化学:1.3《人类对原子结构的认识》教案(2)(苏教版必修1)
- 格式:doc
- 大小:233.00 KB
- 文档页数:8
第三单元人类对原子结构的认识——原子结构模型的演变一、教材分析1、经过前两单元的学习,学生已经认识到了化学世界物质的精彩纷呈,了解到研究物质的实验方法的多种多样。
在有了这些知识基础后,教材选择了化学史中人类对原子认识的不断深入、原子结构模型的不断演变的过程引入原子结构的内容,这样安排既水到渠成地把学生带入完全的化学微观世界,又为整个专题“化学家眼中的物质世界”作了恰到好处的诠释。
2、从“原子结构模型的演变”切入,通过认识道尔顿原子结构模型、汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型、玻尔原子结构模型等几种典型的原子结构模型,引导学生了解人类探索原子结构的基本历程,提高学生学习原子结构知识的兴趣,同时也可让学生体会科学探索过程的艰难曲折。
在这个基础上学习有关原子构成的基础知识,了解原子核外电子分层排布、化学反应中原子外层电子排布的变化为后续专题的学习打下理论基础。
3、本专题的编写与以往的传统教材有很大的差别。
传统教材中,有关原子结构的内容是与元素周期律和元素周期表等内容编排在一起的。
现在的教材中,首先在本专题第三单元介绍有关原子结构模型的演变和原子的构成等内容,再在《化学2》中系统介绍原子核外电子排布和元素周期表等知识。
这样编写不仅有助于学生在《化学1》后三个专题的学习中能从原子结构的有关知识角度认识某些元素的化学性质和氧化还原反应等概念,而且体现了知识结构的循序渐进和螺旋式上升的特点。
二、教学目标知识与技能:1、通过本节课的学习,使学生了解原子结构演变的历程,体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
2、了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子分层排布的情况,知识这类原子在化学反应过程中常通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。
通过氯化钠、氧化镁的形成过程初步了解发生化学反应的本质。
过程与方法:通过教学素材的交流和讨论,充分发挥学生的学习主动性,通过卢瑟福a散射实验探究原子结构的分析,体会科学探究的过程与方法。
化学苏教版ⅰ1一、教学设计思路依照布鲁纳的结构主义教学理论,学生应积极主动地构建自己的知识结构,亲自探究或“发觉”应得出的结论或规律性知识,并进展他们发觉学习的能力。
依据这一理论,在教学过程中,充分表达学生作为学习者的主体地位,在原子结构的模型演变史中,设计由学生自主阅读、探究、归纳的教学过程,让学生自己积极主动的去挖掘课本中知识点之间的关系并能自己做出总结。
“作为教师,教学的目的不仅仅是使学生把握知识,更重要的是教会学生学习的方法,使学生由‘学会’变为‘会学’”。
因此在以氧化镁的形成过程为例从原子核外电子得失情形分析发生化学反应的本质时,循循诱导,并最终由学生自己得出结论,教会学生探究规律的方法。
创新学习理论提出人要在急剧变化和进展的社会中生存进展,不仅在于学习已有的知识体会,即坚持性学习,更要重视面向以后进展需要,在解决自己面临的新的问题中进行的创新性学习。
本课教学从科学家探究物质构成隐秘的史实中让学生体会科学探究的过程与方法,在了解了化学学科进展的趋势,学习了科学家的探究精神之后,培养起学生创新学习的意识。
我们现在培养的学生都将在信息化社会里寻求生存和进展,假如学生在学校教育时期里没有能够培养对知识不断探究和创新的欲望,没有形成一种科学思维的适应和能力,将专门难在今后踏入社会的过程中得到补偿。
因此课堂教育不仅仅要使学生学会知识,更要通过知识的学习,使学生形成对知识的浓厚爱好和进一步进展的愿望,并获得一些思维方法,形成自主摸索的适应。
二、学习任务分析1.《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求《课程标准》的要求:①明白化学科学的要紧研究对象,了解20世纪化学进展的差不多特点和21世纪化学的进展趋势。
②认识实验、假说、模型、比较、分类等科学方法对化学研究的作用。
