原子結(jié)構(gòu)模型 公開課教學(xué)設(shè)計

原子結(jié)構(gòu)模型（第一課時）知識與能力：初步認識原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型，了解原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展；知道假說、模型在原子結(jié)構(gòu)理論建立中的重要作用；學(xué)會用n、l過程與方法：主要還是通過介紹有關(guān)于各原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展歷程，讓學(xué)生感受科學(xué)發(fā)展的無止—從光譜的介紹中引入n和l這兩個量子數(shù)的學(xué)習(xí)，通過類比的方法使學(xué)生掌握得更牢固。情感、態(tài)度與價值觀：學(xué)習(xí)用科學(xué)方法進行教育；認識人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)是處于無止境的探索之中的；感受科學(xué)家在科學(xué)創(chuàng)造中的豐功偉績。教學(xué)過程：[引言]很高興今天能與在座的同學(xué)一起學(xué)習(xí)有關(guān)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的知識，我很珍惜接下來與大家相處的45分鐘，相信它會成為我們彼此心中的一段美好的回憶。從今天開始，同學(xué)們就要進入一個全新的學(xué)習(xí)領(lǐng)域——《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)將帶領(lǐng)我們走進一個精彩紛呈的微觀世界，讓我們進一步觸及化學(xué)的本質(zhì)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論是現(xiàn)代化學(xué)的重要組成部分，也是醫(yī)學(xué)科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、信息科學(xué)的重要基礎(chǔ)。它揭示了物質(zhì)組成的奧秘，物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1章原子結(jié)構(gòu)；第23章物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)。今天我們一起來學(xué)習(xí)第1章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型。[提問]你對原子結(jié)構(gòu)的認識有哪些？[學(xué)生回憶，并請學(xué)生進行回答][過渡]現(xiàn)在這些看似簡單的結(jié)論，卻是經(jīng)歷了幾代科學(xué)家的不斷探索，下面我們一起來體會一下科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的心路歷程。[板書]第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型— 原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展史[講述]公元400多年，古希臘哲學(xué)家德謨克利特認為：萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，并把這些微粒叫做原子。這就是古代的原子學(xué)說。這里的原子是個非常模糊的概念。1803不能毀滅的最小微?！訕?gòu)成的。他認為這些原子是實心球體，同種原子的性質(zhì)和質(zhì)量都相同?，F(xiàn)在看來道爾頓的原子結(jié)構(gòu)模型還存在許多明顯的不足之處。但是，它在化學(xué)發(fā)展史上具有重大的作用，近代化學(xué)是從道爾頓的原子學(xué)說開始的。也就是說，化學(xué)是從一個不可分割的偉大的小球開始的。[板書]1803年 道爾頓 實心球體[講述]1879法測出了電子的質(zhì)量是一個氫原子質(zhì)量的1/18361903提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型。下面大家也借助這些實驗信息，模擬科學(xué)家推測一下，你會得出怎樣的原子結(jié)構(gòu)模型。[問題引導(dǎo)]布情況？大家可以借助水果作為模型的載體，來類比一下你所設(shè)計的原子結(jié)構(gòu)模型。想想你可以把電子想象成水果中的什么？象那種水果？布方式有幾種？[講述]把原子看成是一個帶正電粒子形成的布?。ɑ虻案?，而電子是鑲嵌在其中的葡萄干。如果用水果來類比的話，相當(dāng)與西瓜、火龍果等水果。[投影]湯姆遜原子模型[板書]1903年湯姆遜“葡萄干布丁”模型[講述]1911年盧瑟福根據(jù)a粒子散射實驗，提出新的原子結(jié)構(gòu)模型。[介紹]a粒子散射實驗是將一束變速運動的a粒子（2的+2價離子射向一片極薄的金箔，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，金箔竟被大多數(shù)a粒子暢通無阻地通過，就象金箔不存在似的，但也有極少數(shù)a粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或被筆直地彈回。