文檔編碼:CV10S5C4Z10X3——HY9X7Z2W10X7——ZM4L2B2J8P3學(xué)習(xí)必備 歡迎下載第3單元課時(shí)1原子結(jié)構(gòu)模型的演化 教學(xué)設(shè)計(jì)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.通過原子結(jié)構(gòu)模型演化的學(xué)習(xí), 明白原子結(jié)構(gòu)模型演化的歷史, 明白科學(xué)家探究原子結(jié)構(gòu)的艱難過程 ；熟識試驗(yàn)、假說、模型等科學(xué)方法對化學(xué)爭辯的作用；體驗(yàn)科學(xué)試驗(yàn)、科學(xué)思維對制造性工作的重要作用； 2.明白鈉、鎂、氯等常見元素原子的核外電子排布情形,知道它們在化學(xué)反應(yīng)過程中通過得失電子使最外層達(dá)到 8電子穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的事實(shí)；通過氧化鎂的形成明白鎂與氧氣反應(yīng)的本質(zhì)；明白化合價(jià)與最外層電子的關(guān)系；3.知道化學(xué)科學(xué)的主要爭辯對象,明白化學(xué)學(xué)科進(jìn)展的趨勢；二、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：原子結(jié)構(gòu)模型的進(jìn)展演化

鎂和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)

難點(diǎn)：鎂和氧氣發(fā)生化學(xué)的本質(zhì)

三、設(shè)計(jì)思路

本課設(shè)計(jì)先讓同學(xué)描畫自己的原子結(jié)構(gòu)模型,繼而追隨科學(xué)家的腳步,通過溝通爭辯,逐步探討各種原子結(jié)構(gòu)模型存在的問題,并提出改進(jìn)看法,讓同學(xué)主動(dòng)參加人類探究原子結(jié)構(gòu)的基本歷程,同時(shí)也可體會(huì)科學(xué)探究過程的艱難曲折； 通過鎂和氧氣形成氧化鎂的微觀本質(zhì)的揭示,初步熟識化學(xué)家眼中的微觀物質(zhì)世界；四、教學(xué)過程[導(dǎo)入]觀看視頻：掃描隧道顯微鏡下的一粒沙子；今日我們?nèi)詫⑦M(jìn)入更加微觀的層次,明白人類對于原子結(jié)構(gòu)的熟識；你認(rèn)為我們可以通過什么樣的方法去熟識原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢？ 直接法和間接法,直接法努力的方向是觀看技術(shù)的提高和觀看工具的改進(jìn), 而間接法就依靠精致的試驗(yàn)和大膽的假設(shè)； 事實(shí)上直到今日即使借助掃描隧道顯微鏡也無法觀看到原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),所以在人們熟識原子結(jié)構(gòu)的過程中,試驗(yàn)和假設(shè)以及模型起了很大的 作用；一、中國古代物質(zhì)觀