③明白元素、核素的涵义。
④了解原子核外电子的排布。
《学科教学指导意见》的差不多要求:①通过了解原子结构模型演变的历史,体验科学家探究原子结构的艰难过程,认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。
第3单元人类对原子结构的认识第3单元课时1 原子结构模型的演变一、学习目标1. 通过原子结构模型演变的学习,了解原子结构模型演变的历史,了解科学家探索原子结构的艰难过程。
认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。
体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
2.了解钠、镁、氯等常见元素原子的核外电子排布情况,知道它们在化学反应过程中通过得失电子使最外层达到8电子稳定结构的事实。
通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。
了解化合价与最外层电子的关系。
3.知道化学科学的主要研究对象,了解化学学科发展的趋势。
二、重点、难点重点:原子结构模型的发展演变镁和氧气发生化学反应的本质难点:镁和氧气发生化学的本质三、设计思路本课设计先让学生描绘自己的原子结构模型,继而追随科学家的脚步,通过交流讨论,逐步探讨各种原子结构模型存在的问题,并提出改进意见,让学生主动参与人类探索原子结构的基本历程,同时也可体会科学探索过程的艰难曲折。
通过镁和氧气形成氧化镁的微观本质的揭示,初步认识化学家眼中的微观物质世界。
四、教学过程[导入] 观看视频:扫描隧道显微镜下的一粒沙子。
今天我们还将进入更加微观的层次,了解人类对于原子结构的认识。
你认为我们可以通过什么样的方法去认识原子的内部结构呢?直接法和间接法,直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进,而间接法则依赖精巧的实验和大胆的假设。
事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子的内部结构,所以在人们认识原子结构的过程中,实验和假设以及模型起了很大的作用。
一、中国古代物质观[提出问题]我们通常接触的物体,总是可以被分割的(折断粉笔)。
但是我们能不能无限地这样分割下去呢?[介绍]《中庸》提出:“语小,天下莫能破焉”。
惠施的人也说道“其小无内,谓之小一”。
墨家则提出:“端,体之无序最前者也。
”在英文里,如今被译成“原子”的Atom一词,源于希腊语,它的字面上的意思是indivisible “不可分割”。
2第三单元 人对原子结构的认识第2课时 原子核的组成学习目标:1. 了解原子是由原子核和核外电子构成的,绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的。
2. 知道原子结构各微粒之间的关系,能根据原子组成符号判断原子的构成。
3. 知道同位素和核素的概念。
学习重、难点:原子结构、质子数、中子数、质量数及核电荷数之间的关系。
元素、同位素、核素之间的关系。
教学过程: 一、 导入新课引入] 1、原子上构成物质的一种微粒,原子是否可以再分?如果原子可以再分,它是由哪些更小的微粒构成的呢? 板书]原子核的构成 二、 推进新课教学环节一:原子结构 板书]一、原子结构 展示]构成原子的粒子及其性质讲述]因为原子内部,质子所带正电和电子所带负电电量相等、电性相反,因此原子作为一个整体不显电性。
从原子的结构我们可知,原子核带正电,其所带的电荷数——核电荷数决定于核内质子数,我们用Z 来表示核电荷数,便有如下关系:原子核 原子 核外电子质子中子22 13 11 1板书]1、电量关系:核电荷数(Z )=核内质子数=核外电子数。
讲述]下面我们再来分析原子的质量。
从表中可看出,质子和中子的相对质量均近似等于1,而电子的质量只有质子质量的1/1836,如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来,所得数值便近似等于该原子的相对原子质量,我们把其称为质量数,用符号A 表示。
