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打开原子世界的大门 1.1从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型教学设计的理念和思路：上海二期课改的基本指导思想是要以学生发展为本，为学生的发展提供合理的教学目标和内容体系，同时努力渗透科学精神和人文精神培养的要素。
因此本节的教学意图就是：1．加强对学生科学态度和科学方法的教育。
2．体现知识结论与学习过程的同样重要。
3．追求学科教育目标的多元化，促使学生学术潜力和非学术潜力的全面发展，以符合素质教育的基本要求和上海二期课改的基本指导思想。
科学的原子学说是十九世纪英国化学家道尔顿提出来的,这种学说大约使用了100年。
十九世纪末汤姆生发现了电子，说明原子还可以再分。
不过，原子内部究竟怎样还说不清楚。
不久，卢瑟福用金箔作了α粒子的散射实验，说明了原子里有一个很小的原子核，原子核带正电，它集中了原子的所有质量。
于是，建立了原子的核式模型。
但是，核外电子是怎样排布的还不很清楚。
不过，对原子核的认识又近了一步。
到了20世纪初，波尔运用先进的量子力学理论，根据诸多的实验事实，提出原子核外电子分层排布，各层电子有一定的数目，并解决了物理和化学方面的一些问题。
玻尔理论是有局限性的，能成功解释各种原子光谱的是量子力学。
怎样让学生体验原子发现的艰巨呢？我设计了以时间为数轴的一条教学主线，在学生感叹时间消逝的过程中，也体会了科学理论的得知不易，并且在辨析合理与否的过程中培养了批判性思维，再次体验真理的获得要不断地探索。
而通过原子结构理论的发展过程的讨论，使学生强化树立辩证唯物主义认识论的观点，培养构建科学思维与研究方法。
第二课时主要探究的是现在的原子结构理论怎样得出的，从19世纪末的1897年发现电子后，在大约20年内科学家们提出了原子结构的以下模型：汤姆生的“葡萄干面包结构”、卢瑟福的“核式结构”、玻尔的“能级结构”、量子力学的“电子云结构”。
每种原子结构理论的提出都使学生了解其特定的实验基础和背景，提出后也都有应用上的成功和困难；而理论认识由低级到高级的发展，总是离不开科学实践与科学家们符合实际的大胆猜想与假设，即“实践、认识、再实践、再认识……，每一循环的内容，都比较地进到了高一级的程度。
沪教版高一化学第一学期
第一章：打开原子世界的大门
1.1 从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型1.2原子结构和相对原子质量
1.3揭开原子核外电子运动的面纱
第二章：开发海水中的卤素资源
2.1 以食盐为原料的化工产品
2.2 海水中的氯
2.3从海水中提取溴和碘
第三章：探索原子建构物质的奥秘
3.1化学键
3.2离子键
3.3共价键
第四章：剖析物质变化中的能量变化
4.1物质在溶解过程中有能量变化吗？
4.2化学变化中的能量变化
高一化学第二学期
第五章：评说硫、氮的“功”与“过”
第六章：揭示化学反应速率和平衡之谜
第七章：探究电解质溶液的性质
高二第一学期：
8·走进精彩纷呈的金属世界
8’1 应用广泛的金属材料——钢铁
8‘2 铝和铝合金的崛起
9·初识元素周期律
9’1 元素周期律
9‘2 元素周期表
10学习几种定理测定方法
10’1 测定1mol 气体的体积
10‘2 结晶水合物中结晶水含量的测定
10’3 酸碱滴定。
《敲开原子的大门》和《原子的结构》简明教案备课参考【教材分析】：本章前这两节不作高考要求，但考虑学生学习认知的连贯性和领悟科学研究过程、感悟科学研究方法，这两节还是非常有必要作必要介绍，特别是关于电子发现过程的“荷质比”测量方法（适合其它带电粒子荷质比测量），一定要学生经历推导过程，既“重温”电力学之电偏、磁偏内容，又体会出科学研究设计之巧妙。
另外，这两节内容也为第四章原子核部分打下必要的知识基础。
【学生分析】：学生在化学学科当中早知道原子结构，也在某3-1选修当中接触过“阴极射线”的内容，但对阴极射线发现探究过程还是不太清楚的。
【教学策略与方法】：“阴极射线”和“电子”两概念跟学习过的“射线”和“粒子”作比较，发现其中异同，是利用“同化”（或者导化？）方式教学，核式结构也是立足散射实验和跟生活中“核”模型作对比，是利用“规例”法教学。
教案主体：一、教学目的：（参考教参和课标，联系高考要求，更结合学生实际，经过自己思考，建议如下示）1．能简述阴极射线研究过程和实质，简述电子发现历程2．通过实验探究和简单推导，领悟测定电子等带电粒子“荷质比”的方法3．能简述卢瑟福核式结构模型研究过程和主要内容，大概了解散射实验现象及主要结论4.通过这两学习，感悟科学研究当中“模型方法”、“黑箱方法”和微观粒子的碰撞方法，感受科学家细致、敏锐的科学态度和不畏权威、实事求是的科学精神。
