第一節(jié) 原子結構

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1、第一節(jié)原子結構教案 一. 教材分析 （一） 知識脈絡分析 通過初中化學和《化學必修1》的學習，同學們已經知道原子 結構的知識，了解了部分元素及其化合物的性質。本節(jié)教材，就是要 在已有經驗的基礎上繼續(xù)深入地探討原子核的結構以及核外電子的 排布的規(guī)律，并利用原子結構的知識解釋某些元素的部分性質，使學 生初步了解原子的最外層電子排布與元素的性質（得失電子能力、化 合價等）的關系。同時，原子結構知識也是學習元素周期律、元素周 期表和分子結構（離子鍵、共價鍵）的基礎。因此，本節(jié)教材在化學 必修模塊中起承上啟下的作用。 （二） 知識網絡框架 核外電 子運動 的特點 核外 電子 核外電子排

2、布規(guī)律（原 子結構示意 圖） 原子的構成 原子核 （質子和Y 中子） 原子中各微粒 之間的數(shù)量關 系、電性關系 和質量關系 核素和 同位素 核外電子排布與元素性質（原子得 失電子能力和化合價）間的關系 （三）學情分析 學生在初中已學習了原子的簡單知識，有一定的知識儲備。新教 材（必修）與舊教材相比，刪掉了描述核外電子運動特征的電子云； 降低了核外電子排布規(guī)律的要求；調整了核素、同位素在教材中出現(xiàn) 的位置；增加了原子結構示意圖，元素的部分化學性質與原子的最外 層電子排布的關系。這種編排更符合知識的邏輯關系，符合學生認識 規(guī)律。同時，新教材更注重了讓學生自主參與學習，提高了學生學

3、習 的主動性，更加注重了學生能力的培養(yǎng)。 二. 教學目標 （一） 知識與技能 1. 引導學生認識原子核的結構，懂得質量數(shù)和AX的含義，掌握構 成原子的微粒間的關系；知道元素、核素、同位素的涵義；掌握核電 荷數(shù)、質子數(shù)、中子數(shù)、質量數(shù)之間的相互關系。 2. 引導學生了解原子核外電子的排布規(guī)律，使他們能畫出1?18號元 素的原子結構示意圖；了解原子的最外層電子排布與元素的原子得、 失電子能力和化合價的關系。 （二） 過程與方法 通過對構成原子的微粒間的關系和氫元素核素等問題的探討，培 養(yǎng)學生分析、處理數(shù)據的能力，嘗試運用比較、歸納等方法對信息進 行加工。 （三）情感態(tài)度與價值觀 1

4、. 通過構成物質的基本微粒的質量、電性的認識了解微觀世界的物 質性，從而進一步認識物質世界的微觀本質；通過原子中存在電性不 同的兩種微粒的關系，認識原子是矛盾的對立統(tǒng)一體。 2. 通過人類探索原子結構的歷史的介紹，使學生了解假說、模型等科 學研究方法和科學研究的歷程，培養(yǎng)他們的科學態(tài)度和科學精神，體 驗科學研究的艱辛與喜悅。 3. 通過“化學與技術----放射性同位素與醫(yī)療”，引導學生關注化學 知識在提高人類生活質量中所起的作用。 4. 通過“未來的能源----核聚變能”，引導他們關注與化學有關的熱 點問題,形成可持續(xù)發(fā)展的思想。 三. 教學重、難點 構成原子的微粒間的關系和核外電子

5、排布規(guī)律。 四. 教學準備 （一） 學生準備：上網查閱，14C在考古上的應用；核素、同位素在 生產和生活中的應用。搜集原子結構模型的相關資料。 （二） 教師準備：多媒體課件、相關資料。 五. 教學方法 問題設疑推進法、合作討論法。 六. 課時安排 2課時 七. 教學過程 第1課時 【教師提問】化學反應中的最小微粒是什么？ 【學生】原子是化學變化中的最小微粒。 【引入】原子的結構是怎樣的？這一節(jié)我們一起探討原子的結構。 【點評】開頭簡潔，單刀直入，由初中相關知識提出問題，過渡到原 子結構的學習。 【板書】第一節(jié)原子結構 【提出問題】原子是化學變化中的最小微粒。同種

6、原子的性質和質量 都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何構成的呢？ 【多媒體展示】利用Flash動畫演示盧瑟福的以粒子散射實驗 1. 實驗示意圖 2.現(xiàn)象: 【觀察、思考】在教師引導下，學生思考下列問題： （1） 絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，原因是什么？ （2） 為什么有少數(shù)^粒子卻發(fā)生了較大的偏轉？ （3） 極少數(shù)的a粒子幾乎是被金箔彈了回來，原因是什么？ 【合作討論】學生分組討論：根據a粒子散射的實驗現(xiàn)象，學生提 出自己的原子結構模型。并由代表發(fā)言。 【小結】3.盧瑟福的原子核式模型 原子由原子核和核外電子構成，原子核帶正電荷，位于原

