第三单元　人类对原子结构的认识优秀完整教案

第三单元

人类对原子结构的认识

1-3-1原子结构模型的演变

【教学目标】

1、通过对原子结构模型演变历史的了解，认识假说、实验等科学方法在人类探索原子结构奥秘过程中的作用。

2、知道核外电子是分层排布的并了解1～18号元素的电子排布情况。

3、了解活泼金属元素和活泼非金属元素的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，并通过氧化镁、氯化钠的形成初步了解钠与氯、镁与氧气反应的本质。

【教学重点】

原子核外电子排布的一般规律

【教学难点】

元素化合价与原子核外电子数的关系

【教学过程】

[导入]化学家已经发现和创造了8220多万种化学物质，这么多的化学物质是由什么构成的？请同学们阅读P26图1-24，分析铜、氯化钠、水是由什么微粒构成的。

原子，是大家非常熟悉的一个名词，但人类对原子的认识和探索已经经历了2500多年的漫长历史，直到20世纪80年代，科学家用扫描隧道显微镜观察到物体表面的原子，才对原子结构有了进一步的认识。

[板书] 3-1原子结构模型的演变

[引入]原子是大家非常熟悉的一个名词，你是否思考过下列问题：

（1）原子到底是一个什么“东西”？

（2）科学家眼里的原子是怎样的？

（3）科学家是怎样探索原子结构的？有哪些科学家为探索原子结构作出了重大和贡献？

[交流与讨论]阅读下列短文，观察图1-22，请

你谈谈人类是如何认识原子结构的，从原子结构模型的演变历史中你能得到什么启迪？

[展示]图片1：原子结构模型的演变（图1-25）。

图片2：道尔顿和他的原子结构模型。

图片3：汤姆生发现电子，看出原子结构模型。

图片4：卢瑟福根据散射现象，提出带核的原子结构模型。

图片5：玻尔研究氢原子光谱，提出他的原子结构模型。

……

[板书]一、原子结构模型的演变

原子学说→原子结构→带核原子结构→原子核外的电子的运动

道尔顿

汤姆生

卢瑟福

玻尔

[归纳]从原子结构模型的演变历史，我们可以知道，事物是发展变化的，随着科学技术的进步，我们对世界万物的构成还会有更深刻的认识。

自从道尔顿提出原子学说后，人们又发现了电子，α粒子散射现象和氢原子光谱、量子力学等，已经知道，对于多电子原子，可以近似认为原子核外电子是分层排布的。

[板书]二、原子核外电子的分层排布

[展示]P28图1-30几种原子的核外电子排布示意图。

[思考]人们常用原子结构示意图表示原子的核外电子排布，如氧原子的结构示意图为

，镁原子的结构示意图可表示为

，请大家说出各部分所表示的含义。

[回答]圆圈表示原子核，+8（+12）表示核电荷数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层电子数。

[板书]1、原子结构示意图

[练习]画出1～18号原子的原子结构示意图。

H N

，He ，O ，Si

，Li

，F

，P

，Be ，Ne ，S

，B

，Na ，Cl

，C

，Mg ，Ar

。

，

，

Al

[提问]稀有气体（He、Ne、Ar等）的原子结构与此其性质有什么联系？

[归纳]稀有气体的最外层均达到8个电子（氦为2个）的稳定结构，稀有气体的性质稳定。

[讲述]通常，我们把最外层8个电子(只有K层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构。如稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。

[板书]2、稳定结构：最外层均达到8电子（或2电子，只有一层）。

[问题解决]在通常情况下，稀有气体由于原子核外电子排布达到稳定结构，很难与其它物质2+2-发生化学反应。将Mg、O的核外电子排布与氖原子的核外电子排布情况比较，从中你能得出什么结论？

[归纳]（1）离子的核外电子数均和Ne原子核外电子数相同；

（2）阳离子的正电荷数即为其失去的电子数，阴离子的负电荷数即为其得到的电子数；

（3）金属元素原子最外层电子数一般少于4个，易失去电子，带正电荷，显正价；而非金属元素原子最外层一般多于4个电子，易得到电子，带负电荷，显负价。

[问题解决] 1、金属Na、Mg能分别与非金属O2、Cl2反应生成氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯化物的化学式。

化学式分别为：Na2O、NaCl、MgO、MgCl2。

2、根据Na、Mg、O、Cl原子在反应中失去或得到电子的数目和该原子的最外层电子数目，推断其氧化物和氯化物中元素的化合价，将结果填表。

元素

Na Mg O Cl 化合价

+1 +2 -2 -1 原子最外层电子数目

1 2 6 7 失去（或得到）电子的数目

1 2 2 1 [小结] Na、Mg原子最外层分别有1个、2个电子，失去最外层电子后形成8电子稳定结构，呈现+1、+2价；O、Cl原子最外层分别有6个、7个电子，得电子后形成8电子稳定结构，呈现-2、-1价。