二、教学重点：荷质比测量实验准备：阴极射线演示（实物演示与PPT演示结合）、散射实验（PPT演示）三、教学过程简述（复习）引入：早在公元前4世纪，古希腊哲学家德谟克利特就靠推测提出“原子”是构成任何物体的不可再分微粒，原子意为不可分割，相当长一段时间内人们都以为如此。
直到19世纪末英国科学家汤姆生发现了电子。
（一）探索阴极射线1、1858年，德国科学家普吕克尔发现了阴极射线。
2、英国科学家汤姆生利用阴极射线管收集并测定阴极射线的电荷。
（1）通过实验证明：阴极射线是由带负电的微粒组成。
第一章打开原子世界的大门1.1从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型【板书】第一章打开原子世界的大门1.1 从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型【介绍】在古代，随着人类物质文明的不断发展，人们开始思考物质是怎样构成的。
惠施：“一尺之棰，日取其半，万世不竭！”——物质无限可分墨子：物质被分割是有条件的，若不存在被分割条件，就不能被分割！古希腊哲学家德谟克利特：最早提出了原子论，他认为物质是由许多微粒组成的，这些微粒叫“原子”，物质分割只能到原子为止。
原子，希腊文的原意就是不可分。
【过渡】人类对原子结构的探索还在继续，到了19世纪初，英国物理学家和化学家道尔顿经过试验和研究，把古代思辨、猜测的得到的原子假说发展成更为科学的原子理论。
【阅读】阅读教材第三页第5段，了解道尔顿提出的近代原子学说。
用你们已掌握的化学知识去分析一下道尔顿提出的原子学说是否合理？•*原子是可分的，只不过在化学反应条件下是不可再分的同一元素的原子在质量和物理性质可能不同，而化学性质相同不同元素化合时，元素的原子不一定按简单整数比结合成化合物【讲述】道尔顿的原子学说为近代化学的发展奠定了重要的基础。
但我们现在知道原子并不是实心、不能再分的小球，而在当时人们认识到这一点是因为1897年英国科学汤姆生在实验中发现了原子中存在带负电荷的电子。
电子的发现揭示了原子不是什么“不可分割的最小单元”，这是人类认识原子世界的开端。
【讲述】汤姆孙经过几年思索和研究，在1903年提出了一种葡萄干面包原子模型。
他认为整个原子中的正电荷是均匀分布在整个原子的球形体内，而电子则均匀地分布在这些正电荷之间，就好象葡萄干面包一样，因此称之为葡萄干面包原子模型。
汤姆孙因发现电子而获得1906年诺贝尔物理奖。
【过渡】虽然汤姆生的原子模型与我们现在知道的大不相同，但他毕竟指出了原子是可分的、有结构的，使人们对原子结构认识又进了一步。
人类对原子结构的探索有重要突破，是从发现X射线开始的。
1从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型知识梳理（一）复习提问1．古代的人们对原子是如何认识的？2．近代对原子的认识过程是怎样的？3．电子的发现和元素放射性现象说明了什么？4．原子结构的行星模型是如何建立的？它的内涵是什么？5．你认为原子结构的行星模型绝对准确吗？（二）知识回顾1．章头图是比利时工程师昂·瓦特凯恩于1958年为布鲁塞尔万国博览会设计的建筑物，它由九个巨大金属圆球组成，位于布鲁塞尔易明多市立公园内。
每个圆球象征一个原子，显示了人类和平利用原子能的美好前景。
2．古代对原子的认识惠施，即惠子。
公元前4世纪战国时代宋国人，一位能言善辩的学者。
他认为物质是无限可分的。
墨子，即墨翟，春秋时代著名思想家、学者。
他认为物质被分割是有条件的。
古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论，认为物质由极小的称为“原子”的微粒构成，物质只能分割到原子。
3．近代道尔顿的原子论化学元素均由不可再分的微粒构成，这种微粒成为原子；原子在一切化学变化中均保持其不可再分性；同一元素的原子在质量和性质上都相同，不同元素的原子在质量和性质上都不相同；不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物。
4．汤姆逊的葡萄干面包模型电子是1897年由英国物理学家汤姆孙（Joseph John Thomson ，1856—1940）在研究阴极射线时发现的。
他证明了阴极射线是一种高速带电的粒子流，并测定这种粒子的电荷与质量之比（荷质比）e/m 。
