资源简介

课题2原子的结构
一、教材分析
人们通过对微观粒子及其运动特点的不断探究和发现来认识和解释宏观物质的组成、结构、性质和变化规律，已成为化学学科的重要内容和特点，也是现代科学关于物质世界认知的重要成果。在促进学生科学物质观、正确世界观的形成和发展过程中，具有独特的教育价值和文化传承功能。在本课中，原子的构成、原子核外电子的排布、离子以及相对原子质量等知识是支撑和构建初中化学知识结构的重要节点。所以，本课在整个的化学知识体系中作用十分重要。本课题难点比较集中，有电子的分层排布、离子的形成、原子结构示意图的意义、离子符号和元素最外层电子数与元素性质的关系等。
二、学情分析
学生在前面学到的微观知识及课外知识都有限，而本课内容又比较抽象，远离学生的生活经验，初中生又缺乏微观想象力，所以，学生学习起来感到比较困难，会产生一些疑惑，如原子到底是实心还是空心的？原子的质量到底有多大？核外电子的运动规律是怎样的？等等。在教学中可以自制或借鉴一些微观粒子运动变化的三维动画，这样既能诱发学生想象，加强对知识的理解，又能把抽象内容形象化，增加学生学习知识的兴趣。
三、课时安排
本课程共分为二课时：课时1 原子的构成和核外电子的排布
课时2 离子 相对原子质量
课时1 原子的构成和核外电子的排布
一、教学目标
1.了解原子的构成及构成粒子之间的关系。
2.了解原子结构模型的发展历程，体会模型方法在微观世界研究中的作用。
3.了解原子核外的电子的排布特点，知道原子结构示意图的表示方法，并了解结构与性质的关系。
二、教学重难点
重点：构成原子的粒子及相互之间的关系。
难点：核外电子的分层排布和原子结构示意图的意义。
三、教学过程
【回顾】通过氧化汞受热分解的微观示意图回顾物质的微观构成——分子和原子。
【过渡】分子是保持物质化学性质的最小粒子；原子是化学变化中的最小粒子。哪些这些微粒有多小呢？
【类比】1.如果将一个原子跟一个乒乓球相比，就相当于将一个乒乓球跟地球相比。
2.一根头发丝的直径差不多相当于50万个碳原子排在一起。
【提问1】通过上面的两个例子你能想象原子有多小吗？那原子是构成物质的最小粒子吗？【事实1】在物理课中我们做过这样的实验，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，这说明原子中存在带电粒子。
【事实2】铁、铜等金属都是由原子直接构成的，铁、铜等整体不带电，说明原子不显电性。
【提问2】原子是化学变化中的最小粒子，原子不显电性，但原子中存在带电粒子，那么原子还可以再分吗？
【过渡】这些问题早被科学家们所关注，经过了一个漫长的探索过程。
【化学史1】1803年英国科学家道尔顿提出了原子学说，认为原子是组成物质的基本的粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。此时的原子可以形象地描述为“实心球”模型。
【化学史2】1897年英国科学家汤姆生通过阴极射线管实验证实，所有原子中都含有带负电荷的电子，实验结果与用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷一致。已知原子呈电中性，原子中存在带负电荷的电子，那么什么物质带正电荷呢？汤姆生认为原子是一个平均分布着正电荷的球体，电子镶嵌在其中，被形象地命名为“葡萄干布丁”模型。
【化学史3】1911年，英国物理学家卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验。实验用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔，发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数α粒子发生角度比汤姆生模型所预言的大得多的偏转，大约有1/8000的α粒子偏转角大于90° ，甚至观察到偏转角等于150°的散射，称大角散射，更无法用汤姆森模型说明。1911年卢瑟福提出原子的有核模型(又称原子的核式结构模型) , 与正电荷联系的质量集中在中心形成原子核，电子绕着核在核外运动。
【思考】1.大多数α粒子能穿过金箔而不改变方向的现象，你认为原子可能有什么特征？
2.少数α粒子运动方向发生大角度偏转说明了什么？
