Geum.ru

Хімічна дія світла та її використання. 11 клас. Мета уроку

Вид материалаУрок

Содержание


Хімічна дія світла
Задачі для самостійного розв'язування.
Подобный материал:
Хімічна дія світла та її використання. 11 клас.

Мета уроку: дати уявлення про фотохімічні реакції; роз’яснити суть фотосинтезу; розвивати творче мислення; виховувати пізнавальний інтерес і такі якості як самостійність, працелюбність, бажання отримувати знання.

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

Оголошення теми і мети уроку.

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

Розв’язок задачі біля дошки.

Чи відбуватиметься фотоефект, якщо поверхню ртуті опромінювати світлом видимого діапазону випромінювання? Робота виходу електронів із ртуті дорівнює 4,53 еВ.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

ХІМІЧНА ДІЯ СВІТЛА

Хімічна дія світла проявляється в тому, що існує цілий ряд хімічних перетворень, що відбуваються тільки під дією світла. Хімічні реакції, що протікають під дією світла, називають фотохімічними. Фотохімічна реакція – розривання електронних зв’язків у молекулі речовини під час поглинаня нею фотона, тобто поділ її на атоми під дією світла.

Наприклад, - початкова реакція розкладання молекули хлору на два атоми. Потім ідуть вторинні хімічні реакції, та відбувається ланцюгова хімічна реакція:

, .

Під дією електромагнітного випромінювання можуть відбуватися процеси, які викликають зміни властивостей речовин. Наприклад, багато органічних і неорганічних речовин під впливом світла змінюють свій колір, виявляючи фотохромізм. Це пояснюють тим, що, поглинувши квант світла, речовина переходить у новий стан, який характеризується іншим спектром поглинання або перебудовою валентних зв'язків у процесі фотодисоціації чи фотохімічної реакції.

Ґрунтуючись на квантовій гіпотезі світла, А. Ейнштейн сформулював два фотохімічні закони:

1) поглинутий речовиною фотон може викликати перетворення лише однієї молекули;

2) фотохімічна реакція відбувається за умови, що енергія фотона достатня для розриву молекулярних зв'язків, тобто не менша за енергію дисоціації.

Як відомо, хімічна дія світла є основою життя на Землі. Завдяки реакції фотосинтезу вуглеводів енергія сонячного проміння, яку несуть фотони, перетворюється на енергію життєдіяльності органічного світу, необхідну для поповнення його запасів. Цей процес досить складний і супроводжується численними вторинними біохімічними реакціями. Проте спрощено його фізичну суть можна подати так. Внаслідок поглинання фотонів зеленим листям молекула хлорофілу активізується, реагуючи з молекулою води, розкладає її на йони Гідрогену і кисень:

2HО 2H + 2e- + 2O + HO.

Процес утворення під дією світла органічних речовин із неорганічних на основі Карбону дістав назву фотосинтезу.

Реакція фотосинтезу вуглеводів відбувається під дією червоного проміння.

Під дією світла бромід срібла розпадається на енергетично збуджений атом Аргентуму Ад* і позитивний іон Брому Вг+:

AgBr + hv = Ag* + Br* + e-

Фотохімічні реакції можуть бути синтезу (утворення під дією світла з молекул початкових речовин складніших молекул) або розкладання (утворення під дією світла простих молекул зі складніших).

Багато фотохімічних реакцій грають велику роль в природі і техніці.

Найважливіші фотохімічні реакції відбуваються у зеленому листі дерев і трави, в голках хвої і в багатьох мікроорганізмах. Листя поглинає з повітря вуглекислий газ і розщеплює його молекули на складові частини: вуглець і кисень. Відбувається це, як встановив російський біолог К.О. Тімірязєв, в молекулах хлорофілу під дією червоних променів сонячного спектру. Пристроюючи до вуглецевого ланцюжка атоми інших елементів, витягуваних корінням із землі, рослини будують молекули білків, жирів і вуглеводів - їжу для людини і тварин. Все це відбувається за рахунок енергії сонячних променів. Причому тут особливо важлива не тільки сама енергія, але і та форма, в якій вона поступає. Отже, фотосинтез - це процес утворення вуглеводів під дією світла з виділенням кисню в рослинах і деяких мікроорганізмах.

Хімічна дія світла лежить і в основі фотографії. Чутливий шар фотопластини складається з маленьких кристалів броміду срібла (AgBr), вкраплених в желатин. Попадання фотонів в кристал приводить до відриву електронів від окремих іонів брому. Ці електрони захоплюються іонами срібла, і в кристалі утворюється невелика кількість нейтральних атомів срібла.

Фотографія набула широкого поширення в науці і техніці. Сучасні досягнення дозволяють проводити фотографування не тільки при видимому світлі, але і в темноті (у інфрачервоних променях). Фотографію застосовують також для запису звуку в кіно.

Вицвітання тканин на сонці і утворення засмаги - теж приклади хімічної дії світла.

ІV. Закріплення нового матеріалу.

Розв’язок задачі біля дошки.
  1. Фотосинтез у зелених листках рослин відбувається інтенсивно під час поглинання червоного світла з довжиною хвилі 680 нм. Обчисліть енергію відповідних фотонів. (Відповідь: 1,8 еВ).

V. Підсумок уроку.

ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗУВАННЯ.

1. Яку енергію та імпульс мають фотони видимої частини спектру у найкоротших ( = 400 нм) і найдовших ( = 760 нм) світлових хвиль? Чому дорівнює їхня маса?

2. Яку довжину хвилі, масу та імпульс має фотон енергією 1 МеВ?

3. Яку швидкість має електрон, кінетична енергія якого дорівнює енергії фотона довжиною хвилі 600 нм?

4. Людське око має найвищу чутливість до зеленого світла ( = 550 нм). Воно починає реагувати на нього при потужності світлового потоку 2 • 10-17 Вт. Скільки фотонів за 1 с потрапляє при цьому на сітчатку ока?

5. Яку кінетичну енергію і швидкість матимуть фотоелектрони, що вилітають з поверхні оксиду барію (A0 = 1,2 еВ), якщо її опромінювати зеленим світлом довжиною хвилі 550 нм?

6. Робота виходу електрона з цезію дорівнює 1,9 еВ. Обчислити червону межу фотоефекту для Цезію. Якому кольору видимого світла вона відповідає?

7. Обчислити роботу виходу електронів для срібла в джоулях і електрон-вольтах, якщо його червона межа фотоефекту становить 260 нм.

VІ. Домашнє завдання: §74. Впр. 17 № 1, 2, 3, 4.