中子数规定用符号N 表示。
则得出以下关系:板书]2、质量关系:质量数(A )=质子数(Z )+中子数(N )讲述]这样,只要知道上述三个数值中的任意两个,就可推算出另一个数值来。
在化学上,我们用符号X 来表示一个质量数为A ,质子数为Z 的具体的X 原子。
板书]3、原子符号: X你知道吗]2、相对原子质量定义为“某原子的质量与C-12原子质量的1/12的比”。
C-12原子指的是什么原子?解析:(1)C-12表示质量数为12,原子核内有6个质子的碳原子或原子核内有6个质子和6个中子的碳原子。
高中化学—苏教版(必修1)第一章化学家眼中的物质世界第三单元人类对原子结构的认识化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化和应用的一门科学。
因此,研究、了解原子结构,才能更加深入地学习化学,了解化学变化规律。
那么,如何学习本单元内容呢?一、明确目标,掌握学习要求本单元内容分成“原子结构模型的演变”和“原子的构成”两个部分。
教材先安排原子结构模型的演变,让同学们了解人类认识原子结构的历程,初步认识原子结构,形成“原子核外电子是分层排布”的观念;而且,通过具体实例,分析了化学变化中原子的变化,形成许多原子有达到“8电子稳定结构”的倾向等规律。
再此基础上,进一步学习原子的构成,从更加微观的角度认识原子的构成,同时了解核素、同位素等概念,了解质子数、中子数和质量数之间的关系,并能根据原子组成符号分析、判断原子的构成等。
学好这部分内容,不仅为后面学习元素化合物性质、氧化还原反应奠定基础,而且对《化学2》系统学习原子核外电子排布规律和元素周期表等知识打下理论基础。
二、认真阅读,抓住核心内容课本出呈现文字材料外,还呈现了大量的图片、表格,这些内容都是为揭示核心内容而编排的。
因此在学习过程中,要认真研读教材,通过对文字材料、图片、表格等的分析,通过归纳、提炼和概括,掌握关键知识、形成主要观念。
例如,“原子结构模型的演变”中,课本通过文字材料和图片,展示了历史上几种具有代表性的原子结构模型。
学习时,通过阅读,抓住对探索原子结构作出贡献的科学家、原子结构模型探索的大致历程以及各种原子结构理论得要点等这些核心内容;又如,通过阅读表1-7,在分析的基础上,抓住质子、中子和电子质量都很小、中子和质子的质量基本相等、电子质量很小、质子带正电、电子带负电、质子和电子所带电量相等重点内容。
三、深入探究,探索知识规律本节内容涉及许多规律性知识,这些知识必须通过深入思考、认真探究才能得到。
比如,P28中的“交流与讨论”栏目,必须经过深入思考,才能得出以下知识规律:(1)化学变化中,原子核不发生变化,但原子的最外层电子数会改变;(2)在化学反应中,原子具有最外层达到8电子稳定结构的倾向等知识。
原子结构模型的演变第一课时【三维目标】知识与技能:1.了解人类对原子结构的认识过程,理解微观世界的基本研究方法。
2.理解目前的原子结构模型3.掌握元素的化合价与元素原子核外电子变化的关系4.熟记1-20号元素,并能正确书写它们的原子结构示意图过程与方法:1.了解模型研究的基本方法。
2.学会比较观察法情感态度与价值观:从人类对原子结构的认识,体验科学研究的艰辛和乐趣。
接纳结构决定性质的辩证观点。
【教学重点】最外层电子与元素性质(化合价)之间的关系原子结构示意图的书写【教学难点】原子结构示意图的书写【教学用具】CAI课件模型图片【课时安排】1课时【教学过程】【交流与讨论】:自学原子结构模型演变的内容,与同组同学进行讨论、交流,完成下表。
电子并测得质量面。
卢瑟福 a 粒子散射实验,少数粒子被弹回原子中有原子核,电子在核周围运动。
玻尔氢原子光谱核外电子在一系列的轨道上运动,能量不变。
量子力学核外电子不遵守经典力学规律波粒二象性引导学生思考:1.科学家在研究原子构成的时候,采用了哪些方法?2.每次发现比上一次有什么进步?3.从科学家对原子结构的研究过程中,你得到哪些启示?在学生充分讨论的基础,引导学生认识到:(1)实验事实和模型研究方法在科学研究中的重要意义。
(2)科学研究的方法:提出假设→建立模型→实验→修正模型(3)科学研究要善于继承,更要敢于怀疑前人的结论。
