Rút ra được sự tồn tại và đánh giá được kích thước của hạt nhân từ phân tích kết quả thí nghiệm tán xạ hạt a.
Biểu diễn được kí hiệu hạt nhân của nguyên tử bằng số nucleon và số proton.
Mô tả được mô hình đơn giản của nguyên tử gồm proton, neutron và electron.

2. Năng lực

Năng lực chung:

Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ học tập, phát triển khả năng tư duy độc lập của HS.
Năng lực giao tiếp hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm, trao đổi và chia sẻ ý tưởng về nội dung học tập.
Năng lực giải quyết vấn đề: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch, sáng tạo nhiều cách để giải quyết các tình huống thực tế liên quan đến hạt nhân, mô hình nguyên tử.

Năng lực vật lí:

Nhận thức vật lí:

+ Rút ra được sự tồn tại và đánh giá được kích thước của hạt nhân từ phân tích kết quả thí nghiệm tán xạ hạt

+ Biểu diễn được kí hiệu hạt nhân của nguyên tử bằng số nucleon và số proton. + Mô tả được mô hình đơn giản của nguyên tử gồm proton, neutron và electron.

Tìm hiểu tự nhiên: Mô tả được thí nghiệm về sự tồn tại của hạt nhân nguyên tử.
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng các kiến thức về hạt nhân và mô hình nguyên tử để giải quyết một số vấn đề liên quan.

3. Phẩm chất

Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập vật lí.
Chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học tập.
Cẩn thận, chặt chẽ trong suy luận

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.
Hình ảnh và bảng trong SGK: hình ảnh 1.1 đến 1.6, bảng 1.1.
Video liên quan hạt nhân, mô hình nguyên tử.
Phiếu học tập.
Máy chiếu, máy tính (nếu có).

2. Đối với học sinh:

SGK, SBT Vật lí 12.
Dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Tạo tâm thế vào bài học, HS có nhu cầu tìm hiểu mô hình của nguyên tử.

b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về câu hỏi, HS phát biểu ý kiến của bản thân về kiến thức đã học kết hợp với kinh nghiệm thực tế, từ đó GV định hướng HS vào nội dung của bài học.

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS và nhu cầu tìm hiểu bài học.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh:

- GV đặt câu hỏi:

Vào đầu những năm 1900, các nhà khoa học đã khám phá ra rằng nguyên tử có dạng hình cầu và trung hoà về điện với điện tích âm là các hạt electron. Nhưng người ta chưa biết điện tích dương được phân bố thế nào trong hình cầu nguyên tử.

Năm 1904, Joseph John Thomson (Giô-dép Giôn Tôm-xơn) đã để xuất một mô hình nguyên tử được gọi là mô hình nguyên tử bánh mận (Plum Pudding Atomic Model). Theo mô hình này các electron nằm rải rác trong một hình cấu tích điện dương giống như các quả mận nằm rải rác trong cái bánh (Hình 1.1).

Người ta đã kiểm chứng mô hình nguyên tử của Thomson như thế nào?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét chung và dẫn dắt vào bài học mới:

Nguyên tử được cấu tạo bởi các electron và hạt nhân. Trong chủ đề này, chúng ta tìm hiểu về cấu tạo và các đặc điểm của hạt nhân nguyên tử. Chúng ta cũng sẽ tìm hiểu về các phản ứng phân hạch, nhiệt hạch và phân rã phóng xạ. Các quá trình biến đổi hạt nhân này là cơ sở cho nhiều ứng dụng quan trọng của các ngành công nghiệp hạt nhân trong cuộc sống.

Bài học hôm nay chúng ta cùng đi tìm hiểu về sự tồn tại của hạt nhân, mô hình nguyên tử. Bài 1: Cấu trúc hạt nhân.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Mô tả và phân tích thí nghiệm tán xạ hạt a. Mô hình đơn giản của nguyên tử

a. Mục tiêu:

- Rút ra được sự tồn tại và đánh giá được kích thước của hạt nhân từ phân tích kết quả thí nghiệm tán xạ hạt .

- Mô tả được mô hình đơn giản của nguyên tử.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để về thí nghiệm tán xạ hạt mô hình đơn giản của nguyên tử.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được sự tồn tại và đánh giá được kích thước của hạt nhân từ phân tích kết quả thí nghiệm tán xạ hạt ; mô tả được mô hình đơn giản của nguyên tử.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV cho HS quan sát thí nghiệm được bố trí như Hình 1.2a. GV cho HS quan sát thí nghiệm được mô phỏng.

https://phet.colorado.edu/sims/html/rutherford-scattering/latest/rutherford-scattering_all.html?locale=vi

- HS trả lời câu hỏi 1 (SGK -tr.89)

Bằng chứng cụ thể nào trong thí nghiệm tán xạ hạt của Rutherford chứng tỏ hạt nhân có kích thước rất nhỏ nhưng tập trung toàn bộ điện tích dương và phần lớn khối lượng của nguyên tử?