7、子的中 心；帶負電荷的電子在原子核周圍的空間做高速運動。 【設疑】我們已經知道原子由原子核和核外電子構成。那么，原子核 的內部結構又是怎樣的？電子在核外空間的運動狀態(tài)又是怎樣的呢 【板書】一.原子核核素 1. 原子核的構成， 【多媒體展示】原子結構示意圖 【學生閱讀】 構成原子的微粒- 電子、質子和中子的基本數(shù)據: 微粒 電子 質子 中子 質量(kg) 9.109X10—31 1.673X 10—27 1.675X 10—27 相對質量 0.005484 1.007 1.008 電量(C) 1.602X 10—19 1.602X10—19 0

8、 電荷 -1 + 1 0 【思考、討論并提問】 請根據表中所列數(shù)據討論: 1. 在原子中，質子數(shù)、核電荷數(shù)和核外電子數(shù)之間存在著什么關系？ 為什么？ 2. 原子的質量主要由哪些微粒決定？ 3. 如果忽略電子的質量，質子、中子的相對質量分別取其近似整數(shù)值， 那么，原子的相對質量在數(shù)值上與原子核內的質子數(shù)和中子數(shù)有什么 關系？ 【教師引導學生小結】 【板書】1、數(shù)量關系：核內質子數(shù)=核外電子數(shù) 2、 電性關系：原子 核電荷數(shù)=核內質子數(shù)=核外電子數(shù) 陽離子 核內質子數(shù)〉核外電子數(shù) 陰離子 核內質子數(shù)V核外電子數(shù) 3、 質量關系：質量數(shù)(A)=質子數(shù)(Z) +中子數(shù)

9、(N) 【歸納總結】 可以用身乂的形式表示一個質量數(shù)為A、質子數(shù)為Z的原子，那么組成 原子的粒子間的關系可以表達為： ...質子 z個 ,原子核 Y J L中子 (A-Z)個 原子ZX 【遷移應用】 核外電子Z個 1. 在科學研究中，人們常用37ci符號表示某種原子，請你談談圖中符 號和數(shù)字的含義。 2. 某二價陽離子含有10個電子,12個中子，求其質量數(shù)。 3. 元素R的一個原子，質量數(shù)為a，其陰離子Rn有b個電子，求其中 子數(shù)。 【回顧】元素的種類是由原子核內的質子數(shù)決定的。元素是具有相同 質子數(shù)（核電荷教的同一類原子的總稱。 【質疑】同種元素原子的質子數(shù)相同，那

10、么，中子數(shù)是否也相同呢 【多媒體展示】三種不同的氫原子 ft（H） 笊（D） 氤（T） 口 質子 」J A q中子 圖1-1-5覺、笊、氤的原子結構示意圖 °電子 【比較】三種氫原子結構的異同。 【質疑】它們是不是同一種元素？ 【板書】2.核素 元素：具有相同質子數(shù)的同一類原子的總稱。 核素：人們把具有一定數(shù)目質子和一定數(shù)目中子的一種原子稱為核 素。 同位素：質子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互為同位 素。 【遷移應用】1.請你描述構成原子的各種微粒與元素、核素間的關 系。 2 .請你描述元素、核素、同位素間的關系 【多媒體展示】元素、核素、同位素

11、三者之間的關系: 同位素 【課堂練習】 1. 下列各組物質中，互為同位素的是 (A) O2、O3 (B) H2、D2、DT (C) H；O、Do. TO (D) 40Ca 和22 Ca 2 .下列說法正確的北 (A)同種元素的質子數(shù)一定相同 (B )不同元素原子的質量數(shù)必定不同 (C)原子核都是由質子和中子構成的 (D )凡是核外電子數(shù)相同的微粒必定屬于同一元素 【交流與研討】 生物體在生命過程中保留的一種碳原子-—碳-14 (14C)會在 其死亡后衰變，測量考古遺址中發(fā)現(xiàn)的遺物里碳44的數(shù)量，可以推 斷出它的存在年代。請你利用所學知識分析齡14與碳-12在結構

12、上的 異同。試列舉核素、同位素在生產和生活中的應用。 【資料介紹】 1 .放射性同位素用于疾病的診斷 2. 放射性同位素用于疾病的治療 3 .未來的能添 核聚變能 【教學反思】本節(jié)教材采用設疑問題推進法進行教學，引導學生發(fā)現(xiàn) 問題、提出問題以激發(fā)學生積極思考，然后，通過看書、研討、交流 等多種方式，尋求問題的解決途徑，探討問題的結果。培養(yǎng)學生解決 問題的能力。 第二課時 【復習提問】 1. 構成原子的微粒有哪些它們之間有何關系？ 2. 為什么原子不顯電中性？ 3. 為什么說原子的質量主要集中在原子核上？ 【引入】同學們已經知道，原子是由原子核和電子構成的，原子核的 體積很

