1、第三單元 人類對原子結構的認識學情分析：在初中科學中，學生已經(jīng)初步了解原子結構模型的演變歷史，知道原子是由原子核和核外電子構成的，知道原子核是由質子和中子構成的，初步了解質子、中子、電子的質量、電性關系；已初步了解元素和同位素的概念及同位素的應用。核外電子的排布規(guī)律和原子結構示意圖的書寫在科學教材中未涉及，但在初高中銜接教育中已作初步講解，學生基本可以學出118號元素的原子結構示意圖。教材分析：本單元的編排在化學學習中起到承前啟后的作用。在前兩個單元中，學生已經(jīng)認識到了化學世界物質的精彩紛呈，了解到了研究物質的實驗方法的多樣性。在有這些知識的基礎上，通過本單元的學習，將學生從宏觀的物質世界帶入

2、化學的微觀世界。在本單元中主要介紹原子結構模型的演變和原子的構成等內容，再在化學2中系統(tǒng)學習原子核外電子排布和元素周期表的知識。三維目標：知識與技能：1 了解原子結構模型演變的歷史。2 了解鈉、鎂、氧等常見元素原子的核外電子排布情況，知道它們在化學反應中通過電子得失使最外層達到8電子穩(wěn)定結構的事實。通過氧化鎂的形成了解鎂跟氧氣發(fā)生化學反應的本質。3 了解原子是由原子核和核外電子構成，絕大多數(shù)原子的原子核是由質子和中子構成的。能根據(jù)原子組成符號判斷原子的構成。知道核素、同位素等概念。過程與方法：1. 通過了解原子結構模型演變的歷史，讓學生體驗科學家探索原子結構的艱難過程，認識實驗、假說、模型等科

3、學方法對化學研究的作用。2通過學生自主討論原子中質子、中子、電子及質量數(shù)之間的關系，培養(yǎng)學生分析處理數(shù)據(jù)的能力。3通過氧化鎂形成過程的分析，以及化合物的化學式的書寫，讓學生學會推理、歸納的方法。情感、態(tài)度和價值觀： 從科學家探索物質構成奧秘的史實中體會科學探究的過程和方法，并培養(yǎng)學生對科學探索的熱愛。通過氧化鎂形成過程的分析，讓學生從宏觀走向微觀，領悟化學反應的本質。教學重點： 1構成原子的微粒之間的量的關系。 2化學反應中原子核外電子排布的變化，化合價與得失電子數(shù)、最外層電子數(shù)的關系。教學難點： 化學反應中最外層電子的變化，以及化合價與得失電子數(shù)、最外層電子數(shù)的關系。課時安排： 1課時教學過

4、程： 【引入】同學們，你們知道在世界史上最早提出“原子”這一名詞的人是誰嗎？（學生中會有人說道爾頓、德謨克利特）對，在公元前5世紀，古希臘哲學家德謨克利特就提出了哲學概念上的“原子”這一名詞，他認為物質是由不可分割的微粒即原子構成的。在希臘語中，原子就是“不可分割的”意思。那么，現(xiàn)代意義上的原子又是什么呢？【投影】掃描隧道顯微鏡下的硅晶體、以及在掃描隧道顯微鏡下用原子書寫的 “中國”圖片?！局v述】這是我們借助先進的掃描隧道顯微鏡觀察到得原子的表面，那原子的內部結構又如何呢？據(jù)報道，英國耗資3.8億英鎊、占地5個足球場的超級顯微鏡，能觀察到原子的內部結構，此項研究正在進行之中。當然科學家經(jīng)其他實

5、驗研究已證實，原子是由更小的微粒構成的。顯然，從2500年前的古希臘到今天，“原子”的意義已經(jīng)發(fā)生了明顯地變化。那么，2500年來，科學家是怎樣探索原子的結構的呢？原子結構模型的演變經(jīng)歷了哪幾個階段？又有哪些科學家對此作出了卓越貢獻呢？請同學們快速閱讀課本第2728頁的交流與討論，并找到重要的科學家及他們的主要觀點?！緦W生】學生閱讀?！景鍟吭咏Y構的認識過程【講述】好，閱讀完了，大家對人類探索原子結構的過程應該有了一個初步的了解。接下去，就讓我們一起沿著科學家探索原子結構的足跡來認識原子。那對此作出重要貢獻的科學家有哪幾位呢？【講述】在近代化學史上，最早提出原子結構模型的人是道爾頓，在180

6、3年，提出了具體的原子模型，建立了近代原子學說。那道爾頓的主要觀點是什么呢？【學生】（集體回答）物質是由原子構成的，原子是不可分割的實心球體?！局v述】可是，在1897年，湯姆生在實驗中發(fā)現(xiàn)了電子，并且發(fā)現(xiàn)電子是帶負電荷的，且質量非常的小。由于原子呈電中性，所以湯姆生認為原子中的正電荷是均勻地分布在整個原子中，而帶負電荷的電子則鑲嵌其中，正負電荷總數(shù)相等。于是于1904年提出了被稱為“葡萄干面包式”的原子結構模型。【講述】科學探索的腳步并沒有停止，1911年英國物理學家盧瑟福在做粒子散射實驗時發(fā)生意想不到的現(xiàn)象?！就队啊苛Ｗ由⑸鋵嶒瀳D片【提問】從這一實驗現(xiàn)象中，你能得出什么結論？【學生】1、原子