(4)想象力是创造的前提【问题解决】原子结构的表示方法1.按原子序数的顺序写出1-20号元素2.用原子结构示意图表示出它们的结构。
【方法提示】:在学生解决问题的过程中,给予以下知识和方法的提示:1.各层最多容纳的电子数:第一层2个第二层8个,第三层182.最外层不超过8个(稳定结构)3.电子由里向外填入4.原子结构示意图各部分表示的意义。
在学生完成后进行检查、归纳。
(见板书设计)【交流与讨论】:自学MgO的形成过程,交流所得到的结论根据学生思考的情况,必要时可设置如下台阶进行启发?1.最外层几个电子时较稳定?2.原子达到稳定结构的方法有哪些?在学生讨论的基础上,归纳得出:1.最外层8个电子时原子达到稳定结构2.元素的原子可以通过得失电子达到最外层8电子稳定结构,活泼金属容易通过失去电子达到稳定结构,而活泼非金属元素的原子容易通过得到电子达到稳定结构。
第三单元人类对原子结构的认识学情分析:在初中《科学》中,学生已经初步了解原子结构模型的演变历史,知道原子是由原子核和核外电子构成的,知道原子核是由质子和中子构成的,初步了解质子、中子、电子的质量、电性关系;已初步了解元素和同位素的概念及同位素的应用。
核外电子的排布规律和原子结构示意图的书写在《科学》教材中未涉及,但在初高中衔接教育中已作初步讲解,学生基本可以写出1~18号元素的原子结构示意图。
教材分析:本单元的编排在化学学习中起到承前启后的作用。
在前两个单元中,学生已经认识到了化学世界物质的精彩纷呈,了解到了研究物质的实验方法的多样性。
在有这些知识的基础上,通过本单元的学习,将学生从宏观的物质世界带入化学的微观世界。
在本单元中主要介绍原子结构模型的演变和原子的构成等内容,再在《化学2》中系统学习原子核外电子排布和元素周期表的知识。
三维目标:知识与技能:1.了解原子结构模型演变的历史。
2.了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子排布情况,知道它们在化学反应中通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。
通过氧化镁的形成了解镁跟氧气发生化学反应的本质。
3.了解原子是由原子核和核外电子构成,绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的。
能根据原子组成符号判断原子的构成。
知道核素、同位素等概念。
过程与方法:1.通过了解原子结构模型演变的历史,让学生体验科学家探索原子结构的艰难过程,认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。
2.通过学生自主讨论原子中质子、中子、电子及质量数之间的关系,培养学生分析处理数据的能力。
3.通过氧化镁形成过程的分析,以及化合物的化学式的书写,让学生学会推理、归纳的方法。
情感、态度和价值观:从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法,并培养学生对科学探索的热爱。
通过氧化镁形成过程的分析,让学生从宏观走向微观,领悟化学反应的本质。
教学重点:1.构成原子的微粒之间的量的关系。
第三单元人类对原子结构的认识第一课时教学目标:1.知识目标:知道化学科学的主要研究对象,了解化学学科的发展趋势通过原子结构模型演变的学习,了解科学家探索原子结构的艰难过程了解钠、镁、氧等常见元素的原子的核外电子的排布情况2.能力方法:知道原子在化学反应中常通过电子的得失使最外层达到稳定结构通过氧化镁的形成了解镁与氧气发生化学反应的本质3.情感态度:通过各种原子结构模型的学习,体验科学实验,科学思维对创造性工作的重要作用教学重点:1.通过各种原子结构模型的发展演变,体验科学探索的艰难过程2.理解镁和氧气发生化学反应的本质教学难点:原子在化学反应中通过电子得失形成稳定结构镁和氧气发生化学的本质教学方法:阅读讨论法、讲授法、探究法、情感体验法教学过程:一、原子结构模型的演变[阅读讨论]1.阅读课本p26-272.讨论a.原子结构模型演变b.科学探索的精神、严谨科学态度实验在科学探究中重要性3.讲授内容:体验科学探究对艰难过程[科学探究]1. 在原子结构模型的演变中,是什么让汤姆生、卢瑟福、玻尔等人否定前人的假说,提出自己的假说?科学的发展离子不开社会的进步,没有社会的进步,不可能造就出玻尔等伟大的科学家,没有ɑ粒子散射实验,不会有卢瑟福的含核模型诞生,没有氢原子光谱的实验,不会有玻尔的行星轨道式原子模型的诞生。
