第一节 原子结构

第一节原子结构教案一. 教材分析（一）知识脉络分析通过初中化学和化学必修1的学习，同学们已经知道原子 结构的知识，了解了部分元素及其化合物的性质。本节教材，就是要 在已有经验的基础上继续深入地探讨原子核的结构以及核外电子的 排布的规律，并利用原子结构的知识解释某些元素的部分性质，使学 生初步了解原子的最外层电子排布与元素的性质（得失电子能力、化 合价等）的关系。同时，原子结构知识也是学习元素周期律、元素周 期表和分子结构（离子键、共价键）的基础。因此，本节教材在化学 必修模块中起承上启下的作用。（二）知识网络框架核外电 子运动 的特点核外电子核外电子排 布规律（原 子结构示意 图）原子的构成原子核 （质子和Y 中子）原子中各微粒 之间的数量关 系、电性关系 和质量关系核素和 同位素核外电子排布与元素性质（原子得 失电子能力和化合价）间的关系（三）学情分析学生在初中已学习了原子的简单知识，有一定的知识储备。新教 材（必修）与旧教材相比，删掉了描述核外电子运动特征的电子云； 降低了核外电子排布规律的要求；调整了核素、同位素在教材中出现 的位置；增加了原子结构示意图，元素的部分化学性质与原子的最外 层电子排布的关系。这种编排更符合知识的逻辑关系，符合学生认识 规律。同时，新教材更注重了让学生自主参与学习，提高了学生学习 的主动性，更加注重了学生能力的培养。二. 教学目标（一）知识与技能1. 引导学生认识原子核的结构，懂得质量数和AX的含义，掌握构 成原子的微粒间的关系；知道元素、核素、同位素的涵义；掌握核电 荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。2. 引导学生了解原子核外电子的排布规律，使他们能画出118号元 素的原子结构示意图；了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、 失电子能力和化合价的关系。（二）过程与方法通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培 养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进 行加工。（三）情感态度与价值观1. 通过构成物质的基本微粒的质量、电性的认识了解微观世界的物 质性，从而进一步认识物质世界的微观本质；通过原子中存在电性不 同的两种微粒的关系，认识原子是矛盾的对立统一体。2. 通过人类探索原子结构的历史的介绍，使学生了解假说、模型等科 学研究方法和科学研究的历程，培养他们的科学态度和科学精神，体 验科学研究的艰辛与喜悦。3. 通过“化学与技术-放射性同位素与医疗”，引导学生关注化学 知识在提高人类生活质量中所起的作用。4. 通过“未来的能源-核聚变能”，引导他们关注与化学有关的热 点问题,形成可持续发展的思想。三. 教学重、难点构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律。四. 教学准备（一）学生准备：上网查阅，14C在考古上的应用；核素、同位素在 生产和生活中的应用。搜集原子结构模型的相关资料。（二）教师准备：多媒体课件、相关资料。五. 教学方法问题设疑推进法、合作讨论法。六. 课时安排2课时七. 教学过程第1课时【教师提问】化学反应中的最小微粒是什么？【学生】原子是化学变化中的最小微粒。【引入】原子的结构是怎样的？这一节我们一起探讨原子的结构。【点评】开头简洁，单刀直入，由初中相关知识提出问题，过渡到原子结构的学习。【板书】第一节原子结构【提出问题】原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成的呢？【多媒体展示】利用Flash动画演示卢瑟福的以粒子散射实验1. 实验示意图2.现象:【观察、思考】在教师引导下，学生思考下列问题：（1）绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么？（2）为什么有少数粒子却发生了较大的偏转？（3）极少数的a粒子几乎是被金箔弹了回来，原因是什么？【合作讨论】学生分组讨论：根据a粒子散射的实验现象，学生提 出自己的原子结构模型。并由代表发言。【小结】3.卢瑟福的原子核式模型原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中 心；带负电荷的电子在原子核周围的空间做高速运动。【设疑】我们已经知道原子由原子核和核外电子构成。那么，原子核 的内部结构又是怎样的？电子在核外空间的运动状态又是怎样的呢【板书】一.原子核核素1. 原子核的构成，【多媒体展示】原子结构示意图【学生阅读】构成原子的微粒-电子、质子和中子的基本数据:微粒电子质子中子质量(kg)9.109X10311.673X 10271.675X 1027相对质量0.0054841.0071.008电量(C)1.602X 10191.602X10190电荷-1+ 10【思考、讨论并提问】请根据表中所列数据讨论:1. 在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系？ 为什么？2. 原子的质量主要由哪些微粒决定？3. 如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值， 那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么 关系？【教师引导学生小结】【板书】1、数量关系：核内质子数=核外电子数2、 电性关系：原子核电荷数=核内质子数=核外电子数阳离子 核内质子数核外电子数阴离子 核内质子数V核外电子数3、质量关系：质量数(A)=质子数(Z) +中子数(N)【归纳总结】可以用身乂的形式表示一个质量数为A、质子数为Z的原子，那么组成原子的粒子间的关系可以表达为：.质子 z个,原子核 YJL中子 (A-Z)个原子ZX【迁移应用】 核外电子Z个1. 在科学研究中，人们常用37ci符号表示某种原子，请你谈谈图中符 号和数字的含义。2. 某二价阳离子含有10个电子,12个中子，求其质量数。3. 元素R的一个原子，质量数为a，其阴离子Rn有b个电子，求其中 子数。