7、的大部分體積是空的。2、中間有一個幾乎集中了所有原子的質量且體積很小的粒子原子核。原子核：核外電子【板書】盧瑟福：原子【投影】盧瑟福的主要觀點：1、原子的大部分體積是空的。2、中間有一個幾乎集中了所有原子的質量且體積很小的粒子原子核。3、電子隨意地圍繞著一個帶正電荷的很小的原子核運轉?！具^渡】后來，盧瑟福和他的學生經(jīng)過進一步的實驗研究證實，絕大多數(shù)的原子核是由（1919年）質子和（1932年）中子構成的，并且發(fā)現(xiàn)質子帶一個單位的正電荷，而中子不顯電性。質子中子【板書】 原子核【過渡】那么構成原子核的質子、中子以及與核外電子之間有何聯(lián)系呢？由于原子呈電中性，由此可見原子中，電子數(shù)=質子數(shù)。結合盧

8、瑟福的粒子散射實驗和表中的數(shù)據(jù)，請思考：【投影】質子中子電子質量/kg1.67310-271.67510-279.10910-31相對質量1.0071.0081/1836信息提示：質量數(shù)：將原子核內所有的質子和中子的相對質量取整數(shù)，加起來所得到的數(shù)值。相對質量：質子、中子的質量與C-12原子質量的1/12相比較所得的數(shù)值。【投影】原子的質量與質子、中子的質量關系原子的相對原子質量與質子、中子的相對質量的關系原子中質子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)和質量數(shù)之間的關系【學生】學生代表回答結論。 原子的質量所有質子的質量+所有中子的質量 原子的相對原子質量所有質子的相對質量+所有中子的相對質量 質量數(shù)=質子數(shù)+

9、中子數(shù) 質子數(shù)=電子數(shù)【板書】1、原子中：質子數(shù)=電子數(shù)質量數(shù)（A）=質子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）原子的相對原子質量【追問】那在離子中，這些等式關系還成立嗎？【板書】離子中：質子數(shù)=電子數(shù)電荷數(shù)【過渡】不同原子中，質子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)是不同的，那能否用一個符號準確地表示出一個原子的具體組成呢？【講述】在這里我們可以用原子的組成符號來表示,其中X表示元素符號，Z表示原子的質子數(shù)，A表示原子的質量數(shù)。【板書】【講述】如C-12可以表示為： 【副板書】【講述】從這個式子中，我們可以看出該C原子核內有6個質子和6個中子，核外有6個電子。【講述】接下去，同學們一起來看一下2組原子組成符號，請仔細分析它們

10、有什么特點?！就队啊?【學生】它們的質子數(shù)相同，但質量數(shù)不同，所以應該是同一種元素的不同原子，互為同位素。【講述】分析得很好。【投影】元素：具有相同質子數(shù)的同一類原子總稱；核素：具有一定質子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。質子數(shù)相同，質量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素互稱為同位素?！咎釂枴客凰卦拥慕M成不同，那它們的物理性質是否相同？ 比如、它們的性質一樣嗎？在考古斷代中就利用了的【講述】很好。利用某些同位素的放射性，我們已經(jīng)將同位素廣泛地應用于醫(yī)學、工業(yè)、農業(yè)、能源和科學研究等各個領域，甚至是國防事業(yè)。說到國防，我們自然會想到核武器，大家知道現(xiàn)在全球局勢最緊張的兩個地區(qū)是伊朗和朝鮮，都與“核”有關?！?/p>

11、投影】“朝核危機”已引起全球矚目，其焦點是朝鮮核電站采用輕水反應堆還是重水反應堆。重水反應堆核電站在發(fā)電的同時還可以生產出可供研制核武器的钚-239()，這種可由鈾-239()，經(jīng)過多次衰變而得，下列有關與的說法中正確的是（ C ）A二者互為同位素 二者是同一種核素二者具有相同的質量數(shù) 二者具有相同的中子數(shù)【過渡】從盧瑟福的核式模型，我們充分認識了原子核的結構，由原子核我們認識了核素、同位素，那么核外電子又是如何運動的呢？真的像盧瑟福所說的：電子隨意地繞核作高速運轉嗎？【講述】不是的。盧瑟福的學生玻爾和奧地利物理學家薛定諤在進一步的實驗和理論研究基礎上，又分別在913年提出了軌道模型，在192