[板书]3、元素化合价与原子核外电子数的关系

金属元素易失电子，显正价，其化合价等于最外层电子数；非金属元素易得电子，显负价，其负化合价的绝对值等于8减去最外层电子数。

[课堂练习]K与Cl2反应时形成氯化物，K元素的化合价为

价，Cl的化合价为

价，

其化学式为

。

[课堂小结]本节课重点学习了原子结构模型的演变，了解人类探索原子结构的基本历程，了解科学家探索原子结构的艰难过程。让同学体会了科学探究过程的艰难曲折，体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。同时了解了原子核外电子排布的初步规律，解决了元素化合价与原子核外电子数的关系，清楚了元素化合物的化学式的形成过程。

[板书设计] 3-1原子结构模型的演变

一、原子结构模型的演变

原子学说→原子结构→带核原子结构→原子核外的电子的运动

道尔顿

汤姆生

卢瑟福

玻尔

二、原子核外电子的分层排布

1、原子结构示意图。

2、稳定结构：最外层均达到8电子（或2电子，只有一层）。

3、元素化合价与原子核外电子数的关系

金属元素易失电子，显正价，其化合价等于最外层电子数；非金属元素易得电子，显负价，其负化合价的绝对值等于8减去最外层电子数。

1-3-2

认识原子核

【教学目标】

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、

能根据原子组成符号判断原子的构成。

3、

知道同位素等概念。

4、

知道化学科学的主要研究对象，了解化学学科的发展趋势。

【教学重点】

原子结构、质子数、中子数、质量数及核电荷数之间的关系。

【教学难点】

元素、同位素、核素之间的关系。

【教学过程】

[你知道吗]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]1-3-2原子的构成

一、原子结构

质子原子核

中子

原子

核外电子

[展示] 构成原子的粒子及其性质

构成原子

的粒子

电性和电量

质量/kg 相对质量

电

子

1个电子带1个

单位负电荷

9.109×10－31 质

子

1个质子带1个

单位正电荷

1.673×10－27 中

子

不显电性

1.675×10－27 1/1836（电子与质子质量之比）

1.007 1.008 [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：

[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

[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。

A 在化学上，我们用符号

Z

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：A

X Z [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。

[练习] A Z

粒子符号

①O ②Al ③Ar ④Cl ⑤H 质子数（Z）

8

18

中子数（N）

24 22

质量数（A）

18 27

用

X表示为

35 17 Cl H 1 1

[归纳]由以上计算我们可得出，组成原子的各粒子之间的关系可以表示如下：

质子

Z个

[板书]

原子核

中子

N个=（A－Z）个

A

原子ZX

核外电子

Z个

[设问]同种元素的原子具有相同的质子数，但中子数不一定相同。那么我们怎样来称呼这些微粒呢？请同学们阅读课本P32后回答。

3 1 2 [讨论与归纳]核素，如三种氢原子：

，分别用符号H、D、T表示。

1 H

、

1 H

、

1 H[板书]二、元素、同位素、核素

1、元素：具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称。

2、核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为核素。

3、同位素：质子数相同、质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。

[讨论] 元素、同位素与核素有什么关系？

[归纳]（1）同种元素可以有若干种不同的核素。

（2）同位素是同一元素的不同核素之间的互相称谓，不指具体的原子。核素是指具体的某一原子。

关系如图：

核素1

核素2

同位素

元素

[讲述]12C是一种核素，而不是一种同位素，12C、13C、14C是碳元素的三种核素，互为同位素。

[注意]（1）同种元素的不同核素和其它原子形成不同分子，如：D2O重水、T2O超重水。

（2）同种元素的核素的物理性质不同，但化学性质基本相同。

（3）同种元素的各种核素的原子百分比一般不变。

[总结]本节课我们重点讲了原子结构及构成原子的各粒子之间的关系及其性质。它是几代科家经过近半个世纪的努力才得出来的结论。

[板书设计]3-2原子的构成

一、原子结构

质子

Z个

A原子ZX 原子核

中子

N个=（A－Z）个

核外电子

Z个

1、核电荷数(Z)＝核内质子数＝核外电子数

2、质量数(A) ＝质子数(Z)+中子数(N

A 3、原子符号：

Z X 4、阳离子所带电荷数＝质子数－核外电子数

阴离子所带电荷数＝核外电子数－质子数

二、元素、同位素、核素

1、元素：具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称。

2、核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为核素。

3、同位素：把质子数相同、质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。