第三单元　人类对原子结构的认识教学设计(第二课时)

教案：《人类对原子结构的认识》 【教学目标】

1、通过对原子结构模型演变历史的了解，认识人类在探索原子结构奥秘过程中的作用；

2、通过对比分析，了解知道同位素、核素的概念；

3、掌握原子的构成及其定量关系，能用结构示意简图表示原子或离子的核外电子排布。

【课堂引入】

引入1：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展示图片），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。

引入2：先问大家一个常识性问题：洗了的衣服为什么会晒干？

[学生回答]：水蒸发，水分子扩散（也就是什么微粒向外扩散了？）

[教师讲述]：这说明水是由什么微粒构成的？

[学生回答]：分子

[提出问题]：是不是所有物质都是由分子组成的呢？

[展示图片]：Cu、食盐

[教师讲述]：很多化学物质都是由这三种微观粒子构成的。而分子又是由什么构成的（原子），离子又是带电的原子或原子团，所以有了对原子结构的认识就可以更好探索物质的组成、结构、性质及应用。原子大家熟悉吗？但人类对原子的认识和探索却已经历了2500多年的漫长历史，并且科学家为了使微观粒子形象化、具体化，用原子模型来表示原子，在初中大家已经了解到构建模型常常是帮助人们认识和理解一

些不能直接观察到的事物。科学家研究原子也是先建立原子模型，并且做了大量的实验，不断来完善、修正模型。今天这节课我们就一起来讨论原子结构模型的演变。

【知识建构】

引入：问“原子是大家非常熟悉的一个名词，你有没有思考过下列问题？”

⑴原子到底是一个什么“东西”？⑵科学家眼里的原子是怎样的？

⑶科学家是怎样探索原子结构的？原子结构模型的演变经历了哪几个阶段？各阶段对原子结构的认识各有什么样的特点？

【学习准备】

1、请大家回忆初中学过的知识及阅读教材P27-28的短文，针对下列几个问题分组讨论：

⑴人类对原子结构的认识经历了哪几种模型的演变？

⑵电子最早是由哪一位科学家发现？当时他提出的原子结构模型怎么样？

⑶卢瑟福是如何探索原子结构的？波尔的原子结构模型主要解释了什么问题？

⑷从原子结构模型的演变历史中你能得到什么启迪？

解答：

⑴

⑵汤姆生：原子带正电的部分均匀分布于整个原子，很小很轻的电子均匀浸泡在带正电的气氛中，正像葡萄干嵌在面包中那样。

⑶卢瑟福根据ａ粒子散射实验提出带核的原子结构模型等等。波尔的原子结构模型主要解释：电子

在原子核外空间内一定轨道上绕核作高速运动

⑷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。

【课堂学习】

学习活动1：探究原子核外电子排布：

问题1：原子核外电子运动与宏观物体的运动规律有什么不同？

解答：宏观物体的运动,它们都有确定的轨迹,我们可用宏观物体的运动规律准确的测出它们某一时刻所处的位置和运动速度,可以描画出它们的运动轨迹,而电子在原子核外很小的空间内做高速运动时,没有确定的轨迹,不能测出它们某一时刻所处的位置和运动速度,也不可以描画出它们的运动轨迹

问题2：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，很难与其他物质发生化学反应。镁原子和氧原子形成氧化镁的过程中原子核外电如何变化？从中你能得出什么结论？

解答：镁原子最外层两个电子易失去形成8电子稳定结构，而氧原子易得两个电子形成8电子稳定

结构；可以得到结论：①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；最终使最外层达到“稳定结构”。②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。③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。

问题3：Na、Mg、Al等活泼金属单质可与F2、O2、Cl2等活泼非金属单质发生化学反应。根据Na、Mg、O、Cl原子在反应过程中失去或得到电子的数目及其最外层电子数目，推断其氧化物和氯化物中元素的化合价，填入下表。

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）电子数目

失去1 失去2 得到2 得到1 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

波尔

原子结构模型

从中你能得出什么结论？

解答：①活泼金属元素化合价=原子最外层电子数

②活泼非金属元素化合价=原子最外层电子数—8

问题4：画出下列原子或离子的结构示意图

Na 、Mg 、Si、O 、F、Ca 、K+

、Cl-

；

解答：

知识归纳：核外电子排布规律

⑴核外电子总是尽可能先排布在能量

低的电子层，然后由里及外从能量低的电子层逐步向能量

的电子层排布；

⑵各电子层最多容纳的电子数为

2n2

（n为电子层）；

⑶最外层电子数不超过

8

个（K层为最外层时不超过2

个），次外层电子数目不超过18 个，（倒数第三层不超过

32

个）。

[重点突破]通过对原子结构模型演变的认识，引导学生分析原子核外电子排布，从中分析核外电子的规律。从规律中认识金属元素和非金属元素核外电子排布的特点，从而得出在化学反应中原子最外层电子发生变化的规律，应用此规律探究物质的化学式的书写方式和具体要求，并能找出院子的最外层电子数与元素化合价的关系。

学习活动2：探究原子核的构成

问题5：将有关原子的质子数和中子数之和填入下表，并与原子的相对原子质量作比较，你能得出什么结论？

原子

F Na Al 质子数（Z）

9 11 13 中子数（N）

10 12 14 质子数+中子数（A）

19 23 27 相对原子质量

18.998 22.990 26.982 解答：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。

知识归纳：原子核一般是由

质子和种子构成。

AZXqp+中各个字母的含义：A：质量数；Z：质子数；q：原子数目；p：微粒所带电荷。

重要关系式：原子：

原子序数

=核电荷数=质子数=原子核外电子数

质量数（A）= 质子数

+ 中子数

学习活动3：了解核素和同位素的概念

问题6：11H2 16O，12H2 18O ，

31H2

，12H2

，31H2

，16O2

上述微粒中有几种原子？几种分子？上述物质中有几种元素？

解答：有5种原子、三种分子、两种元素

知识归纳：决定元素种类的是质子数或核电荷数，而决定原子种类的是质子数和中子数。

我们把质子数相同，质量数或中子数不同的核素互称为同位素。

例如11H 、12H 、13H或612C 、613C 、614C。

[重点突破]在熟练掌握了院子的组成后，引导学生分析，当质子数相同而中子数不同时原子之间的关系，引出同位素的概念，并能分析得出同位素原子所具有的性质。

【学以致用】

1、道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用，他的学说中，包含有下述三个论点：①原子是不能再分

的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代的观点

看，你认为这三个论点中，不确切的

（

）

A．只有

③

B．只有①③

C．只有②③

D．有①②③

答案：D

2、用符号A、质子数；B、中子数；C、核外电子数；D、最外层电子数；E、电子层数，填写下列各空。

⑴原子种类由

决定；

⑵元素由

决定；

⑶相对原子质量由

决定；

⑷元素化合价主要由

决定；

⑸元素化学性质主要由

决定；

⑹核电荷数由

决定。

答案：⑴AB⑵A⑶AB⑷D⑸D⑹A

3、与氖原子具有相同电子数的微粒有哪些？

答案：分子：

HF、H2O、NH3、CH4、Ne；

离子：Na+、Mg2+、Al3+、F—-、O2—、NH4+、H3O+、NH2—、OH—等