2. 近代原子结构模型的演变3. 原子结构模型的演变过程给我们的启迪(1) 化学认识发展过程中的继承、积累、突破和革命。
(2) 实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学科学的关键(3) 科学研究、科学发现是无止境的。
二、核外电子排布[阅读课本]:常见原子的核外电子排布1. [拓展研究]核外电子排布规律:(1) 核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,排布在能量逐步升高的电子层(2) 原子核外各电子层最多容纳2n2个电子(表示电子层数)。
(3) 原子最外野电子数目不能超过8个(第一层不能超过2个)(4) 次外层电子数目不能超过18个(第一层为次外层时不能超过2个),倒数第三层电子数目不能超过32个。
化学:1.3《人类对原子结构的认识》教学设计(苏教版必修1)思路和语言引入:坐地日行八万里,巡天遥看一千河。
人类从未停止对大自然的探索的热情和信心,从2500多年人类就开始追问大自然是是有什么构成的。
今天,答案找到了。
可你知道吗,这个探索的故事始于错误、争执,也充满抱负、启示。
这个故事带来了我们人类有史以来最令人兴奋的想象、最神奇的构思。
因为大自然非常的有趣,它并不想直接告诉我们答案,而是把它当一个礼物送给我们,有着自己的包装。
让我们跟随前辈们的脚步,踏进这神奇的旅程。
感谢并分享他们带来的研究成果。
1、古代原子论是哲学臆测的产物古希腊哲学家虽有敏锐的观察力,但不能像现代科学家一样通过实验来验证自己提出的假设。
古代原子论是哲学臆测的产物,不是科学理论。
是一种朴素的原子学说。
在此后的十几个世纪的岁月里,由于封建统治和神学桎梏,生产力发展缓慢,科学也停滞不前,原子论没有得到进展。
二、近代原子论是由假说发展而成的科学理论道尔顿:从15 世纪下半叶开始, 近代自然科学开始发展。
到了17 世纪, 欧洲处于由封建社会向资本主义过渡的大变革中, 在生产实践的推动下, 近代的实验科学开始发展起来。
在古代朴素的原子论的启示下, 英国化学家道尔顿(John Dalton,1766—1844)在解释气体的性质以及化学上的倍比定律和定比定律时, 提出了各种元素都是由许多原子所构成的假说。
道尔顿的原子论使当时的一些化学定律得到了统一的解释, 成为物质结构理论的基础, 也导致了元素周期表的发现。
(道尔顿还以他的原子论为指导,对由当时已发现的43种元素所组成的2 000多种化合物进行了实验分析,并于1826年完成了对于上述43种元素的相对原子质量的测定工作以现代的眼光看,除少数元素外,道尔顿给出的大部分元素数据还是比较正确的。
道尔顿不是那种天资卓著的人,但他勤奋、刻苦、百折不挠。
以他做气象观测记录一事为例,从21岁开始做气象观测以来,直到他临终的前一天,他从未停止过气象记录。
第三单元人类对原子结构的认识第2课时原子核外电子排布◆教学目标1.认识和了解原子核外电子的排布规律,并能运用原子结构示意图表示原子核外电子的排布。
2.初步认识“结构决定性质”的思想,能从原子核外电子的排布理解元素所对应的性质。
◆教学重难点1.原子核外电子排布规律。
2.原子核外电子排布与元素性质的关系。
教学过程导入新课上节课我们学习了原子结构的知识,了解了原子的构成。
科学实验证明,原子是由居于原子中心的原子核与核外电子构成的。
原子核是由质子和中子构成的。
我们知道,原子的体积很小,与原子相比,原子核的体积更小。
如果把原子比作一个体育场,那么原子核只相当于体育场中的一只蚂蚁。
因此,原子核外有很大的空间,电子就在这个空间里运动。
核外电子的运动与宏观物体不同:我们不能测定或计算它在某一时刻所在的位置,也不能描绘出它的运动轨道。
那么我们如何描述原子核外电子的运动?讲授新课教学环节一:原子核外电子排布【讲解】核外电子的分层排布(1)经过长期研究,人们发现,含多个核外电子的原子中,电子运动的主要区域离核有远有近,能量较低的电子通常在离核较近的区域内运动,能量较高的电子通常在离核较远的区域内运动,可以认为电子在原子核外是分层排布的。