他发现不论阴极射线管的电极用何种金属材料制成，产生阴极射线的粒子的荷质比都相同，这种粒子应是物质共有的组成部分。
他在1897年4月30日给英国皇家协会的报告中称这种粒子为“电子”。
汤姆孙提出了葡萄干面包模型，认为原子中的正电荷是均匀分布在整个原子的球体内，电子则均匀分布在这些正电荷之间。
5．x 射线的发现x 射线是1895年德国物理学家伦琴（Wilhelm conrad Rontgen ，1845~1923）在研究阴极射线激发玻璃管壁而产生的荧光时发现的。
他偶然发现用黑纸封套包裹着的照相底片放在高真空的阴极射线管附近时会感光，这说明放电管内发出了某种能穿透底片封套的射线，这种射线穿透力强，但不被电磁场馆转，它能穿透2～3cm 厚的木板、15mm 厚的铝片，如果把手放在放电管与屏之间，可以从手影中见到手骨的骨影。
后来研究证明，x 射线是一种波长很短的电磁波。
6．铀的放射性贝克勒尔（Antoine Henri Becquerel ，1852~1908）发现放射性现象纯属偶然，当时有人认为能发出荧光的物质会放出x 射线，贝克勒尔试图用实验来证实这一观点。
他把一种含铀化合物的晶体——钾铀酰硫酸盐[K(UO)SO 4]放在阳光下暴晒，直到晶体可以在黑暗中发出很强的荧光，然后把它放在用黑纸包裹的照相底片上，结果底片感了光，他认为晶体发出的是X 射线。
他想进一步研究这种射线，但却遇上了连日阴雨。
他只好把含铀化合物晶体与用黑纸包好的底片一起放进抽屉，五天后雨停了，焦急的他忘了把晶体暴晒就径直把底片冲洗，竟发现底片也感了光，而且感光强度特别大，产生了黑如木炭的斑点。
因没有经过阳光照射，晶体不可能产生荧光，说明荧光与引起感光的射线间没有必然的联系。
这射线一定是含铀化合物或含铀晶体本身放射出来的。
进一步实验证明，这种穿透性射线是铀放射出来的。
7．19世纪末到20世纪初，证明原子的可分性的重要科学发现和现象分别是电子的发现和元素的放射性现象。
8．α射线和β射线的发现卢瑟福（Ernest Ruttherford ，187l ～1937），英国物理学家，生于新西兰。
1899年他发现放射性辐射中的两种成分并分别命名为α射线和β射线。
他还发现了放射性元素“钍”。
1909年他和他的同事根据他们设计和进行的α粒子散射实验，发现了原子核的存在，并提出了原子结构的行星模型。
1919年他用α粒子轰击氮原子核而获得了氧的同位素，第一次实现了元素的人工蜕变。
1908年他因在核化学方面的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。
9．散射光束在介质中前进时，部分光线偏离原方向而分散传播的现象。
粒子束在前进中与物质发生相互作用而使部分粒子偏离原方向前进，也称为散射。
10．α粒子散射实验（可以给学生放实验视频“模拟α粒子散射实验”，该视频可到“资源中心/教学工具库/化学/高一”文件夹中下载。
）把1g 金打成尽可能薄的金箔，经计算此金箔大约由400层金原子排列组成。
下面是卢瑟福所做的α粒子散射实验的示意图。
（1）α粒子构成微粒是_______________，α粒子在真空中能穿过金箔的原因是质量相对来说_______，速率________（光速的1/10），带____电荷，能对其它带电微粒产生较强作用。
（2）根据卢瑟福预测的结果，能看到α粒子的点是_________，其理论依据是_____________________模型。
而根据实验的结果α粒子所出现的点是__________，此实验说明了_____________________。
卢瑟福因为在原子结构研究领域的突出贡献而获得诺贝尔奖，他的主要功绩是____________________________。
他能取得成功的原因是______________________。
【答案】（1）带两个单位正电荷的He 2+，较大，大，正；（2）A，汤姆孙的葡萄干面包，ABC，汤姆孙的葡萄干面包模型是错误的，提出原子结构的行星模型，实事求是。
通过α粒子散射实验，卢瑟福认为：绝大部分α粒子能直线穿过金箔，说明原子一定是中空的；极少数的α粒子能被金箔偏转，有的还被直接弹了回来，说明在原子中存在着很小的带正电荷的核。
11．卢瑟福的原子结构行星模型原子是由带正电荷的质量很集中的很小的原子核和在它周围运动着的带负电荷的电子组成的，就像行星绕太阳运转一样的体系。
【补充说明】α粒子散射实验的中对于原子结构的推断是基于一系列的概率统计得出的结果。
（1）每10000个α粒子中约有1个发生了大于1°的路径偏转，发生更大偏折的机率更小。
