第三单元　人类对原子结构的认识教学设计一等奖

人类对原子结构的认识的教案

一、教学设计思路

根据STS理念以及高中化学实验探究的基本要求，制定教学设计方案。对于这部分内容，主要采取多媒体演示、师生互动和教师讲授等教学方式。具体思路是：首先创设情景引出最初的原子概念，进而引导现在的原子概念（展示原子的图片）。进一步，补充原子结构模型的演变过程，引到现在人们认识的原子（1~18号元素的核外电子分成排布及原子结构示意图的意义）。通过镁与氧气的反应知道最外层达到8电子稳定结构的事实，并推知其它常见离子化合物及元素化合价。接着介绍组成原子的三种微粒及它们之间的联系并核素、同位素的概念。最后，形成性练习巩固本节知识。

二、前期分析

学习内容分析

“人类对原子结构的认识”选自苏教版化学一专题一第三单元的内容。《学科指导意见》要求：①通过了解原子结构模型演变的历史，体验科学家探索原子结构的艰难过程，认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。②了解部分典型元素原子的核外电子排布，并能用原子结构示意图来表示。知道活泼金属和非金属原子在化学反应过程中通过电子得失使最外层达到稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。

本课时的教学在于使学生了解原子结构模型的演变历史，同时“认识假说一模型一实验等科学方法对化学研究的作用”，而至于核外电子的排布规律等知识只要求学生了解原子核的构成、核外电子的分层排布、最外层电子与化学性质的关系等最基础的内容，而对原子结构方面的其他知识则在《化学2》和《物质结构与性质》等高中化学其他模块才进行教学。在教学结构中,是教材重要的组成部分,是知识信息的载体。本专题是关于基本概念的教学, 学生通过学习掌握原子结构,核电荷数,质子数,核外电子数及其相互关系和原子核外电子排布的初步知识基础，进一步理解微粒间作用力和分子空间结构知识,是比较枯燥,抽象的,因而难以理解.通过对本专题的学习，学生能够进一步了解元素性质与其原子结构的关系,并为后面的晶体和轨道杂化的教学提供一些说理性的依据.这对于学生以后的学习有着极为重要的意义. 学习者分析

1．分析学生已有的认知水平和能力基础

经过初中（原子结构模型的演变、原子的构成、同位素知识在初中科学课程中已涉及，且对于1~18号元素有一定的了解）和前两单元的学习，学生已经认识到化学世界的精彩，了解到研究物质的方法的多种多样，有了一定的原子结构知识，在这些基础知识的基础上引入原子结构的内容，应为水到渠成。

2．分析学生学习本课可能遇到的困难和问题

（1）、不能很好的理解镁和氧气发生化学反应的本质，从而不能很好推知其它常见离子化合物的形成原因；

（2）、不能很好的理解原子在化学反应中通过电子得失而形成相应的稳定结构；

（3）、学生对夸克等不宜扩展的内容作过多纠缠。

教学重点：

（1）、原子结构示意图的认识；

（2）、理解镁和氧气发生化学反应的本质；

（3）、构成原子核的各种微粒及其特性。

教学难点：

从氧化镁的形成推知其它常见离子化合物的形成原因，即原子在化学反应中通过电子得失而形成相应的稳定结构。

三、教学目标

1、知识与技能

（1）、了解氢、氧、镁常见元素原子的核外电子分层排布情况；

（2）、通过氧化镁的形成，了解镁与氧气反应的本质；

（3）、掌握构成原子的粒子间的关系并能根据原子组成符号判断原子的构成；

（4）、知道核素、同位素的概念。

2、过程与方法

（1）、充分利用教材提供的图片、图表等资料，并结合多媒体辅助教学，化抽象为直观；

（2）、在创设的情景下，学生通过讨论与交流，自主学习、自主得出结论；

（3）、以氢、氦、氧、等为例，通过交流研讨、总结归纳，认识原子结构与物质发生化学变化的关系，并在解决实际问题的过程中强化对这种关系的认识。

3、情感态度与价值观

（1）、从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，并培养学生对科学探索的热爱；

（2）、通过对原子结构模型演变过程的学习，了解科学家探索原子结构的艰辛，体验科学实验，科学思维对创造性工作的重要性。

四、教学准备

多媒体课件、一根玻璃棒

五、教学过程

导入新课

【情景设计：展示一根玻璃棒】

如果使用合适的工具，把玻璃棒不断地彻割，最终将留下细小的微粒。从思辩的角度分析，该微粒还能否被彻割？

【生】：不能被彻割

【师】：该微粒即具有不可切割性。这就是2000多年前人类所思考的问题之一。其中古希腊的哲学家德谟克利特就把这种具有不可切割性的微粒称为原子。那么，现代意义上的原子又是什么呢？（展示图片：晶体硅及用隧道扫描显微镜观测到的硅晶体表面）