人们把核外电子运动的不同区域看成不同的电子层,各电子层由内向外的序数n依次为1、2、3、4、5、6、7……分别称为K、L、M、N、O、P、Q……电子层(2)核外电子排布的一般规律:•电子在原子核外排布时,总是尽量先排在能量最低的电子层,即最先排K层,当K层排满后,再排L层等。
•原子核外各电子层最多能容纳的电子数为2n2。
•最外电子层最多只能容纳8个电子(K层为最外层时,最多只能容纳2个电子)电子在原子核外的运动状态是相当复杂的,在之后的课程中,会进一步学习。
教学环节二:核外电子的表示方法【过渡】怎样简明方便地表示核外电子的分层排布呢?【讲解】人们常用原子结构示意图表示原子的核外电子排布。
第三单元人类对原子结构的认识学情分析:在初中《科学》中,学生已经初步了解原子结构模型的演变历史,知道原子是由原子核和核外电子构成的,知道原子核是由质子和中子构成的,初步了解质子、中子、电子的质量、电性关系;已初步了解元素和同位素的概念及同位素的应用。
核外电子的排布规律和原子结构示意图的书写在《科学》教材中未涉及,但在初高中衔接教育中已作初步讲解,学生基本可以学出1~18号元素的原子结构示意图。
教材分析:本单元的编排在化学学习中起到承前启后的作用。
在前两个单元中,学生已经认识到了化学世界物质的精彩纷呈,了解到了研究物质的实验方法的多样性。
在有这些知识的基础上,通过本单元的学习,将学生从宏观的物质世界带入化学的微观世界。
在本单元中主要介绍原子结构模型的演变和原子的构成等内容,再在《化学2》中系统学习原子核外电子排布和元素周期表的知识。
三维目标:知识与技能:1.了解原子结构模型演变的历史。
2.了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子排布情况,知道它们在化学反应中通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。
通过氧化镁的形成了解镁跟氧气发生化学反应的本质。
3.了解原子是由原子核和核外电子构成,绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的。
能根据原子组成符号判断原子的构成。
知道核素、同位素等概念。
过程与方法:1.通过了解原子结构模型演变的历史,让学生体验科学家探索原子结构的艰难过程,认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。
2.通过学生自主讨论原子中质子、中子、电子及质量数之间的关系,培养学生分析处理数据的能力。
3.通过氧化镁形成过程的分析,以及化合物的化学式的书写,让学生学会推理、归纳的方法。
情感、态度和价值观:从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法,并培养学生对科学探索的热爱。
通过氧化镁形成过程的分析,让学生从宏观走向微观,领悟化学反应的本质。
教学重点:1.构成原子的微粒之间的量的关系。
2.化学反应中原子核外电子排布的变化,化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。
教学难点:化学反应中最外层电子的变化,以及化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。
课时安排:1课时教学过程:【引入】同学们,你们知道在世界史上最早提出“原子”这一名词的人是谁吗?(学生中会有人说道尔顿、德谟克利特……)对,在公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克利特就提出了哲学概念上的“原子”这一名词,他认为物质是由不可分割的微粒即原子构成的。
在希腊语中,原子就是“不可分割的”意思。
那么,现代意义上的原子又是什么呢?【投影】扫描隧道显微镜下的硅晶体、以及在扫描隧道显微镜下用原子书写的“中国”图片。
【讲述】这是我们借助先进的扫描隧道显微镜观察到得原子的表面,那原子的内部结构又如何呢?据报道,英国耗资3.8亿英镑、占地5个足球场的超级显微镜,能观察到原子的内部结构,此项研究正在进行之中。