[提出問題]我們通常接觸的物體,總是可以被分割的（折斷粉筆） ；但是我們能不能無學(xué)習(xí)必備 歡迎下載限地這樣分割下去呢？ [介紹]《中庸》提出：“語小,天下莫能破焉”墨家就提出：“端,體之無序最前者也； ”；惠施的人也說道“其小無內(nèi),謂之小一”；在英文里,如今被譯成“原子”的 Atom一詞,源于希臘語,它的字面上的意思是indivisible “不行分割” ；第一個(gè)把 Atom介紹到我國的是嚴(yán)復(fù)翻譯的 《穆勒名學(xué)》,他將其譯為“莫破” ；二、西方原子鼻祖[介紹]德謨克利特認(rèn)為就像用一塊塊磚頭砌墻一樣,物質(zhì)是由不行分割的原子構(gòu)成；道爾頓在《化學(xué)哲學(xué)的新體系》一書中指出：“化學(xué)的分解和化合所能做到的,充其量只是使原子彼此分別和再結(jié)合起來； 正如我們不行在太陽系中放進(jìn)一顆新的行星或毀滅一顆現(xiàn)存的行星一樣,我們不行能制造出或毀滅一個(gè)氫原子； ”這種觀點(diǎn)換作現(xiàn)在更好玩的說法,在化學(xué)反應(yīng)中原子既不會(huì)產(chǎn)生, 也不會(huì)被毀滅,他們只是被分開, 再重新組合,你鼻尖上的某個(gè)碳原子可能正是億萬年前恐龍尾巴上的呢；書中他系統(tǒng)地闡述了其原子學(xué)說；道爾頓的原子學(xué)說是建立在大量試驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上的,成功地說明白化學(xué)定律；當(dāng)然我們現(xiàn)在知道受當(dāng)時(shí)的科學(xué)進(jìn)展水平限制,這個(gè)理論仍有一些不完善的地方；三、湯姆生模型[介紹]到了19世紀(jì)末,由于電的發(fā)覺,化學(xué)家們有條件去爭辯物質(zhì)在通電條件下的性質(zhì)了；他們發(fā)覺將一些氣體裝在密封的玻璃管中,再抽氣使之比較淡薄,然后通上高壓電,會(huì)有一束射線從玻璃管的陰極通過氣體到達(dá)陽極,人們稱之為陰極射線；這種射線是什么呢？英國科學(xué)家湯姆生做了一系列試驗(yàn)：他發(fā)覺在電場或磁場的作用下該射線會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)（這就是現(xiàn)在我們家里電視機(jī)中的電子管的工作原理） ；他通過爭辯電場和磁場對該射線的作用,發(fā)覺這種射線帶負(fù)電,并測出了其電荷與質(zhì)量 之比,這個(gè)比值很大； Thomson又使用了不同的電極材料、在玻璃管中充入 不同的氣體,發(fā)覺所得射線的電荷與質(zhì)量之比都一樣；[提出問題]這些電子是那兒來的呢？為什么不管什么電極材料、什么氣體所得到的射線都一樣呢？其電荷與質(zhì)量之比很大又說明什么？這樣湯姆生提出了葡萄干面包模型,面包代表均勻分布的正電荷,電子就像葡萄干一樣嵌于其中；四、盧瑟福模型[介紹]幾乎是在湯姆生試驗(yàn)的同時(shí),居里夫人以及英國科學(xué)家盧瑟福等人開頭了對放射現(xiàn)象的爭辯；這其中對原子結(jié)構(gòu)的熟識貢獻(xiàn)最大的是盧瑟福的 α粒子散射試驗(yàn)；α粒子帶兩個(gè)單位正電荷,相對質(zhì)量為學(xué)習(xí)必備歡迎下載；盧瑟福將一束α粒子射向一4（現(xiàn)在我們知道它是氦原子核）張?zhí)厥獗〉慕鸩?又將涂有硫化鋅的屏幕放在其四周, α粒子撞在屏幕會(huì)產(chǎn)生熒光, 通過觀察各個(gè)方向的熒光, 盧瑟福發(fā)覺大多數(shù) α粒子穿過了金箔, 方向幾乎沒有任何變化； 但有一些α粒子在穿過后方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn),前面；仍有大約0.1％的α粒子甚至以不同角度被彈向金箔的[提出問題]假如依據(jù)湯姆生的葡萄干面包模型, 會(huì)這樣嗎？那該如何說明試驗(yàn)現(xiàn)象呢？1.為什么會(huì)被彈回來？應(yīng)當(dāng)是由于同種電荷間的斥力； 2.為什么只有 0.1%？只有少數(shù)α粒子靠近了正電荷,也就是說原子內(nèi)的正電荷不行能均勻分布, 它占據(jù)的空間必定很小, 原子應(yīng)當(dāng)有一個(gè)帶正電的核； 3.