3.极少数α粒子被弹回来了，说明了什么？说说你的想法。
【形成共识】1.大多数α粒子能穿过金箔而不改变运动方向，说明原子内部有很大空间，α粒子没有受到阻挡。
2.极少数α粒子沿原途经反弹回来，说明α粒子可能在行进中碰到了一个小而质量大的东西。
【追问】这种体积小、质量大、带正电的东西是什么呢？ 同学们能想象出原子的结构吗？
【总结】科学家们一致认为：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。原子内部有广阔的空间，电子围绕原子核运动。可以用“行星”模型概括卢瑟福的原子模型。
【讲解】与原子相比，原子核的体积更小，只有原子体积的几千亿分之一，如果将一个原子比作一个体育场，那么原子核的体积只相当于一只蚂蚁。
【讨论】那原子核这么小，是不是不可再分了呢？为什么带正电荷呢？
【总结与交流】科学实验证明：原子核又是由质子和中子构成的，一个质子带一个单位的正电荷，中子不带电。因此原子核中含有几个质子，就决定了原子核带有几个正电荷。即核电荷数=质子数。
【总结】原子的构成
【学生活动】交流讨论：分析下面的表格，你能发现哪些规律？
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氢 1 0 1
碳 6 6 6
氧 8 8 8
钠 11 12 11
氯 17 18 17
【总结与交流】
1.不同种类的原子，核内质子数不同，核外电子数也不同；
2.同种原子，核内质子数和核外电子数相等；
3.氢原子的原子核中没有中子。
【过渡】卢瑟福的原子“行星”模型表明核外电子绕核运动，那么原子中核外电子的运动状态是怎样的？像行星一样按轨道运行吗？
【化学史4】1913年丹麦物理学家玻尔经过实验研究认为当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子中有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。即核外电子分为几部分，每部分的电子在特定的轨道上运动，此原子模型被称为电子壳层模型。
【化学史5】1926年，受量子学的影响，奥地利物理学家薛定谔经研究认为电子有波粒二象性，它不像宏观物体的运动那样有确定的轨道，只能知道在核外空间某处出现概率的大小。即现在所公认的“电子云”模型，又称为“现代量子”模型。
【板书】二、原子核外电子的排布
【学生活动】阅读教材P54，总结核外电子的排布规律。
【总结】
1.核外电子是分层排布的，离核最近的为第一层，依次为第二层、第三层…。
2.能量低的电子优先排在离核最近的电子层中，能量高的在离核远的区域运动。
3.每个电子层所排布的电子数是不同的，第一层最多为2个，第二层最多为8个，最外层最多为8个（只有一层的，电子不超过2个）。
【展示】以钠原子为例，感受电子分层排布特点。
【问题】为了简明、方便的表示出核外电子的排布情况，科学家们引入了原子结构示意图（PPT展示钠原子结构示意图），你能说出各个部分各表示什么含义吗？
【总结】
【展示】部分原子的结构示意图。
【学生活动】阅读教材P55，结合教材P54部分原子结构示意图填写下表。
原子 原子的最外层电子数特点 结构是否稳定 推测原子性质 得失电子
稀有气体原子 8个（He为2个） 稳定 比较稳定 既不得电子，也不失电子
金属原子 一般少于4个 不稳定 不稳定 易失去电子
非金属 原子 一般多于4个 不稳定 不稳定 易得到电子
【总结】
1.稀有气体原子的最外电子层排满了8个电子（氦为2个），这种结构叫做相对稳定结构，因此它们的化学性质也是比较稳定的。
2.金属原子的最外层电子数一般少于4个，这种结构在化学变化中容易失去电子而使次外层达到稳定结构。
3.非金属原子的最外层电子数一般多于4个，这种结构在化学变化中容易得到电子而使最外层达到稳定结构。
因此原子的化学性质是由原子的最外层电子数决定的。
【拓展】科学家对原子的研究仍然在继续着。物质也具有无限可分性，科学探究也是无穷尽的。
【课堂小结】
四、板书设计
课题2 原子的结构
第1课时
一、原子的构成
二、核外电子的排布
分层排布——原子结构示意图

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