资源简介

(共24张PPT)
制作模型并展示科学家探索
物质组成与结构的历程
活动目标
通过制作模型和展示科学家的探索历程，进一步认识物质是由微观粒子构成的，进一步体会用元素和分子、原子观点认识物质组成与结构的思路和方法
凳子和叶子看起来和摸起来都很不一样，这是为什么
因为不同物质的组成和结构是不同的
我们已经学过物质是由微观粒子构成的。
科学家是如何把宏观的物质与微观粒子联系起来的呢 让我们一起去探索一下吧！
活动引入
活动设计与实施
任 务 1
探究构成物质的微观粒子
生活中有哪些实例可以说明物质是由原子和分子等微观粒子构成的呢
量体温时，水银温度计汞柱上升
走过花圃会闻到花香
物理、化学学科中对微观粒子运动特点的描述及相关实验的原理。
物理
气体扩散实验
液体扩散实验
扩散现象和大量事实表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动，这种无规则运动叫做分子的热运动。
扩散现象表明分子在不停地运动，既然分子在运动，那么通常固体和液体中分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起，保持一定的体积呢？
分子之间存在引力和斥力
分子之间既有引力又有斥力。当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为斥力;当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为引力。固体分子间的距离小，不容易被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。
复习回顾
化学
品红溶液在静置的水中会扩散
浓氨水使另一个烧杯中的酚酞溶液变红
微观粒子(如分子)总是在不断运动着
由分子构成的物质在发生物理变化时，分子本身没有发生变化。例如，当品红溶于水时，品红分子和水分子都没有变成其他分子，它们的化学性质也各自保持不变。
气体可压缩储存于钢瓶中，这是因为分子之间有间隔，在受压的情况下分子间的间隔减小，加压、降温可以使气体液化。相同质量的同种物质在固态、液态和气态时的体积不同，表明其分子间的间隔不同。
小组讨论：不同学科探究思路和方法的区别和联系是什么？
探究微观粒子需要观念、知识和方法的继承与创新，离不开科学仪器和实验技术的改进和突破。
超快阿秒激光脉冲
量子精密测量技术
微观粒子基础研究领域的新技术和新方法
任 务 2
认识模型在探索物质组成与结构中的作用
化学、物理和生物学等课程中有多种模型体现了物质的组成与结构。这些模型有哪些不同的学科特点呢？
化学
二氧化碳分子
水分子
氧分子
分子模型
铜原子
原子模型
物理
原子结构模型
原子中心是原子核，在原子核周围，有一部分的电子在核外运动
氢原子和氦原子的结构
生物
细胞壁
细胞膜
细胞核
细胞质
液 泡
线粒体
叶绿体
植物细胞模型
动物细胞模型
细胞核
细胞质
细胞膜
线粒体
结合化学课程“物质的组成与结构”的学习，概括元素、分子、原子(包括原子核、核外电子等)与物质的层次关系，尝试用概念图、简图等方式表达你的看法。
物质
分子
构成
构成
构成
元素
组成
离子
分成
得失电子
构成
原子
原子核
核外电子
科学家是如何认识原子的结构的呢？
万物的本源是原子和虚空
德谟克利特
古希腊哲学家
他们的观点停留在哲学层面和思辨而非科学研究
墨子
中国古代哲学家
“端”是空间中不可分割的最小单位
古代原子观点
近代原子模型的发展历程
1808年，道尔顿提出了原子论。“原子”可被认为是原子的“实心球模型”
1911年，卢瑟福用α粒子攻击金箔，他推测原子中带正电荷部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在原子核外运动
19世纪末，汤姆孙发现了电子。他认为正电荷均匀分布在整个原子内，带负电荷的电子镶嵌其中
实心球模型
核式结构模型
1913年，波尔提出核外电子是在某些特定的轨道上运动的，提出波尔原子模型
科学家探索原子结构的脚步一直没有停下，后来人们对于目前的模型不断完善、修正，使模型更接近于事物的本质，事实上，目前的原子模型比波尔模型又有了很大的改进。
小组讨论：结合科学家探索原子结构的历程，谈谈你对科学探究以及科学工作的认识？
动手实践：
用橡皮泥、绿豆、小米等材料制作下面三种原子结构模型
道尔顿
原子结构模型
汤姆孙
原子结构模型
卢瑟福
原子结构模型
任 务 3
以水为例梳理物质组成与结构的认识思路
1781年，普里斯特利把“易燃空气”和空气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁出现了液滴。
卡文迪什用纯氧代替空气进行上述实验，确认所得液滴是水，并确认大约2份体积的“易燃空气”
科学家是如何发现水的组成的呢？
尝试写出反应表达式
氢气 + 氧气 → 水
卡文迪什
普里斯特利
1782年，拉瓦锡将水蒸气通过一根烧红的铁制枪管，得到“易燃空气”。并将“易燃空气”命名为氢。
1800年，尼科尔森和卡里斯特尔利用伏打电堆进行了水的分解实验。
反应表达式 水 + 铁 → 固态物质 + 氢气
(氢 + 氧) (铁 + 氧)
尝试写出反应表达式
水 → 氢气 + 氧气
拉瓦锡实验： 水 + 铁 → 固态物质 + 氢气
(氢+氧) (铁+氧)
2. 通过上述实验总结探究物质组成的思路
普里斯特利、卡文迪什实验：氢气 + 氧气 → 水
(化合反应)
尼克尔森和卡里斯特尔电解水实验：水 → 氢气 + 氧气
(分解反应)
水是由氢、氧元素组成
小组讨论：
1. 上述实验得出水是由氢、氧元素组成的理论依据是什么
化学反应前后元素种类不变
物质1
物质2
物质3
+ + ……
分解
化合
未知化合物
已知单质(或化合物)
道尔顿 建立原子学说
认为物质是由原子构成的，并且原子在化学变化中不可分，氢气和氧气结合生
成水的微观过程是：
+
→
氢原子
氧原子
水原子
科学家从分子观点的角度来认识水的组成的历程又是怎样的呢？
盖 - 吕萨克 提出气体化合体积定律
通过实验发现2体积氢气和1体积氧气反应生成2体积水蒸气，推测：
+
→
氢原子
氧原子
水原子
(水属于复杂原子)
阿伏伽德罗 提出分子学说
认为物质是由分子构成的，分子由原子构成，提出“相同条件下，相同体积气体含有相同数目分子”，推测：
+
→
氢分子
氧分子
水分子
思考：三位科学家对“氢气和氧气反应"实验做出了不同解释，你更赞成哪位科学家的说法？为什么？分享你的看法。
19世纪60年代，分子学说被广泛接受后，水的化学式逐渐被同意确定为H2O
1.用纸板、橡皮泥等材料制作有关原子和分子的模型
动手实践：
2.拼接模型展示历史上科学家对氢气与氧气反应生成水的典型观点
①用2个水分子模型展示
②用4个水分子模型展示

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