α粒子被彈回來了, 核卻沒有被彈出,可見金原子的原子核的質(zhì)量確定很大；盧瑟福的結(jié)論：原子內(nèi)大部分是空的,所以大多數(shù)α粒子得以穿過金箔；原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的區(qū)域,即原子核； 盧瑟福的原子模型很像行星環(huán)圍著太陽,因此當(dāng)時(shí)年僅型一起載入了化學(xué)史；五、波爾模型27歲的盧瑟福就和他的行星模[介紹]依據(jù)經(jīng)典的電磁場理論,電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)不斷產(chǎn)生電磁波,從而輻射出能量,離核越來越近,最終落在原子核上；行星模型不能穩(wěn)固存在？波爾爭辯了氫原子的光譜,看著 這些不連續(xù)的譜線,也就是特定的能量,他受到啟示,意識到這是由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的, 電子遠(yuǎn)離或者靠近原子核時(shí)應(yīng)當(dāng)是跳動(dòng)式變化, 也就是說,電子只能在一些特定的不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)； 舉個(gè)例子,你從樓梯上扔硬幣, 它只能落在某個(gè)臺階上,而不會(huì)停留在兩個(gè)臺階之間；波爾認(rèn)為在能量最低的軌道,電子運(yùn)動(dòng)可以看成是在“平地” 上的狀態(tài),這時(shí)不會(huì)釋放能量；一旦電子獲得了特定的能量,它就獲得了動(dòng)力,向上“攀登”一個(gè)或幾個(gè)臺階,到達(dá)一個(gè)新的軌道；當(dāng)然,假如沒有了能量的補(bǔ)充,它又將從那個(gè)能量較高的軌道上掉落下來,回到較低的軌道上； 同時(shí)釋放出相應(yīng)能量,對應(yīng)于其光譜線； 而從其次個(gè)臺階下來,或者從第三個(gè)臺階下來放出的能量不同, 也就對應(yīng)著一根根不同的譜線； 波爾將量子理論引入原子結(jié)構(gòu),掃清了原子穩(wěn)固性的問題；六、結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備性質(zhì)[提出問題]爭辯原子結(jié)構(gòu)是為了更好地懂得元素的性質(zhì),說明化學(xué)反應(yīng)的原理；比 如說,鈉能與氯氣猛烈反應(yīng), 生成白色的氯化鈉顆粒； 為什么鈉能在氯氣中燃燒？該如何說明學(xué)習(xí)必備 歡迎下載該反應(yīng)的原理呢？我們第一從微觀的角度來看這個(gè)反應(yīng)；這個(gè)反應(yīng)是如何進(jìn)行的呢？ 每個(gè)鈉原子一共有多少電子？為什么每個(gè)鈉原子失去一個(gè)電子？每個(gè)氯原子一共有多少電子？為什么每個(gè)氯原子得到一個(gè)電子？（核外電子分層排布）（8電子穩(wěn)固結(jié)構(gòu)）元素的化合價(jià)和什么有關(guān)？現(xiàn)在我們知道了化學(xué)反應(yīng)中元素化合價(jià)的變化與電子轉(zhuǎn)移有關(guān)； 大家有沒有注意原子得失電子后體積的變化？原子得電子變?yōu)殛庪x子后體積變大, 原子失電子變成陽離子后體積變?。粸槭裁磪⒓臃磻?yīng)的鈉原子和氯原子個(gè)數(shù)比是 1∶1？ 那么,如何說明鎂和氧氣的反應(yīng)呢？鎂與氯氣反應(yīng),樣的？為什么是 1∶2？七、奇妙的夸克

[介紹]其實(shí),人類對于原子結(jié)構(gòu)的熟識仍在進(jìn)展；生成的產(chǎn)物氯化鎂化學(xué)式應(yīng)當(dāng)是怎后來,又有科學(xué)家提出電子等微觀粒子就像光一樣,既是一種粒子,又有波的性質(zhì),電子等微觀粒子具有波粒二象性, 電子在核外運(yùn)動(dòng)像是一團(tuán)帶負(fù)電的云霧； 而原子核內(nèi)的質(zhì)子和中子又分別由夸克構(gòu)成；會(huì)也是由其它更基本的粒子組成呢？可夸克和電子就是基本粒子嗎？它們會(huì)不為進(jìn)一步探求原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu), 現(xiàn)在的科學(xué)家們又在使用著什么樣的手段呢？由于我們?nèi)?/p>