当然科学家经其他实验研究已证实,原子是由更小的微粒构成的。
显然,从2500年前的古希腊到今天,“原子”的意义已经发生了明显地变化。
那么,2500年来,科学家是怎样探索原子的结构的呢?原子结构模型的演变经历了哪几个阶段?又有哪些科学家对此作出了卓越贡献呢?请同学们快速阅读课本第27~28页的交流与讨论,并找到重要的科学家及他们的主要观点。
【学生】学生阅读。
【板书】原子结构的认识过程【讲述】好,阅读完了,大家对人类探索原子结构的过程应该有了一个初步的了解。
接下去,就让我们一起沿着科学家探索原子结构的足迹来认识原子。
那对此作出重要贡献的科学家有哪几位呢?【讲述】在近代化学史上,最早提出原子结构模型的人是道尔顿,在1803年,提出了具体的原子模型,建立了近代原子学说。
那道尔顿的主要观点是什么呢?【学生】(集体回答)物质是由原子构成的,原子是不可分割的实心球体。
【讲述】可是,在1897年,汤姆生在实验中发现了电子,并且发现电子是带负电荷的,且质量非常的小。
由于原子呈电中性,所以汤姆生认为原子中的正电荷是均匀地分布在整个原子中,而带负电荷的电子则镶嵌其中,正负电荷总数相等。
于是于1904年提出了被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型。
【讲述】科学探索的脚步并没有停止,1911年英国物理学家卢瑟福在做α粒子散射实验时发生意想不到的现象。
【投影】α粒子散射实验图片【提问】从这一实验现象中,你能得出什么结论?【学生】1、原子的大部分体积是空的。
2、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子——原子核。
原子核:核外电子【板书】卢瑟福:原子【投影】卢瑟福的主要观点: 1、原子的大部分体积是空的。
2、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子——原子核。
3、电子随意地围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。
【过渡】后来,卢瑟福和他的学生经过进一步的实验研究证实,绝大多数的原子核是由(1919年)质子和(1932年)中子构成的,并且发现质子带一个单位的正电荷,而中子不显电性。
【板书】原子核【过渡】那么构成原子核的质子、中子以及与核外电子之间有何联系呢?由于原子呈电中性,由此可见原子中,电子数=质子数。
结合卢瑟福的α粒子散射实验和表中的数据,请思考: 【投影】信息提示:质量数:将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数,加起来所得到的数值。
相对质量:质子、中子的质量与C-12原子质量的1/12相比较所得的数值。
【投影】⑴原子的质量与质子、中子的质量关系⑵原子的相对原子质量与质子、中子的相对质量的关系 ⑶原子中质子数、中子数、电子数和质量数之间的关系【学生】学生代表回答结论。
原子的质量≈所有质子的质量+所有中子的质量原子的相对原子质量≈所有质子的相对质量+所有中子的相对质量 质量数=质子数+中子数 质子数=电子数【板书】1、原子中:质子数=电子数质量数(A )=质子数(Z )+中子数(N )≈原子的相对原子质量质子中子【追问】那在离子中,这些等式关系还成立吗? 【板书】离子中:质子数=电子数±电荷数【过渡】不同原子中,质子数、中子数、电子数是不同的,那能否用一个符号准确地表示出一个原子的具体组成呢?【讲述】在这里我们可以用原子的组成符号X AZ 来表示,其中X 表示元素符号,Z 表示原子的质子数,A 表示原子的质量数。
【板书】X A Z【讲述】如C-12可以表示为: 【副板书】C 126【讲述】从这个式子中,我们可以看出该C 原子核内有6个质子和6个中子,核外有6个电子。
【讲述】接下去,同学们一起来看一下2组原子组成符号,请仔细分析它们有什么特点。
【投影】⑴H 11 H 21 H 31 ⑵C 126 C 136 C 146【学生】它们的质子数相同,但质量数不同,所以应该是同一种元素的不同原子,互为同位素。