（2）α粒子被直接弹回，说明前进途径中遇到了质量较大、体积很小的带正电荷的物体的“阻挡”。
（3）直线运动的α和β粒子在碰到物质原子时，运动方向会发生偏转。
β粒子的散射数目要比α粒子更多，因为β粒子的动量和能量要小得多。
似乎已没有疑问，如此迅速移动的粒子以其原来的路径穿过了原子，而观察到的偏转是由于遍布于原子系统内强电场作用的结果。
一般假设，一束α或β粒子射线在通过薄片物质时的散射，是物质原子来回多次小散射的结果。
然而，Geiger 和Marsden 对α射线散射的观察显示，某些α粒子在单次碰撞时，一定会发生大于正常角度的偏转。
例如，他们发现，一小部分入射α粒子，大约20000个中有1个，在穿过厚度约为0.00004cm 的金箔时平均偏转了90°的角度，如此厚度的金箔阻止α粒子的能力相当于1.6mm 厚度的空气。
Geiger 接着指出，一束α粒子穿过以上厚度金箔最可能偏转的角度是0.87°。
基于概率理论的一个简单计算表明，粒子偏转90°的机会是微乎其微的。
此外，稍后可以看出，如果这种大角度偏转是由许多小的偏转组成，那么，这种大角度偏转的α粒子对各种角度的分布并不遵守预期的概率定律。
大角度偏转是由于单次原子碰撞的设想似乎是有道理的，因为第二次同样碰撞而产生大角度偏转的概率在大多数情况下是很小的。
一个简单的计算显示，原子必须具有强电场的核心，才能在单次碰撞中产生如此大的偏转。
12．放射性元素的三种射线α射线——氦原子失去电子后的正离子（He 2+）2β射线——电子流γ射线——波长很短的电磁波（三）思考与复习解答（检查学生教材第7页的思考与复习是否完成，进行提问。
）1．道尔顿提出原子论。
认为“化学元素均由不可再分的微粒构成”，这种微粒称为原子。
道尔顿的原子学说为近代化学发展奠定了基础。
汤姆孙首先指出原子是有结构的，并提出了葡萄干面包模型，认为原子中的正电荷均匀分布在整个原子的球形体内，电子则均匀地分布在这些正电荷之间。
伦琴发现x 射线后，对原子结构的探索有了新的突破。
卢瑟福根据电子的发现和元素的放射性现象，证实了原子是可分的，提出了原子结构的行星模型。
【归纳】填写下列方框【答案】原子可分；原子结构行星模型。
2．既然绝大部分n 粒子能直线穿过金箔，说明原子一定是中空的；既然极少数的a 粒子能被金箔偏转，有的还被直接弹了回来，那就说明在原子中存在着很小的带正电荷的核。
通过对电荷、质量和偏转角度等的计算，1911年卢瑟福提出了原子结构的行星模型(solarsystem model)，即原子是由带正电荷的原子核和核外带负电的电子组成的，就像行星绕太阳运转那样的体系。
四、典型例题1．中国古代的哲学家中，认为物质是无限可分的是（）A ．惠施Bt 墨子C ．老子D ．孔子2．道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。
估的学说中，包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。
从现代的观点看，你认为这三个论点，其中不确切的是（）A ．只有③B ．只有①③C ．只有②③D ．有①②③3．下列关于放射性元素说法正确的是（）①所有的元素都具有放射性；②只有铀具有放射性；③元素具有放射性是由原子内部结构变化引起的；④放射性元素的放射现象不是自发的，需要外界条件（如光照）来引起的A ．①②③④B ．③C ①②③D ．①(D ④4．卢瑟福在研究元素放射性时发现，放射性元素可以放出三种射线，下图中A 、B 、C 分别代表三种射线。
其中A 代表__________，本质是__________；B 代表__________，本质是__________；C 代表__________，本质是__________。
【答案】1.A 2.D 3.B 4.β射线，电子流；α射线，氦核（He 2+）；γ射线，波长很短的电磁波。
5．英国科学家汤姆孙在打开原子结构大门中的伟大贡献是（）（选自《新教材全解（吉林出版社）》）①发现了电子②提出了原子结构的模型③打破了原子不可分的传统观念④提出原子是由带正电的物质和电子构成的A．①③B．②④C．①②③D．①②③④【答案】D6.卢瑟福原子核式结构的理论主要内容有（）（选自《新教材全解（吉林出版社）》）A．原子的中心有个核，叫原子核B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕核旋转【答案】ACD五、课堂练习（选自《化学测试与评析A、B 级（上海教育出版社）》）1．在历史上，人类对原子的探究经历了多个阶段。
