人類對原子結構的認識教案

人類對原子結構的認識教學目標1)知識與技能：1、通過了解原子結構模型演變的歷史，2、了解部分典型元素原子的核外電子排布3、通過氧化鎂的形成知道化學反應的本質(zhì)。4、知道原子的構成，核素、質(zhì)量數(shù)、同位素的概念。2)過程與方法：1、從氧化鎂的形成推知其它常見離子化合物的形成原因。2、能用原子結構示意圖來表示核外電子排布。3、掌握質(zhì)量數(shù)和元素符號的表示法，構成原子的粒子間的關系，各種粒子間的求算方法。3)情感態(tài)度與價值觀：1、體驗科學家探索原子結構的艱難過程，認識實驗、假說、模型等科學方法對化學研究的作用。2、養(yǎng)成觀察能力和抽象思維能力，樹立世界的物質(zhì)性、物質(zhì)的可分性的辨證唯物主義觀點。教學重難點1、重點：鎂和氧氣發(fā)生化學反應的本質(zhì)原子在化學反應中通過電子得失形成穩(wěn)定結構的過程；構成原子的粒子間的關系及核素、同位素的概念。2、難點：鎂和氧氣發(fā)生化學反應的本質(zhì)；構成原子的粒子間的求算方法；元素、核素、同位素之間的關系及概念的區(qū)別，教學過程【引入】展示一張荷葉上水滴的美圖，提問：在你眼里看到的是什么？【學生活動】水滴【教師活動】沒錯，但是在科學工作者的眼里，它是由許多的水分子構成的。那么，為什么人們熱衷于探究物質(zhì)內(nèi)部的結構？因為結構是決定物質(zhì)性質(zhì)的，而性質(zhì)就直接關乎物質(zhì)的用途?；貞浺幌拢嘿彸晌镔|(zhì)的基本粒子有哪些？【學生活動】分子、原子、離子?！窘處熁顒印慷肿佑质怯稍訕嫵傻?，離子又是帶電的原子或原子團，而原子，則是大家都非常熟悉的一名詞，但人類對原子的認識和探索已經(jīng)歷了2500多年的漫長歷史，直到20世紀80年代，科學家用掃描隧道顯微鏡觀察到物體表面的原子，才對原子結構有了進一步的認識，為什么人類早期對原子結構的探索如此艱難呢？下面，我們就來了解原子結構模型的演變過程?！景鍟恳弧⒃咏Y構模型的演變【教師活動】人們對物質(zhì)微觀結構的探究有著漫長的歷史，早在公元前5世紀，古希臘哲學家德謨克利特就指出物質(zhì)是由很小的不可分割的粒子構成，首次提出原子的名稱。后來隨著社會發(fā)展科技進步，人們對原子結構的認識層層深入，逐漸清晰起來?！咀灾鏖喿x】下面請同學們自主閱讀教材27-28頁“交流與討論”中的內(nèi)容，在閱讀的過程中歸納：原子結構模型的演變有那幾個階段？每個階段的代表人物是哪位科學家？其主要觀點是什么？【多媒體演示】模型道爾頓湯姆生盧瑟福玻爾量子力學年代18031904191119131926依據(jù)元素化合時的質(zhì)量比例的關系發(fā)現(xiàn)電子α粒子散射氫原子光譜近代科學實驗主要內(nèi)容原子是不可再分的實心小球葡萄干面包式含核模型行星軌道式原子模型量子力學【PPT】道爾頓（原子學說）湯姆生（西瓜模型，發(fā)現(xiàn)電子）盧瑟福（核式，發(fā)現(xiàn)原子核）波爾（軌道模型，H光譜）盧森堡等人（電子云，量子力學）【教師活動】科學的探索道路是艱辛漫長的，認識是不斷深入，不斷進步的。后4位科學家，都為師生關系。能站在前人的肩膀上，大膽突破，推陳出新，這就是科學工作者的氣質(zhì)。今天我們也要站在巨人的肩膀上，來進一步學習原子結構?！咎釂枴渴紫日埓蠹一貞浺幌?，原子是由什么構成的？【學生活動】原子是由原子核和核外電子構成的。【教師活動】閱讀課本P29圖1-27幾種原子的核外電子排布，回答多電子原子的核外電子排布的規(guī)律?！緦W生活動】原子核外電子是分層排布的，原子的核外電子數(shù)越多，占據(jù)的電子層越多。【教師活動】為了更形象簡單地表示某種原子的核外電子排布，我們可以用“原子結構示意圖”來表示原子的結構。以Mg為例，結合板演分析講解原子結構示意圖的畫法。2282+12【板書】Mg【講解】其中核電荷數(shù)前面的正號表示原子核帶正電，而核外電子的第一層、第二層、第三層分別叫做K層、L層、M層。【練習】那么下面，就請同學們拿出紙筆，根據(jù)大屏幕上的1—18號元素的核外電子排布，寫一下除了書上這幾種元素以外的元素的原子結構示意圖。