13、小，僅占原子體積的幾千億分之一，電子在原子內有“廣闊” 的運動空間。在這“廣闊”的空間里，核外電子是怎樣運動的呢 【設計意圖】通過對上一節(jié)課內容的回顧，自然過渡到新課的引入； 由新的問題的提出，給出將要學習的內容，創(chuàng)設一種探究學習的氛圍。 【板書】二、核外電子排布 【教師講述】電子的運動具有區(qū)別于宏觀物體的幾大特征（1）質量很 ?。?.109 X10-3ikg）； （2）電子帶負電荷；（3）運動空間范圍小（直徑 約10-i°m）:⑷運動速度很快（接近光速）。因此，電子的運動特征就 與宏觀物體的運動有著極大的不可---它沒有確定的軌道。 【設疑】那么我們如何描述核外電子的運動呢 【交流與

14、研討】根據課前搜集的有關資料：分組討論電子在原子核外 是怎樣運動的？ 【簡介】原子結構模型的演變 2.湯姆遜原子結構模型: 1. 道爾頓原子結構模型： 3. 盧瑟福原子有核模型 4. 玻爾原子結構模型: 【設計意圖】通過對原子模型的歷史回顧讓學生體驗假說、模型在 科學研究中不可替代的作用；嘗試運用假說、模型的科學研究方法。 【閱讀與討論】學生閱讀課本第六頁第三自然段，分小組討論核外電 子排布有哪些規(guī)律？ 各小組派代表回答。 【板書】 核外電子排布的規(guī)律： 1. 電子是在原子核外距核由近及遠、能量由低到高的不同電子層上分 層排布的； 2. 每層最多容納的電子數(shù)

15、為2n2（n代表電子層數(shù)）； 3. 電子一般總是盡先排在能量最低的電子層里，即最先排第一層，當 第一層排滿后，再排第二層，依次類推。 4. 最外層電子數(shù)則不超過8個（第一層為最外層時電子數(shù)不超過2 個），倒數(shù)第二層不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。 【合作討論】電子與原子核距離遠近、能量高低有何關系？ 【板書】 電子層 n 電子層符號 K 離核距離 遠 電子的能量 高 最多能容納的電子數(shù) 2n2 1 2 3 4 L M N …… k 近 低 2 8 18 32 【多媒體展示并講解】嘗試運用上述規(guī)律排出鈉原子核外的電子， 并用原子結構示意圖加以表示

16、。 核電荷數(shù) 【小試牛刀】完成下表，看看誰較快。 核電荷數(shù) 元素名稱 U主比旦 元素符號 1 氫 H 2 氦 He 3 鋰 Li 4 鈹 Be 5 硼 B 6 碳 C 7 氮 N 8 氧 O 9 氟 F 10 氖 Ne 11 鈉 Na 各層電子數(shù) K L M 1 2 2 1 2 2 2 3 2 7 2 8 1

17、 12 鎂 Mg 13 鋁 Al 14 硅 Si 15 磷 P 16 硫 S 2 8 6 17 氯 Cl 18 氬 Ar 2 8 8 【認真觀察】 課本第6頁核電荷數(shù)從1到18的元素的原子結構示意圖 【遷移應用】 1.下列微粒結構示意圖表示的各是什么微粒? 2.下列微粒結構示意圖是否正確？如有錯誤，指出錯誤的原因。

18、 【設計意圖】通過上述應用，使學生加深對核外電子排布的規(guī)律的認 識，對容易出現(xiàn)的錯誤，讓學生自我發(fā)現(xiàn)，以加深印象。 【閱讀、思考、交流】學生閱讀教材第7頁，思考、交流下列三個問 題： 1. 元素的化學性質與原子的最外層電子排布有什么關奈 金屬鈉、金 屬鎂在化學反應中常表現(xiàn)出還原性，而氧氣、氯氣在化學反應中常表 現(xiàn)出氧化性，你能用原子結構的知識對這一事實進行解釋嗯 2. 金屬元素原子最外層電子數(shù)非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般是 多少？ 3. 元素的化合價的數(shù)值，與原子的電子層結構特別是最外層電子數(shù)有 什么關系？ 【設計意圖】通過上述交流與討論，讓學生認識元素的性質與 原子結構

19、的內在聯(lián)系，初步了解元素性質的變化規(guī)律。為后階段學習 元素周期律、元素周期表打下基礎。 【遷移應用】 1.質子、中子、核外電子從不同角度描述了元素或原子的某些 性質和特點，試填下表說明質子、中子、核外電子數(shù)目的多少分別決 定著什么？ 微?；蛭⒘＝M合 決定屬性 質子 決定元素的種類 中子 電子 質子和中子 質子和電子 2 .現(xiàn)有 ⑴力莒 微粒結構示意圖，試填表，當n取不 同值時相對應的微粒名稱和微粒符號。 n值 微粒名 稱 微粒符 【作業(yè)】課后練習1、2題 【教學反思】本節(jié)教材主要采用的是討論法教學，在整個教學活動中 始終注意學生學習的主動性，突出自主與合作的學習方式，充分調動 了學生學習的積極性。