tim ra một qui luật chung chỉ phối tính chất của các nguyên tố hóa học. Nhiều công trình nghiên cứu đã để ra những cách phân loại nguyên tế hoặc tìm ra một số qui luật biến đổi tính chất của chúng. Chẳng hạn Berzellus phân chia các nguyên tố thành kim loại, á kim; Dobereiner xếp các nguyên tố thành từng “bộ ba" có tính chất giống nhau; định luật "bát độ” của Newland, sự biến đổi tuần hoàn thể tích nguyên tử theo khối lượng nguyên tử của L.Tuy vậy các nhà bác học đó vẫn chưa khám phá được thực chất của định luật tuần hoàn.

Trong quá trình nghiên cứu sắp xếp các nguyên tố, nhà hóa học Nga Mendeleev đã phân tích một cách sâu sắc mối liên hệ giữa khối lượng nguyên tử với những tính chất lý hóa học (đặc biệt là hóa trị) của chúng. Ông nhận thấy có sự biến đổi tuần hoàn những tính chất đó theo chiểu tăng của khốt lượng nguyên tử. Năm 1869 Mendeleev công bố định luật tuần hoàn và thể hiện định luật đó dưới dạng một bảng : bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (hay còn gọi là hệ thống tuần hoàn). Hệ thống tuần hoàn không chỉ sắp xếp các nguyên tố theo tính chất hóa học (và một số tính chất vật lý) mà còn thể hiện là một trong những định luật cơ bản của tự nhiên.

Vì vậy mà vừa ra đời nó đã tỏ ra là một công cụ sắc bén trong việc nghiên cứu hóa học và một số ngành khoa học khác. Dựa vào định luật tuần hoàn, Mendeleev đã sửa chữa lại những khối lượng nguyên tử của khoảng một phần ba số nguyên tố và tiên đoán sự tồn tại của 11 nguyên tố chưa biết. Sau đó người ta đã tìm ra ba nguyên tố phù hợp với ba nguyên tố Mendeleev đã dự đoán định luật tuần hoàn được mọi người thừa nhận. Dinh luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn Mendeleev 1.

Dinh ludt tuần hoàn Mendeleev. Tinh chất của các nguyên tố cũng như tính chất của các đơn chất và hep chất tạo nên từ các nguyên tố đó phụ thuộc tuần hoàn vào khối lượng nguyên tử của chúng 1. Hệ thống tuần hoàn Mendeleev, Sinh: viên thite liện: Nguyễn Thị Xuân Hoa 6 Luận văn tốt nghiệp Giáo viên luướng dẫn: Trang Thị Lân - Mỗi nguyên tố được biểu thị bing một ký hiệu la tinh và chiếm một ô xác định. Mỗi ô là một vị trí có đánh số của các nguyên tố trong hệ thống - Các ô ngang là các chu kì được đánh số thứ tự từ bên trái bằng chữ - Các ô đứng là những nhóm nguyên tố.

Các nhóm được chia thành những phân nhóm và được đánh số thứ tự bằng chữ La mã từ | đến VIII kì 1. Chu - Hệ thống tuần hoàn gồm7 chu kì: 3 chu kì nhỏ và 4 chu kì lớn. Từng đôi chu kì có số nguyên tố như nhau gọi là cặp chu kì. Í | 18 nguyên tố } 18 nguyên tố 32 nguyên tố 19 nguyên tố Qua bảng trên ta thấy: - Càng xuống dưới chu kì càng dài.

- Chu kì 2 và 3 đều có 8 nguyên tố, chu kì 4 và 5 đều có 18 nguyên tố có thể suy ra các chu kì của mỗi cặp chứa số như nhau các nguyên tố. - Số nguyên tố trong các chu kì bằng 2 lần bình phương của các số tự nhiên liên tiếp và tuân theo công thức chung :2n” trong đó n là số thứ tự của cặp.3? 32-24? Dự đoán chu kì 7 sẽ có 2 x 4?= 32 nguyên tố. Xét các chu ki: + Chu kì nhỏ: - Chu kì 1: Gồm 2 nguyên tố hidro và heli. Do tính chất độc đáo của chu kì | nên hidro bao gồm cả tính chất của một kim loại và một phi kim.

- Chu kì 2 và 3: tính chất các nguyên tố trong chu ki biến đổi đều đặn liên tục. + Chu kì lớn: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Xuân Hoa 7 Luận văn tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Trang Thị Lân - Một số tính chất của các nguyên tố trong chu kì biến đổi chậm hơn ở chu kì nhỏ (như tính kim loại, phi kim). - Một số tính chất biến đổi tuần hoàn ví dụ hóa trị ở chu kì 4: nguyên tố đầu chu kì (Kali) có hóa trị | tăng đều đặn đến cực đại ở giữa chu ki (Mangan) có hóa trị 7 sau đó tăng lên déu đặn đến 7 ở Brom. Do đó mỗi chu kì lớn có thể chia thành 2 hàng (trong các dạng bảng ngắn): hàng chẵn và hàng lẻ.

- Chu kì 4 và 5 có cấu tạo giống nhau. - Chu kì 6 dài gồm 32 nguyên tố có đặc điểm: + Tính kim loại, phi kim biến đổi chậm hơn hai chu kì trước nhất là từ Xeri (58) đến Lutexi(71). + Tinh chất của 14 nguyên tố (từ số 58 đến 71) rất giống nhau và giống Lantan nên được xếp chung | 6 với Lantan và mang tên là họ Lantan. Họ Lantan thường được xếp xuống dưới bảng.

- Chu kì 7 chưa hoàn thành, theo suy đoán thì sẽ có cấu tạo giống chu kì 6. Sau Actini có 14 nguyên tố (từ số 90 đến 103) có tính chất giống nhau và giống Actini nên được xếp cùng ô với Actini và mang tên là họ Actini. - Họ Actini xếp dưới bảng và song song từng đôi một với các nguyên tố họ Lantan.2 Nhóm: Hệ thống tuần hoàn Mendeleev gồm 8 nhóm từ I > VIII. Nhóm là tập hợp các nguyên tố có hóa trị dương cực cao nhất bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm trong các oxit cao nhất của chúng.

Mỗi nhóm trong hệ thống tuần hoàn được phân chia thành hai phân nhóm: phân nhóm chính và phân nhóm phụ, phân nhóm là tập hợp các nguyên tố trong một nhóm có tính chất hóa học giống nhau. - Phân nhóm chính: Nguyên tử đầu nằm ở chu kì 2.