- Từ đó GV chốt kiến thức về kết luận của Rutherford.

- HS đọc SGK và mô tả mô hình đơn giản của nguyên tử.

- GV hướng dẫn HS sử dụng link mô phỏng dưới đây để xây dựng mô hình nguyên tử đơn giản và chơi trò chơi để củng cố kiến thức.

https://phet.colorado.edu/sims/html/build-an-atom/latest/build-an-atom_all.html

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr89)

Trong khi hầu hết các hạt đi thẳng thì có một số hạt bị lệch so với hướng truyền ban đầu, đặc biệt có những hạt bị lệch ở góc lớn hơn 90°.

Hầu hết các hạt đi thẳng chứng tỏ phần lớn thể tích nguyên tử là không gian trống rỗng.

Một số ít các hạt bị tán xạ góc lớn hơn 90°, thậm chí bật ngược trở lại chứng tỏ những hạt đó tương tác với một hạt mang điện tích dương và có khối lượng lớn.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung thí nghiệm tán xạ hạt ; mô hình đơn giản của nguyên tử.

I. PHÁT HIỆN RA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

1. Thí nghiệm tán xạ

BÀI MẪU

- Rutherford kết luận rằng

+ Điện tích dương của nguyên tử tập trung trong một thể tích nhỏ ở tâm, gọi là hạt nhân.

+ Khối lượng của nguyên tử tập trung chủ yếu ở hạt nhân và phần lớn thể tích nguyên tử là không gian trống rỗng.

+ Đường kính của các hạt nhân nhỏ hơn đường kính của nguyên tử cỡ lần, nghĩa là đường kính hạt nhân cỡ khoảng m.

2. Mô hình đơn giản của nguyên tử

Nguyên tử gồm hạt nhân ở giữa mang điện tích dương và các electron chuyển động quanh hạt nhân.
Hạt nhân gồm các proton và neutron. Số proton trong hạt nhân bằng số electron của nguyên tử.

Trong tất cả các nguyên tố, chỉ có một loại nguyên tử của hydrogen (H) được tạo nên bởi electron và proton (không có neutron).

BÀI MẪU

Hoạt động 2. Mô tả cấu trúc hạt nhân

a. Mục tiêu:

- HS mô tả được cấu tạo hạt nhân.

- HS nêu được được kích thước và khối lượng hạt nhân.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về cấu trúc hạt nhân.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được cấu trúc hạt nhân.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- Từ nội dung phần trên, HS trả lời câu hỏi:

+ Hạt nhân được cấu tạo từ những loại hạt nào?

- HS đọc SGK và phát biểu:

Đặc điểm về khối lượng, điện tích của hai loại hạt proton và neutron.

- GV lưu ý: hạt proton và hạt neutron có khối lượng tương đương nhau.

- GV đặt câu hỏi dẫn dắt để HS:

So sánh số proton trong hạt nhân nguyên tử và số điện tích nguyên tố của hạt nhân đó.

GV dẫn dắt giới thiệu kí hiệu hạt nhân .

- GV giới thiệu khái niệm đồng vị.

- GV đặt câu hỏi:

Khối lượng của nguyên tử tập trung chủ yếu ở đâu?

- GV giới thiệu đơn vị đo khối lượng nguyên tử amu.

+ Câu hỏi: Mỗi nucleon có khối lượng xấp xỉ bao nhiêu amu? Từ đó so sánh khối lượng của hạt nhân tính theo đơn vị amu và số khối của nó?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung cấu tạo hạt nhân, kích thước và khối lượng hạt nhân.

II. CẤU TRÚC HẠT NHÂN

1. Cấu tạo hạt nhân

- Hạt nhân có cấu tạo gồm 2 loại hạt là proton và neutron. Hai loại hạt này được gọi chung là nucleon.

Hạt	Điện tích	Khối lượng
Proton (p)	+e	kg
Neutron (n)	0	kg

- Số proton trong hạt nhân nguyên tử bằng số điện tích nguyên tố của hạt nhân đó, kí hiệu là Z.

+ Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Z được gọi là số hiệu nguyên tử.

- Tổng số nucleon trong hạt nhân được gọi là số khối, kí hiệu là A. Số neutron trong hạt nhân là:

Hạt nhân nguyên tử của nguyên tố có kí hiệu hoá học X được kí hiệu là: .

Ví dụ: ;

- Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số proton Z nhưng khác số neutron N và do đó, khác số nucleon A.

Ví dụ: ba đồng vị của nguyên tố hydrogen

2. Kích thước và khối lượng hạt nhân

- Trong nguyên tử, hạt nhân có đường kính cỡ m và là nơi tập trung phần lớn khối lượng của nguyên tử.

- Đơn vị amu có giá trị bằng khối lượng nguyên tử của đồng vị .