【PPT】1~18號元素原子結構示意圖，讓學生校對自己寫的結構。記憶1~18號元素的原子結構示意圖【教師活動】多電子原子核外電子的排布并不是雜亂無章的，而是有一定的規(guī)律，那么這個規(guī)律是什么呢？我們一起來找找看。觀察分析稀有氣體元素的原子核外電子排布，討論核外電子排布的規(guī)律。核電荷數(shù)元素名稱元素符號各電子層的電子數(shù)KLMNOP最外層電子數(shù)2氦He2210氖Ne28818氬Ar288836氪Kr28188854氙Xe2818188886氡Rn2818321888各層最多電子數(shù)281832??【投影】原子核外電子排布規(guī)律1、能量最低原理：電子總是盡先排布在能量最低的電子層里,然后由往外，依次排在能量逐步升高的電子層里，即先排K層，排滿K層后再排L層，排滿L層后再排M層；2、每個電子層最多只能容納2n2個電子；3、最外層最多只能容納8個電子（K層為最外層時不能超過2個），次外層電子數(shù)目不超過18個，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不超過32個?！窘處熁顒印肯馠e、Ne、Ar這樣的元素，它們本身就達到了穩(wěn)定的結構，而其它多數(shù)原子并沒有達到穩(wěn)定的核外電子排布結構，當這些原子碰撞在一起的時候，會怎么樣呢？讓我們先來看一段動畫?！綪PT演示】氧化鎂的形成過程【教師活動】從動畫中，我們看到在鎂和氧碰撞過程中，鎂原子最外層的兩個電子失去后達到了2、8的穩(wěn)定的核外電子排布，相反的，氧原子則是得到了這兩個電子但結果同樣是達到了2、8這樣的穩(wěn)定結構，最終生成了氧化鎂。【板書】氧化鎂的形成過程2828+12282+12失去兩個電子失去兩個電子MgMg2＋得到兩個電子+8得到兩個電子+828+826OO2－【教師活動】最外層電子數(shù)不為8，因此可能失去電子或者得到電子轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定結構——最外層為8（氫原子變?yōu)?或2）個電子。一般最外層電子數(shù)小于4個的多為金屬，在化學反應中容易失電子；最外層電子數(shù)大于等于4個的多為非金屬，在化學反應中容易得電子。那最外層電子與元素化合價之間的關系是什么呢？元素化合價在數(shù)值上等于原子失去或得到的電子數(shù)目（失為正，得為負）【板書】原子最外層電子數(shù)與元素化合價的關系①最外層電子數(shù)﹤4時，容易失去電子：化合價＝＋失去的電子數(shù)目②最外層電子數(shù)≥4時，容易得到電子：化合價＝最外層電子數(shù)－8【教師活動】這里我們要注意一點：金屬元素一般為正價，而非金屬元素既可以為正價也可以為負價，這里所說的負化合價是指非金屬元素的最低價態(tài)?！窘處熁顒印课覀円阎涝雍苄〉匈|(zhì)量，那么原子的質(zhì)量到底有多大呢？不同的原子質(zhì)量各不相同，可以用現(xiàn)代科學儀器精確地測量出來。例如：一個碳原子的質(zhì)量是：0．00000000000000000000000001993kg，即1.993×10-26kg。這樣小的數(shù)字，書寫、記憶和使用起來都很不方便。因此，在國際上，采用不同原子的相對質(zhì)量——相對原子質(zhì)量。我們已經(jīng)知道原子是構成物質(zhì)的一種微粒。它是由原子核和核外電子構成的。那原子核中又有哪些結構和性質(zhì)呢？今天就讓我們來認識原子核?？茖W研究證明，絕大多數(shù)原子的原子核由質(zhì)子和中子構成。而原子呢，我們已經(jīng)知道了是由原子核和核外電子構成的，所以組成原子的微?？梢员硎緸檫@樣的關系。【板書】1、原子的構成質(zhì)子原子核原子中子核外電子【教師活動】原子的體積已經(jīng)很小了，原子核在它里面，當然更小。如果假設原子是一個龐大的體育場，那么，原子核則是位于場中央的一個小螞蟻。在原子中，質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、電子數(shù)有怎樣的關系？