【讲述】分析得很好。
【投影】元素:具有相同质子数的同一类原子总称;核素:具有一定质子数和一定中子数的一种原子。
质子数相同,质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素。
【提问】同位素原子的组成不同,那它们的物理性质是否相同? 比如C 126、C 136、C 146它们的性质一样吗?在考古断代中就利用了C 146的……【讲述】很好。
利用某些同位素的放射性,我们已经将同位素广泛地应用于医学、工业、农业、能源和科学研究等各个领域,甚至是国防事业。
说到国防,我们自然会想到核武器,大家知道现在全球局势最紧张的两个地区是——伊朗和朝鲜,都与“核”有关。
【投影】“朝核危机”已引起全球瞩目,其焦点是朝鲜核电站采用轻水反应堆还是重水反应堆。
重水反应堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚-239(Pu 23994),这种可由铀-239(U 23992),经过多次β衰变而得,下列有关Pu 23994与U 23992的说法中正确的是( C )A .二者互为同位素 B.二者是同一种核素 C.二者具有相同的质量数 D.二者具有相同的中子数【过渡】从卢瑟福的核式模型,我们充分认识了原子核的结构,由原子核我们认识了核素、同位素,那么核外电子又是如何运动的呢?真的像卢瑟福所说的:电子随意地绕核作高速运转吗?【讲述】不是的。
卢瑟福的学生玻尔和奥地利物理学家薛定谔在进一步的实验和理论研究基础上,又分别在913年提出了轨道模型,在1926年提出了电子云模型。
他们都认为,电子在核外是按一定的规律排布的。
【讲述】通常我们用原子结构示意图形象地表示原子的核外电子排布,比如:【讲述】请同学们写出下列6种原子的结构示意图。
Ne O Na Ar Mg S【投影】【提问】从原子结构示意图中,你能发现核外电子的排布具有怎样的规律?【学生】原子核外电子是分层排布的,其中第一层最多只能排2个电子,第二层最多只能排8个电子,最外层不超过8个电子。
【板书】1、规律:电子是分层排布的。
【过渡】那原子的核外电子排布与元素的性质有何联系呢? 【投影】⑴稀有气体性质稳定,很难与其他物质发生化学反应。
【学生】因为稀有气体的最外层电子达到了2电子或8电子的稳定结构,所以很难与其他物质发生反应。
【讲述】分析得很正确。
也就是说当原子的最外层达到2电子或8电子的结构时,它就会变得非常稳定。
从中你能得出什么结论?【投影】⑵镁原子能与氧原子结合形成氧化镁。
【讲述】那请同学们观察镁原子和氧原子结合形成氧化镁的过程中原子核外电子的变化情况,解释第2个事实,【提问】⑴Mg 、O 的原子核外电子排布有什么特点?He Ne ArH O MgN NaS⑵Mg、O在反应中表现出什么性质?⑶在化学反应中哪部分微粒发生了变化?说明元素的性质主要取决于什么?⑷从Mg、O你能想到哪些类似的原子?在结构上、性质上有何特点?【学生】因为镁原子和氧原子的最外层电子数均少于8个,所以不稳定,有形成8电子稳定结构的趋势。
在化学反应中,镁原子失去最外层的2个电子,生成+2价的镁离子,达到8电子的稳定结构,而氧原子最外层则得到2个电子,达到8电子的稳定结构,生成—2价的氧离子,镁离子和氧离子结合生成了稳定的化合物氧化镁。
【学生】在化学反应过程中,原子的最外层电子数发生变化,而原子核不发生变化。
元素的化学性质主要取决于最外层电子数。
【学生】像镁原子这样的最外层电子数较少的,较易失电子,像氧原子这样的最外层电子数较多的,较易得电子,从而形成稳定的电子层结构。
【板书】最外层电子数典型金属<4 易失电子正价典型非金属>4 易得电子负价【过渡】镁条在氮气中也能燃烧,生成氮化镁,你能写出氮化镁的化学式吗?【学生】学生书写。
【讲述】要正确书写物质的化学式,就必须知道元素的化合价,那化合价又和什么有关呢?请同学们填写下列表格,并分析化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。
【投影】一些元素的原子得失电子的情况【学生】学生完成表格,并讨论化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。