推进新课

【师】：从古希腊到现代，“原子”的意义已发生了明显的改变，那么，你想不想知道：从古希腊到现代，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？

学生首先自学教材内容，了解相关内容后，我通过投影展示的同时和学生们一起讨论、回答之前的提问（这里体现情感态度与价值观方面）。

【师】：通过对原子结构模型探索，现在我们已经知道，原子是由原子核与核外电子构成的，对于多电子原子，可以近似认为原子核外电子的分层排布的。为了形象地表示原子的结构，根据电子层数，每层排的电子数，我们可以用原子结构示意图方便简明的表示。

投影展示1~18号元素的原子核外电子排布示意图（选几个解释图的含义）。

【师】：人们认为最外层电子具有8个（只有一个电子层时有两个电子）的结构，属于稳定结构。化学上，结构决定了物质的性质，一般最外层电子不满足8电子稳定结构，会想尽办法使自己达到稳定，就会发生化学反应，因而稀有气体像氦、氖、氩，很难与其他物质发生反应。接下来，我们看看镁原子与氧气原子形成氧化镁的过程中原子发生了哪些变化。

观察图1-28，镁失去最外层的两个电子形成Mg2＋，氧原子等到两个电子形成O2－，Mg2＋和O2－结合成化合物氧化镁，而Mg2＋和O2－都具有和氖原子同样的核外电子排布，也就是说最外层电子达到稳定结构。

【师】：根据镁与氧气的反应，举一反三，小组讨论课本30页“问题解决”的问题1。

过渡：原子都有使自己达到稳定结构的倾向，就会表现为得失电子，同时化合价也会发生变化。那元素的化合价与它在反应中失去或得到电子的数目存在什么关系呢？请同学们共同探讨“问题解决”的问题2。

小结：原子的化合价、最外层电子数和化学反应中得失电子数之间的关系，总结一般金属元素和非金属元素的性质。

过渡：从上面可以看出化学反应中有电子的转移，但我们不会说原子核怎么样。那原子核是什么呢？原子又是什么？接下来我们来看看它们。

【师】：原子是化学变化中的最小微粒。但原子是由原子核与核外电子组成。电子带负电，原子核带正电，整个原子不显电性。绝大多数的原子的原子核由质子和中子构成但1H却没有中子，只有一个质子。所以质子是带正电的。经过大量的科学证明中子是不带电的。因为原子不显电性，所以原子核内的质子数与原子核外电子数相等。

过渡：质子、中子和电子是构成原子的三种微粒。学生阅读表1-7，对比他们之间的差异，更好的理解它们

【师】：构成原子的三种微粒质量上有什么不同呢？

【生】：电子质量很小，中子和质子质量几乎相等，且很大。

【师】：是的。核外电子很轻，相差好几个数量级，可以不计其质量，所以原子质量主要集中在原子核上。请同学们快速完成“问题解决”的1。大家有发现什么吗？

【生】：质子数与中子数的和近似与相对原子质量。

【师】：是的，因为质子和中子的相对质量约等于1。为了更好的表示原子核内的组成，我们一般可以用ZAX表示。X表示元素符号，Z表示原子的质子数，A表示核内中子和质子的总和。（练习几个，用ZAX表示）

【师】：写了这么多，很容易看出原子的质子数=原子的核外电子数=Z,质量数=质子数+中子数。

【师】：没一个原子具有特定质子数与种子数，所以人们把具有一定质子数和中子数的一种原子称为一种核素。具有相同质子数的原子统称为同一种元素，同一种元素在元素周期表中占有同一个位子。同一种元素，但中子数不同的原子，不是同一种核素。就像氢元素存在氕1H、氘2H、氚3H三种原子，它们的中子数分别为0、1、2。他们是同一种元素的不同原子，互为同位素。我们把质子数相同、中子数不同的核素互称为同位素。

最后：通过做课本34页的“练习与实践”1、2、3、4对本课的内容进行巩固。

六、形成性练习

1、某元素的核电荷数是电子层的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，试画出该元素的原子结构示意图。

答：该元素为磷元素，外层电子排布为2、8、5

2、X、Y、Z三种元素，其核电荷数均小于20，X原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，Y原子的次外层电子数是最外层电子数的2倍，Z原子的次外层电子数是最外层电子数的4倍，则三种元素分别是：

答：X电子排布是2、4是碳元素，Y电子排布是2、8、4是硅元素2、1是锂元素，Z电子排布是2，8，2是镁元素。

七、板书设计

人类对原子结构的认识

一、原子结构示意图

二、最外层8电子稳定结构

三、得失电子与化合价的体现

四、原子核的组成及其质量关系

1、子的质子数=原子的核外电子数=Z 质量数=质子数+中子数。

2、ZAX表示的含义

Mg2+

五、核素、同位素