Bảng 1.1. Khối lượng của các nucleon và hạt nhân tính theo amu

Proton

Neutron

Helium ()

Uranium

()

1,00728

1,00866

4,00151

234,99346

- Hạt nhân có A nucleon sẽ có khối lượng xấp xỉ là A amu.

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: HS sử dụng kiến thức về cấu trúc hạt nhân để trả lời câu hỏi và giải được các bài tập có liên quan.

b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến cấu trúc hạt nhân.

c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng và chuẩn kiến thức.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi trắc nghiệm:

Nhiệm vụ 1: Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm

Khoanh tròn vào câu trả lời đúng (Câu 1 - 5)

Câu 1: Cặp nguyên tử của các hạt nhân nào sau đây không được gọi là đồng vị?

A. ;

B. ;

C. ;

D. ;

Câu 2: Một hạt nhân nguyên tử có kí hiệu , kết luận nào dưới đây là đúng?

A. X là nguyên tố có số thứ tự 19 trong bảng hệ thống tuần hoàn.

B. Hạt nhân này có 19 nucleon.

C. Hạt nhân này có 9 proton và 19 neutron.

D. Hạt nhân này có 10 proton và 9 electron.

Câu 3: Phát biểu nào sau đây sai?

A. Đồng vị bền chỉ có nguồn gốc tự nhiên, đồng vị không bền chỉ có nguồn gốc nhân tạo.

B. Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton nhưng có số neutron khác nhau gọi là đồng vị.

C. Các đồng vị của cùng một nguyên tố có số neutron khác nhau nhưng tỉnh chất hoá học giống nhau.

Câu 4: Trong các nhận định sau đây về kết quả thí nghiệm tán xạ của hạt alpha lên lá vàng mỏng, có bao nhiêu nhận định đúng?

(1) Phần lớn các hạt alpha xuyên thẳng qua lá vàng mỏng.

(2) Một tỉ lệ khá lớn các hạt alpha bị lệch khỏi hướng ban đầu với góc lệch lớn hơn 90°.

(3) Một tỉ lệ rất nhỏ các hạt alpha bị lệch khỏi hướng ban đầu với góc lệch lớn hơn 90°.

(4) Một số ít hạt alpha bị lệch khỏi phương ban đầu với những góc lệch khác nhau.

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Câu 5: Cho số Avogadro N_A có giá trị bằng = 6,02.10²³ mol^-1, khối lượng mol của uranium là 238g/mol. Số neutron trong 238 gam là:

A. .

B. .

C. .

D. .

Câu 6: Một hạt nhân nguyên tử có ký hiệu . Trong các nhận định dưới đây, nhận định nào là đúng, nhận định nào là sai?

a) Nguyên tố Mn đứng ở ô số 55 trong bảng hệ thống tuần hoàn.

b) Hạt nhân có điện tích .

c) Hạt nhân chứa 30 nucleon trung hoà.

d) Nguyên tử có 25 electron quay quanh hạt nhân.

Nhiệm vụ 2: Trả lời các câu hỏi Luyện tập (SGK)

Luyện tập 1 (SGK -tr.91)

Hạt nhân có bao nhiêu nucleon, bao nhiêu proton và bao nhiêu neutron?

Luyện tập 2 (SGK -tr.91)

Xác định điện tích của hạt nhân .

Luyện tập 3 (SGK -tr.91)

Helium có hai đồng vị mà hạt nhân được biểu diễn như Hình 1.6. Viết kí hiệu hạt nhân của hai đồng vị helium đó.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức đã học và hiểu biết thực tế của bản thân về để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS lần lượt đưa ra đáp án cho các bài tập:

Nhiệm vụ 1:

Câu 1	Câu 2	Câu 3	Câu 4	Câu 5
D	B	A	C	A

Câu 6:

a) S.

b) Đ.

c) Đ.

d) Đ.

Nhiệm vụ 2:

1. Nguyên tử có 30 proton, 37 neutron và 30 eletron.

2. Hạt nhân có điện tích +30e.

3. . .

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu đáp án khác (nếu có).

Bước 4:

- GV đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập và chuyển sang nội dung vận dụng.

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Vận dụng được định luật Faraday và định luật Lenz trả lời câu hỏi.

b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành nội dung Vận dụng.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV hướng dẫn HS làm việc cá nhân và theo nhóm, hoàn thành nội dung Vận dụng (SGK – tr92)

Hầu hết các nguyên tố đều có nhiều đồng vị. Khối lượng nguyên tử của nguyên tố trong bảng tuần hoàn là khối lượng trung bình của các nguyên tử đồng vị có trong tự nhiên. Nguyên tố chlorine (CI) có hai đồng vị bền là:

có khối lượng nguyên tử m = 34,96885 u và chiếm 75,77% chlorine trong tự nhiên.
có khối lượng nguyên tử m = 36,96590 u và chiếm 24,23% chlorine trong tự nhiên.