關系：質(zhì)子數(shù)+種子數(shù)=質(zhì)量數(shù)≈相對原子量【教師活動】將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值加起來，所得的數(shù)值，我們稱之為質(zhì)量數(shù)。具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子稱為一種核素。我們在了解了原子的構成后，就要想辦法來表示原子的組成。如果用X表示元素符號，Z表示原子的質(zhì)子數(shù)，A表示原子的質(zhì)量數(shù)，那么請大家用AZX表示表1—8中原子的組成?！綪PT演示】199F2311Na2713Al【板書】質(zhì)子數(shù)+種子數(shù)=質(zhì)量數(shù)≈相對原子量原子組成的表示形式質(zhì)量數(shù)—A質(zhì)子數(shù)—ZX—元素符號核素：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子稱為一種核素【PPT圖片】的原子結構【教師活動】找出其中相同的地方和不同的地方【學生活動】質(zhì)子數(shù)相同，元素種類相同，都是氫元素，化學性質(zhì)相同。【教師活動】它們是否屬于同一個原子？【學生活動】不是，是同位素【教師活動】是的，質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素叫做同位素【板書】同位素：質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素互為同位素【教師活動】此外，我們常見的元素碳，也存在三種核素，它們的質(zhì)子數(shù)都是6，中子數(shù)分別為6、7、8，可分別表示為126C、136C、146C，我們用來作為相對原子質(zhì)量基準和物質(zhì)的量基準時所用的C-12就是指質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為6的碳原子?！景鍟刻荚卮嬖谌N核素：126C、136C、146C【教師活動】學習了核素之后，讓我們來梳理一下元素、同位素和核素這三者之間的區(qū)別和關系?！綪PT演示】元素同位素核素概念具有相同質(zhì)子數(shù)的同類原子的總稱，與核外電子數(shù)無關質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的同一元素的原子（即兩同一不同）具有一定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的某元素的原子范圍宏觀概念。對同類原子而言，既有游離態(tài)又有化合態(tài)微觀概念。對某種元素的原子而言，因同位素的存在，所以原子種類多于元素種類指具體的原子【PPT演示】同位素應用于醫(yī)學、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源等各領域的圖片?！拘〗Y】復習上課所講的知識點，鞏固內(nèi)容，深化主題。1.原子結構模型的轉(zhuǎn)變2.原子核外電子的排布3.原子核的組成【形成評價】1、提出新的原子結構模型的基礎是（）A、時間的變化B、科學實驗的進步C、人們的猜想D、理論的發(fā)展2、用下面結構示意圖的字母281+1281+11287+17282+12288+18ABCD（1）屬于金屬原子的是。（2）屬于非金屬原子的是。（3）具有穩(wěn)定結構的是。板書設計人類對原子結構的認識原子結構模型演變歷史道爾頓（原子學說）湯姆生（西瓜模型，發(fā)現(xiàn)電子）盧瑟福（核式，發(fā)現(xiàn)原子核）波爾（軌道模型，H光譜）盧森堡等人（電子云，量子力學）二、原子核外電子排布1、原子結構示意圖2282+12Mg2、氧化鎂的形成過程2828+12282+12失去兩個電子失去兩個電子MgMg2＋+82+826得到兩個電子+828OO2－三、原子的構成：1.中子（不帶電）原子核質(zhì)子（帶正電）一個質(zhì)子帶一個單位正電荷原子核外電子（帶負電）一個