人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識教案

人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識教學(xué)目標(biāo)1)知識與技能：1、通過了解原子結(jié)構(gòu)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(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。4、知道原子的構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)成原子的粒子間的關(guān)系，各種粒子間的求算方法。3)情感態(tài)度與價值觀：1、體驗(yàn)科學(xué)家探索原子結(jié)構(gòu)的艱難過程，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)、假說、模型等科學(xué)方法對化學(xué)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(diǎn)。教學(xué)重難點(diǎn)1、重點(diǎn)：鎂和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)原子在化學(xué)反應(yīng)中通過電子得失形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的過程；構(gòu)成原子的粒子間的關(guān)系及核素、同位素的概念。2、難點(diǎn)：鎂和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)；構(gòu)成原子的粒子間的求算方法；元素、核素、同位素之間的關(guān)系及概念的區(qū)別，教學(xué)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(xué)生活動】水滴【教師活動】沒錯，但是在科學(xué)工作者的眼里，它是由許多的水分子構(gòu)成的。那么，為什么人們熱衷于探究物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)？因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)是決定物質(zhì)性質(zhì)的，而性質(zhì)就直接關(guān)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(xué)生活動】分子、原子、離子?！窘處熁顒印慷肿佑质怯稍訕?gòu)成的，離子又是帶電的原子或原子團(tuán)，而原子，則是大家都非常熟悉的一名詞，但人類對原子的認(rèn)識和探索已經(jīng)歷了2500多年的漫長歷史，直到20世紀(jì)80年代，科學(xué)家用掃描隧道顯微鏡觀察到物體表面的原子，才對原子結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的認(rèn)識，為什么人類早期對原子結(jié)構(gòu)的探索如此艱難呢？下面，我們就來了解原子結(jié)構(gòu)模型的演變過程。【板書】一、原子結(jié)構(gòu)模型的演變【教師活動】人們對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的探究有著漫長的歷史，早在公元前5世紀(jì)，古希臘哲學(xué)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(gòu)成，首次提出原子的名稱。后來隨著社會發(fā)展科技進(jìn)步，人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識層層深入，逐漸清晰起來。【自主閱讀】下面請同學(xué)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(jié)構(gòu)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(xué)家？其主要觀點(diǎn)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(xué)年代18031904191119131926依據(jù)元素化合時的質(zhì)量比例的關(guān)系發(fā)現(xiàn)電子α粒子散射氫原子光譜近代科學(xué)實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容原子是不可再分的實(shí)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(xué)【PPT】道爾頓（原子學(xué)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(xué)）【教師活動】科學(xué)的探索道路是艱辛漫長的，認(rèn)識是不斷深入，不斷進(jìn)步的。后4位科學(xué)家，都為師生關(guān)系。能站在前人的肩膀上，大膽突破，推陳出新，這就是科學(xué)工作者的氣質(zhì)。今天我們也要站在巨人的肩膀上，來進(jìn)一步學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)?！咎釂枴渴紫日埓蠹一貞浺幌?，原子是由什么構(gòu)成的？【學(xué)生活動】原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的?！窘處熁顒印块喿x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(xué)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(jié)構(gòu)示意圖”來表示原子的結(jié)構(gòu)。以Mg為例，結(jié)合板演分析講解原子結(jié)構(gòu)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?！揪毩?xí)】那么下面，就請同學(xué)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(jié)構(gòu)示意圖。【PPT】1~18號元素原子結(jié)構(gòu)示意圖，讓學(xué)生校對自己寫的結(jié)構(gòu)。記憶1~18號元素的原子結(jié)構(gòu)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(dá)到了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，而其它多數(shù)原子并沒有達(dá)到穩(wěn)定的核外電子排布結(jié)構(gòu)，當(dāng)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(dá)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(jié)果同樣是達(dá)到了2、8這樣的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，最終生成了氧化鎂?！景鍟垦趸V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(jié)構(gòu)——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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)中容易得電子。那最外層電子與元素化合價之間的關(guān)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(fù)）【板書】原子最外層電子數(shù)與元素化合價的關(guān)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(diǎn)：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(fù)價，這里所說的負(fù)化合價是指非金屬元素的最低價態(tài)。【教師活動】我們已知道原子很小但有質(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(xué)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(gòu)成物質(zhì)的一種微粒。它是由原子核和核外電子構(gòu)成的。那原子核中又有哪些結(jié)構(gòu)和性質(zhì)呢？今天就讓我們來認(rèn)識原子核?？茖W(xué)研究證明，絕大多數(shù)原子的原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。而原子呢，我們已經(jīng)知道了是由原子核和核外電子構(gòu)成的，所以組成原子的微粒可以表示為這樣的關(guān)系?！景鍟?、原子的構(gòu)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(dāng)然更小。如果假設(shè)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(guān)系？關(guān)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(gòu)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(jié)構(gòu)【教師活動】找出其中相同的地方和不同的地方【學(xué)生活動】質(zhì)子數(shù)相同，元素種類相同，都是氫元素，化學(xué)性質(zhì)相同?！窘處熁顒印克鼈兪欠駥儆谕粋€原子？【學(xué)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(zhǔn)和物質(zhì)的量基準(zhǔn)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(xué)習(xí)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(guān)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(guān)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(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源等各領(lǐng)域的圖片?！拘〗Y(jié)】復(fù)習(xí)上課所講的知識點(diǎn)，鞏固內(nèi)容，深化主題。1.原子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)是（）A、時間的變化B、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)步C、人們的猜想D、理論的發(fā)展2、用下面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的是。板書設(shè)計人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)模型演變歷史道爾頓（原子學(xué)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(xué)）二、原子核外電子排布1、原子結(jié)構(gòu)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(gòu)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(fù)電）一個