Атом құрылымы

Build an Atom by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)

Мақсаты:

• Атомның басты бөлшектерін және олардың атомда орналасуын сипаттауды үйрену.
• Атомның құрылымын түсіну.
• Протондардың, нейтрондардың және электрондардың әртүрлі комбинациялары арқылы атомдар құрастыру.

Бұл виртуалды зертхана жаратылыстану сабағында келесі тақырып бойынша пайдалануға арналған:

• 6 сынып. І тарау. “Атомның құрылымы қандай?”

Виртуалды эксперимент

Атом құру симуляциясы оқушыларға протондар, нейтрондар мен электрондар санының өзгеруі құрастырылған атомның элементіне, зарядына және массасына қалай әсер ететінін икемді түрде зерттеуге мүмкіндік береді. 

Төмендегі суретте әрбір батырманың атқаратын қызметтері көрсетілген.

Бөлшектердің сипаттамасы (заряды)

Қалыпты жағдайда атом электронейтралды, яғни заряды жоқ: оның ядросында қанша протон болса, сонша электрон бар.

Атом ядросы оң зарядты.

Атауы	Массасы	Заряды	Ескерту
протон	1 м.а.б.	+1	Протондар саны элементтің реттік нөміріне тең
нейтрон	1 м.а.б.	0	Нейтрондар саны формула бойынша анықталады. Ол формуланы химия сабағынан өтетін боласыз.
электрон	0 м.а.б.	-1	Электрондар саны элементтің реттік нөміріне тең

Жұмыс барысы:

1-қадам. Симуляцияны іске қосыңыз: сізге 3 түрлі режим беріледі: “Atom”, “Symbol” және “Game”. Бұл жұмыста “Atom” режимін қолданатын боласыз. 

2-қадам. Экранда атом моделінің бос қаңқасы және оны құрайтын атомдық бөлшектер (протон, нейтрон, электрон) берілген.

Атомның құрылымы планетарлық модель деп аталады. Атомның ортасында атом ядросы болады, ал ядроның айналасында электрондар деп аталатын бөлшектер айналып жүреді. Электрондар үнемі қозғалыста болады. Олар белгілі бір орбита бойынша қозғалады.  Атом ядросы белгілі бір бөлшектерден — протондар мен нейтрондардан тұрады. Бұл бөлшектер ядрода қозғалмайды. 

3-қадам. Сіз тінтуірдің сол жақ батырмасын басып тұру арқылы оларды атом моделіне әкеліп орналастыра аласыз. Протон бөлшегін атомның орталығына әкеп орналастырыңыз. Экранда бірден элементтің атауы пайда болады. Оң жақта берілген периодтық кестеде құралған элементтің таңбасын көре аласыз. 

4-қадам. Астыңғы бөлімде элементтің заряды және массалық саны көрсетілген. Элементтің заряды протон мен электронға байланысты, ал массалық саны протон мен нейтронға байланысты өзгереді. 

5-қадам. “Show” бөлімінде құсбелгі қою арқылы элемент атауын көрсете немесе жасыра аласыз. Қалған екі батырма жайлы жоғарғы сыныптарда оқып үйренетін болғандықтан, қазір сіз үшін маңызды емес. Олар бейтарап атом немесе ион екендігін және тұрақты немесе тұрақсыз екендігін білдіретін батырмалар болып табылады.

6-қадам. Сутек атомы 1 протон мен 1 электроннан тұрады. Сондықтан орбитаға электрон бөлшегін орналастарыңыз. Элементтің заряды “0”-ге өзгерді. Сізде сутек атомы дайын. 

7-қадам. Сіз электрондарды орбитальдар күйінде немесе электрон бұлты күйінде көрсете аласыз.

8-қадам. Кестедегі келесі элемент — “гелий”. Ол 2 протон, 2 нейтрон мен 2 электроннан тұрады. Сондықтан атом ядросына бір протон қосыңыз. Протондар саны элементтің периодтық жүйедегі орнын анықтайды, сондықтан протондарды қосу арқылы сіз периодтық жүйе бойымен жылжып отырасыз.

9-қадам. Атом ядросына протонның қасына екі нейтронды орналастырыңыз. 

10-қадам. Орбитаға электрон бөлшегін орналастарыңыз. Гелий атомы дайын. Сізде элементтің заряды “0”-ге, массалық саны “4”-ге тең. 

11-қадам. Келесі элемент — “литий”. Ол 3 протон, 4 нейтрон мен 3 электроннан тұрады. Элементті құрастырыңыз. 

12-қадам. Менделеев кестесіндегі элементтің периодтық жүйедегі орны протондар санына қарай анықталады. Атом заряды бейтарап болғандықтан элементтегі электрон саны протон санына тең болады. Ал массалық саны протон мен нейтронға байланысты өзгереді. Сіз қазір протон мен электрон санын дұрыс қоя алғаныңызбен, нейтрон санын есептеу үшін жоғарғы сыныптарға өтетін формула керек. Сондықтан басқа элементтерді дұрыс құру үшін ғаламтордан элемент атауын жазып, бөлшектердің санын қарай аласыз. Төменде литийден кейін орналасқан 10 элементтің бөлшектер саны берілген. 

Элемент атауы	протон	электрон	нейтрон
Бериллий	4	4	5
Бор	5	5	6
Көміртек	6	6	6
Азот	7	7	7
Оттегі	8	8	8
Фтор	9	9	10
Неон	10	10	10
Натрий	11	11	12
Магний	12	12	12
Алюминий	13	13	14

Қорытынды

Виртуалды модельдеу арқылы оқушылар атом құрылымымен танысты. Химиялық әрбір элементтің қасиеттеріне сәйкес Менделеев кестесінде  белгілі реттілікпен тұратыны көрсетілді. 

Ағылшын тіліндегі терминдердің қазақша аудармалары:

• Atom – Атом
• Protons – Протондар
• Neutrons – Нейтрондар
• Electrons – Электрондар
• Element – Элемент
• Periodic table –  Периодтық кесте
• Net charge – Заряд
• Mass number – Масса cаны
• Neutral/Ion – Бейтарап атом немесе Ион
• Stable/Unstable – Тұрақты немесе Тұрақсыз
• Orbits – Орбитальдар
• Cloud – Электрондық бұлт