[問題引導(dǎo)]通過這個實驗?zāi)隳艿贸鲫P(guān)于金原子的哪些結(jié)構(gòu)特點？為什么大多數(shù)a粒子暢通無阻地通過，說明了什么？a粒子碰到了障礙物）這個障礙物的電性如何？質(zhì)量如何？所占的空間大小如何？[學(xué)生討論，并請學(xué)生代表發(fā)言][]根據(jù)金箔竟被大多數(shù)a粒子暢通無阻地通過，就象金箔不存在似的，但也有極a粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或被筆直地彈回，我們可以推測發(fā)生偏轉(zhuǎn)或被筆直彈回的a粒子肯相吸引，微粒質(zhì)量只有遠大于a粒子的質(zhì)量時才有可能將其彈回。所以這一相對質(zhì)量較大（只有少數(shù)a粒子偏轉(zhuǎn)或反彈，而質(zhì)量相對非常小的電子帶負電，占了原子的絕大部分體積（多數(shù)a粒子通過aa粒子沒有將金原子的電子帶走說明金原子核對電子的吸引能力遠大于a的正電荷比a粒子多并且集中。[講述]盧瑟福在分析實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，提出了原子是由居于原子中心，占有空間很小，質(zhì)的[投影]展示盧瑟福的“核式模型”[板書]1911年 盧瑟福 “核式模型”[過渡]20[介紹]（1）光譜連續(xù)光譜線狀光譜的光譜，而波長與能量有關(guān)。[交流研討]根據(jù)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型和經(jīng)典電磁學(xué)的知識，圍繞原子核高速運動的電子會自動地釋放出連續(xù)的能量。那么，原子的光譜是線狀光譜還是連續(xù)光譜？[講述][展示]氫原子的線狀光譜[講述]玻爾創(chuàng)造性地解決了這一實驗現(xiàn)象。玻爾在盧瑟福核式模型的基礎(chǔ)上提出了核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型。玻爾原子模型的基本觀點：原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運動，并且不輻射能量。nn稱為量子數(shù)。只有當(dāng)電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，才會輻射或吸收能量。如果輻射或吸收的能量以光的形式表現(xiàn)出來并被記錄下來，就形成了光譜。[了]E= E= E= E=1 2 3 456E= E= hυ=|Ej-Ei| 56可以計算出n=6n=2其波長為414nmn=2438nmn=5躍遷到n=1其波長為剛好處于紅外區(qū)域n=5躍遷到n=3其波長為1291nm剛好處于紫外區(qū)域。所以為什么譜線有藍色、紅色和紫色。[追根尋源]霓虹燈為什么能夠發(fā)出五顏六色的光？[閱讀]P4追根尋源[]=4的狀態(tài)躍遷到n=3[提問]玻爾引入了一個量子數(shù)n就較好地解釋了氫原子的線狀光譜產(chǎn)生的原因。但是在解釋多電子原子的光譜時n=4的狀態(tài)的電子躍遷到n=3的狀態(tài)時，會產(chǎn)生多條譜線。如何解釋呢？[解釋]說明只用一個量子數(shù)nn需要對電子的能量進行更細的分類。在2020年代中期建立了量子理論，引入了四個量子數(shù)，解釋了多電子原子光譜的實驗事實，成為現(xiàn)代化學(xué)的理論基礎(chǔ)。[板書]二、四個量子數(shù)主量子數(shù)n——電子層n= 1，2，3，4，5，6……符號：K，L，M，N，O，P……離核：遠能量：高角量子數(shù)l——能級n確定，l共有n個值；l=0，1，2，3，4……（n—1）符號：s，p，d，f，g等[知識應(yīng)用]解釋鈉原子中處于n=4的狀態(tài)躍遷到n=3的狀態(tài)時，會產(chǎn)生多條譜線。[問題引導(dǎo)]（1）n=3的電子層有哪些能級？（2）n=4的電子層有幾個能級？[]n=33s，3p，3d三種能級；n=4的電子層上有4s，4p，4d，4fn=4的狀態(tài)躍遷到n=3線。[結(jié)束語在沒有外加磁場時，量子數(shù)n，l相同的狀態(tài)能量是相同的；在外磁場存在時，起探討。板書設(shè)計：第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)模型一、原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展1803年1903年道爾頓湯姆遜不可分割的實心球體“葡萄干布丁”模型1911年盧瑟?！昂耸侥Ｐ汀?913年玻爾電子分層排布模型2020年代中期量子力學(xué)模型二、四個量子數(shù)主量子數(shù)n——電子層n= 1，2，3，4，5，6……符號：K，L，M，N，O，P……離核：遠能量：高角量子數(shù)l——能級n確定，l共有n個值；l=0，1，2，3，4……（n—1）符號：s，p，d，f，g等本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)是：原子結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)與修正。通過對原子結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)與法，最終提高學(xué)生的能力。原子是微觀的抽象的，如何通過