【回顾】元素的种类是由原子核内的质子数决定的。元素是具有相同 质子数（核电荷教的同一类原子的总称。【质疑】同种元素原子的质子数相同，那么，中子数是否也相同呢【多媒体展示】三种不同的氢原子ft（H）笊（D）氤（T）口 质子J A q中子图1-1-5觉、笊、氤的原子结构示意图 电子【比较】三种氢原子结构的异同。【质疑】它们是不是同一种元素？【板书】2.核素元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。核素：人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核 素。同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位 素。【迁移应用】1.请你描述构成原子的各种微粒与元素、核素间的关系。2 .请你描述元素、核素、同位素间的关系【多媒体展示】元素、核素、同位素三者之间的关系:同位素【课堂练习】1. 下列各组物质中，互为同位素的是(A) O2、O3(B) H2、D2、DT(C) H；O、Do. TO(D) 40Ca 和22 Ca2 .下列说法正确的北(A)同种元素的质子数一定相同(B )不同元素原子的质量数必定不同(C)原子核都是由质子和中子构成的(D )凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素【交流与研讨】生物体在生命过程中保留的一种碳原子-碳-14 (14C)会在 其死亡后衰变，测量考古遗址中发现的遗物里碳44的数量，可以推 断出它的存在年代。请你利用所学知识分析龄14与碳-12在结构上的 异同。试列举核素、同位素在生产和生活中的应用。【资料介绍】1 .放射性同位素用于疾病的诊断2. 放射性同位素用于疾病的治疗3 .未来的能添核聚变能【教学反思】本节教材采用设疑问题推进法进行教学，引导学生发现 问题、提出问题以激发学生积极思考，然后，通过看书、研讨、交流 等多种方式，寻求问题的解决途径，探讨问题的结果。培养学生解决 问题的能力。第二课时【复习提问】1. 构成原子的微粒有哪些它们之间有何关系？2. 为什么原子不显电中性？3. 为什么说原子的质量主要集中在原子核上？【引入】同学们已经知道，原子是由原子核和电子构成的，原子核的 体积很小，仅占原子体积的几千亿分之一，电子在原子内有“广阔” 的运动空间。在这“广阔”的空间里，核外电子是怎样运动的呢【设计意图】通过对上一节课内容的回顾，自然过渡到新课的引入； 由新的问题的提出，给出将要学习的内容，创设一种探究学习的氛围。【板书】二、核外电子排布【教师讲述】电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征（1）质量很 小（9.109 X10-3ikg）； （2）电子带负电荷；（3）运动空间范围小（直径 约10-im）:运动速度很快（接近光速）。因此，电子的运动特征就 与宏观物体的运动有着极大的不可-它没有确定的轨道。【设疑】那么我们如何描述核外电子的运动呢 【交流与研讨】根据课前搜集的有关资料：分组讨论电子在原子核外是怎样运动的？ 【简介】原子结构模型的演变2.汤姆逊原子结构模型:1. 道尔顿原子结构模型：3. 卢瑟福原子有核模型4. 玻尔原子结构模型:【设计意图】通过对原子模型的历史回顾让学生体验假说、模型在 科学研究中不可替代的作用；尝试运用假说、模型的科学研究方法。【阅读与讨论】学生阅读课本第六页第三自然段，分小组讨论核外电 子排布有哪些规律？各小组派代表回答。【板书】核外电子排布的规律：1. 电子是在原子核外距核由近及远、能量由低到高的不同电子层上分 层排布的；2. 每层最多容纳的电子数为2n2（n代表电子层数）；3. 电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里，即最先排第一层，当 第一层排满后，再排第二层，依次类推。4. 最外层电子数则不超过8个（第一层为最外层时电子数不超过2个），倒数第二层不超过18个，倒数第三层不超过32个。【合作讨论】电子与原子核距离远近、能量高低有何关系？【板书】电子层n电子层符号K离核距离远电子的能量高最多能容纳的电子数2n21 234LMN k近低2 81832【多媒体展示并讲解】尝试运用上述规律排出钠原子核外的电子，并用原子结构示意图加以表示。核电荷数【小试牛刀】完成下表，看看谁较快。核电荷数元素名称U主比旦元素符号1氢H2氦He3锂Li4铍Be5硼B6碳C7氮N8氧O9氟F10氖Ne11钠Na各层电子数KLM122122232728112镁Mg13铝Al14硅Si15磷P16硫S28617氯Cl18氩Ar288【认真观察】课本第6页核电荷数从1到18的元素的原子结构示意图【迁移应用】1.下列微粒结构示意图表示的各是什么微粒?2.下列微粒结构示意图是否正确？如有错误，指出错误的原因。【设计意图】通过上述应用，使学生加深对核外电子排布的规律的认识，对容易出现的错误，让学生自我发现，以加深印象。【阅读、思考、交流】学生阅读教材第7页，思考、交流下列三个问 题：1. 元素的化学性质与原子的最外层电子排布有什么关奈 金属钠、金 属镁在化学反应中常表现出还原性，而氧气、氯气在化学反应中常表 现出氧化性，你能用原子结构的知识对这一事实进行解释嗯2. 金属元素原子最外层电子数非金属元素原子最外层电子数一般是 多少？3. 元素的化合价的数值，与原子的电子层结构特别是最外层电子数有 什么关系？【设计意图】通过上述交流与讨论，让学生认识元素的性质与 原子结构的内在联系，初步了解元素性质的变化规律。为后阶段学习 元素周期律、元素周期表打下基础。【迁移应用】1.质子、中子、核外电子从不同角度描述了元素或原子的某些 性质和特点，试填下表说明质子、中子、核外电子数目的多少分别决 定着什么？微粒或微粒组合决定属性质子决定元素的种类中子电子质子和中子质子和电子2 .现有力莒微粒结构示意图，试填表，当n取不同值时相对应的微粒名称和微粒符号。n值微粒名称微粒符【作业】课后练习1、2题【教学反思】本节教材主要采用的是讨论法教学，在整个教学活动中 始终注意学生学习的主动性，突出自主与合作的学习方式，充分调动 了学生学习的积极性。