第三单元　人类对原子结构的认识优质课教案

第三单元 人类对原子结构的认识

一、创设情境

引入课题

[展示] “北京奥运会”和“建国60年国庆”的图片

[引导]

2008年北京奥运会让我们感动,2009年祖国60华诞让我们骄傲,2010年我们又期待什么呢？

[学生] 上海世博会

[展示] “中国馆”和“原子球”的图片。

[讲述]

2010年上海世博会的标志性建筑是“中国馆”，表达了中国文化的精神与气质。而在1958年比利时布鲁塞尔世界博览会上，也有一个表现渴望人类和平利用原子能的一个标志性建筑——原子球。

[过渡] 原子真的是这样的形状吗？让我们把时光倒流，重新沿着科学家们探索的足迹再来认识一下原子结构的演变过程。

二、重温历史

提炼思想

[引导]

有请几位“科学家”上场，其他同学要认真观察，后面有问题等你解决。

[学生角色扮演]

学生甲：我是英国化学及物理学家道尔顿，我通过气体物理性质的研究，在1803年提出原子学说。我认为：物质都是由原子组成的，原子是一个坚实的而不可再分的“实心球”。

学生乙：我是英国科学家汤姆逊，虽然100多年来人们都认为原子是不可分的，但我始终坚信“万物是可无限分割”的哲学思想。

于是我做了大量的实验并于1903年由阴极射线管实验发现

“电子”，证明了原子是可以再分的。1904年我提出“葡萄干面包式”原子模型：质量和正电荷均匀分布，而电子均匀的镶嵌其中。

学生丙：我是汤姆生的学生——英国物理学家卢瑟福，我在1911年通过“a粒子散射实验”否定了老师的“葡萄干面包式”模型，提出“核式”原子模型。我认为：在原子中心有一个极小的核叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核做圆周运动，就象行星绕太阳一样。

学生丁：我是丹麦物理学家玻尔，卢瑟福的原子模型给了我很大的启发，1913年我结合量子理论提出了：电子只能在原子内稳定的轨道上运动，既核外电子分层排布运动的。

[分组讨论] 从原子结构模型的演变历史中，科学家运用了哪些科学研究方法？从中你们对科学研究过程又有哪些认识呢？

[学生归纳] 研究方法：模型法和实验法

研究过程：发现问题→提出观点→实验验证→得出结论（支持、修正、否定）

[引导]

汤姆生还提到一种哲学思想是什么？

[学生]

物质是可无限分割的。

[过渡] 既然如此，当卢瑟福发现原子核后，你觉得科学家还会提出什么猜想呢？

三、探究原子核组成

[引导] 原子核可再分吗？

[学生] 可分

[追问]

科学家用什么科学方法来证明？

[学生] 实验法

[追问]

下面请大家回顾初中知识“原子的组成”。

[学生] 原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成

[分组讨论]

同时科学家们也通过实验测出了各粒子的电量和质量。请比较下表各粒子的电量和质量的实验数据，证实了卢瑟福的哪些观点?由此又能得出粒子间的哪些数量关系？

原子的组成

质子

原子核

中子

核外电子

电量/C 1.602 x 10-19

0

1.602 x 10-19

质量/kg

1 .673 x 10-27

1.675 x 10-27

9.109 x 10-31

相对质量

1.007 1.008 1/1836 [学生归纳]

1、原子的全部的正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上。

2、电性关系：核电荷数=质子数=核外电子数

[引导]

小组合作完成教材31页的问题解决。

[学生汇报]

结束后请每组推荐一位同学汇报结果，提出没解决的问题。

1、

质子数和中子数之和约等于原子的相对原子量

2、199F

2311Na

2713Al 3、质量数（A）=质子数(Z)+中子数(N) [问题深入] 1、什么是质量数？引入“质量数”更好的表达了原子结构的哪个事实？

2、AZX的含义是什么？比起“元素符号表达”增加了哪些原子结构信息？

[问题解决]三种原子的质子数（Z）、中子数（N）、质量数

（A）分别为：

Z N A 1 0 1 1 1 2 1 2 3 用AZX表示情境中三种原子的组成。

这三种原子有何异同？属于同一种元素吗？它们之间是什么关系呢？

[学生汇报] 1、原子组成表示分别为：11H 、12H 、13H

2、质子数相同，中子数和质量数不同；同种元素；同位素。

[设问]

三种原子总称为氢元素，互称为同位素，各自又称为什么？

[讲述] 人们把具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为核素。

[问题解决] 1、到目前，已发现和人工制造出来的元素只有一百多种，而为什么核素却有2000多种呢？

2、请尝试用图示来描述元素、核素、同位素三者间的关系?

[学生展示、教师修正]

[过渡] 玻尔认为核外电子是如何分层排布运动的？那如何用形象的化学语言来表述呢？

四、探究核外电子排布

[讨论和实践] 讨论并尝试用形象的“化学用语”

来描述原子核外电子是分层排布(以含有6个电子碳原子为例）。

[学生展示和交流]

投影学生作品并交流各自意见

[教师点评和修正]

[追问] 哪种更简便？所以我们通常选择“原子结构示意图”来表示。

[展示] 电子排布错误的学生作品

[质疑] 为什么这些同学的排法不合理呢？电子排布到底要遵循什么规律呢？

[交流和讨论]观察教材P29页图1-27几种原子的核外电子排布，归纳核外电子分层排布的规律。

[学生归纳] 1、第一层最多排2个电子，第二层最多排8个电子，

最外层最多排8个电子。

2、稀有气体最外层是2个或8个，达到稳定结构。

[问题解决] 请画出Na、Mg、O 、Cl元素原子的结构示意图。

[问题解决] 请从原子结构角度提出可能的观点解释：镁原子与氧原子形成氧化镁的过程。

[问题引导]

1、镁原子、氧原子最外层几电子，稳定吗？如何趋向稳定呢?

2、镁离子、氧离子带相反电荷会吸引吗？

[学生归纳] 镁原子失去2电子形成镁离子，氧原子得到2电子形成氧离子，两带相反电荷的离子相互吸引形成稳定的氧化镁。

[问题引导] 用什么方法来证明此观点的正确性？

[讲述]

科学家通过实验证实氧化镁是由镁离子和氧离子组成的。

[理论应用]

分析钠与氯气形成氯化钠的反应过程。

[学生归纳] 钠原子失去1电子形成钠离子，氯原子得到1电子形成氯离子，两带相反电荷的离子相互吸引形成稳定的氯化钠。

[交流和讨论] 分析

MgO和NaCl的形成过程，你能从原子结构的变化分析中得出什么结论？

[学生归纳]1、在化学反应过程中，原子核不发生变化，原子的最外层电子数会发生变化。

2、活泼金属与活泼非金属反应时，活泼金属容易失去电子，而活泼非金属容易得到电子；使最外层达到“稳定结构”。

[交流和讨论] 分析NaCl、MgO中各元素的化合价，找出化合价与得失电子的数目的关系。

[学生归纳]

元素的化合价与其在反应中得失电子的数目有一定的关系。

五、课题小结和延伸

[过渡]

质子、中子能否再分呢？电子运动真的是分轨道的吗？

[展示] 夸克和电子云的图片

[讲述] 人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的…