12、6年提出了電子云模型。他們都認為，電子在核外是按一定的規(guī)律排布的?！局v述】通常我們用原子結構示意圖形象地表示原子的核外電子排布，比如： 【講述】請同學們寫出下列6種原子的結構示意圖。 Ne O Na Ar Mg SHe Ne Ar H O MgN Na S【投影】【提問】從原子結構示意圖中，你能發(fā)現(xiàn)核外電子的排布具有怎樣的規(guī)律？【學生】原子核外電子是分層排布的，其中第一層最多只能排2個電子，第二層最多只能排8個電子，最外層不超過8個電子?！景鍟?、規(guī)律：電子是分層排布的。【過渡】那原子的核外電子排布與元素的性質有何聯(lián)系呢？【投影】稀有氣體性質穩(wěn)定，很難與其他物質發(fā)生化學反應。【學生】因為稀有

13、氣體的最外層電子達到了2電子或8電子的穩(wěn)定結構，所以很難與其他物質發(fā)生反應?！局v述】分析得很正確。也就是說當原子的最外層達到2電子或8電子的結構時，它就會變得非常穩(wěn)定。從中你能得出什么結論？【投影】鎂原子能與氧原子結合形成氧化鎂?！局v述】那請同學們觀察鎂原子和氧原子結合形成氧化鎂的過程中原子核外電子的變化情況，解釋第2個事實，【提問】Mg、O的原子核外電子排布有什么特點？ Mg、O在反應中表現(xiàn)出什么性質？在化學反應中哪部分微粒發(fā)生了變化？說明元素的性質主要取決于什么？從Mg、O你能想到哪些類似的原子？在結構上、性質上有何特點？【學生】因為鎂原子和氧原子的最外層電子數(shù)均少于8個，所以不穩(wěn)定，有形

14、成8電子穩(wěn)定結構的趨勢。在化學反應中，鎂原子失去最外層的2個電子，生成+2價的鎂離子，達到8電子的穩(wěn)定結構，而氧原子最外層則得到2個電子，達到8電子的穩(wěn)定結構，生成2價的氧離子，鎂離子和氧離子結合生成了穩(wěn)定的化合物氧化鎂?！緦W生】在化學反應過程中，原子的最外層電子數(shù)發(fā)生變化，而原子核不發(fā)生變化。元素的化學性質主要取決于最外層電子數(shù)?！緦W生】像鎂原子這樣的最外層電子數(shù)較少的，較易失電子，像氧原子這樣的最外層電子數(shù)較多的，較易得電子，從而形成穩(wěn)定的電子層結構。【板書】最外層電子數(shù)典型金屬4易失電子正價典型非金屬4易得電子負價【過渡】鎂條在氮氣中也能燃燒，生成氮化鎂，你能寫出氮化鎂的化學式嗎？【學生

15、】學生書寫。【講述】要正確書寫物質的化學式，就必須知道元素的化合價，那化合價又和什么有關呢？請同學們填寫下列表格，并分析化合價與得失電子數(shù)、最外層電子數(shù)的關系。【投影】 一些元素的原子得失電子的情況元素化合價原子最外層電子數(shù)目失去（或得到）電子的數(shù)目NaMg2O6Cl-1【學生】學生完成表格，并討論化合價與得失電子數(shù)、最外層電子數(shù)的關系?！緦W生】金屬元素的原子失電子顯正價，正化合價=失電子數(shù)=最外層電子數(shù)；非金屬元素的原子得電子顯負價，=得電子數(shù)=8最外層電子數(shù)?！就队啊孔钔鈱与娮訑?shù)典型金屬4易失電子正價=失電子數(shù)=最外層電子數(shù)典型非金屬4易得電子=得電子數(shù)=8最外層電子數(shù)【過渡】由此可見，結

16、構不同，性質不同，結構決定性質。剛才，我們沿著人類探索原子結構的足跡，深入的認識了原子內部的結構，知道原子由原子核和核外電子兩部分構成，絕大多數(shù)的原子核是由質子和中子構成的，那么人們對于原子結構的認識是否就到此為止了呢？質子、中子是否就是構成原子的最小微粒呢？【板書】發(fā)現(xiàn)夸克【投影】夸克的發(fā)現(xiàn)史【講述】隨著科技的發(fā)展，人類不僅在地球上探索微觀世界，更把目標投向了整個宇宙?！就队啊棵绹纫恍﹪野l(fā)射的航天器將我國研制的磁譜儀帶入太空，其目的是探索反物質。反物質的主要特征是電子帶正電荷，質子帶負電荷。請寫出反氫原子和反氧原子的原子結構示意圖。 【投影】科學家最近發(fā)現(xiàn)一種只由四個中子構成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱之為“零號元素”。下列有關“四中子”粒子的說法中錯誤的是( C ) A.該粒子不顯電性 B.該粒子的質量數(shù)為4 C.在元素周期表中與氫元素占同一位置D.該粒子質量比氫原子大【講述】隨著科學技術的發(fā)展，人類對于原子結構的認識還在不斷地深入，夸克會是構成物質的最小微粒嗎？誰也不知道物質世界的至小盡頭會在何處？這個謎底正等待著在座的各位同學去揭開，也許你就是未來的諾貝爾獎獲得者。人類在微觀的世界里繼續(xù)探索前行【結束語】這堂課，我們沿著科學家探索原子結構的過程，認識了