【核心素养目标】人教版化学 九年级上册 第三单元 课题2 原子的结构

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第三单元 构成物质的奥秘
课题2.1 原子的构成 教案
一、教学目标
化学观念：(1)了解原子是由质子、中子和电子构成的。
科学探究：(2)会画原子的结构示意图
（3）知道原子核外电子的分层排布，原子的最外层电子与元素种类的关系，稳定结构
（4）初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。
(5)进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点初识教育。
(6)知道离子的形成过程，会区分阴阳离子，知道离子符号所表示的意义
科学思维：
(1)充分发挥学生的空间想象力，逐步建立空间思维。
(2)学习运用对比、归纳的方法在微观世界和宏观世界之间架起一座桥梁。初步了解微观和宏观概念。
(3)运用比喻举例减少学生对微观世界的神秘感。
科学态度与责任：(1)对学生进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。
(2)通过图形结构逐步提高抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。
二、教学重点：原子的构成；相对原子质量。离子及其意义
三、教学难点：核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系；相对原子质量概念的形成。离子及其意义
【教学实施策略】
1．利用视频、动画片，边看边叙述或边讲边图示，用创设的情境来展示原子内部的结构，让抽象思维变换为形象思维。
2．利用表3-1、图3-12学会寻找质子数、中子数、核外电子数之间关系。
四、教学过程
[引入新课] 在本单元我们将进一步探索物质构成的奥秘。本节课我们首先探索原子的构成。
视频《原子弹爆炸威力》
[板书] 第三单元 物质构成的奥秘
课题2.1 原子的构成
[板书] 一、原子的构成
[学生活动] 让学生阅读课本P53内容原子的构成，在阅读的基础上讨论下列问题。
[问题] 原子是由什么构成的，到底能不能分 如果能分，它又是由哪些部分构成的呢 带着这些问题，我们来学习本课题的第一个问题原子的构成。
①原子中质子数=电子数
②核内质子数就是核电荷数。
③质子数和中子数不一定相等但很接近。
④质子数+中子数=相对原子质量
⑤构成原子的必要粒子是质子和电子，决定原子种类的是核内质子数，它必不可少。
⑥电子质量忽略不计、但最外层电子数量却决定元素的化学性质。原子核极小，但却是原子质量的集中之处。
[课件展示] 打出下列讨论题：
1．原子是由哪两部分构成的
2．原子核和核外电子都带电，为什么整个原子不显电性
3．原子核是由哪些粒子构成的 这些粒子有什么异同
4．不同类原子的内部构成有什么不同
[学生讨论结束后，找学生代表陈述讨论结果，其他小组可以表明自己的不同意见]
[问题1的答案]原子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，所
以说原子由原子核和核外电子两部分构成。
1. 原子结构的发现史简介
2. 道尔顿原子模型
3. 汤姆生原子模型
4. α粒子散射实验（1911年）—原子有核
视频《原子的结构》
[思考]原子核居于原子中心，它在原子中的体积如何 占很大一部分吗
[答案]原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核的半径只有原子半径的几万分之一，如果把原子比作一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁。因此，原子里有很大的空间，电子就在这个空间里做高速运动。
[过渡] 刚才说的这些都比较抽象，接下来我们看“原子的构成”挂图，看一下原子核在原子中到底能占多大。
[挂图]展示“原子的构成”示意图。
[学生观看挂图，说出自己从挂图上得到的有关信息]
[学生陈述自己得到的有关信息]
总结：原子的结构
[思考] 1．原子核所带的正电荷从何而来
2．质子数与原子核所带的正电荷有何关系
3．电子数与原子核所带的正电荷有何关系
核电荷数=核内质子数＝核外电子数。
[学生活动] （1）观看部分原子的结构动画
（2）几种元的的构成
【要点1】 原子的构成
1．构成原子的粒子有三种：质子、中子、电子。但并不是所有的原子都是由这三种粒子构成的。如有一种氢原子中只有质子和电子，没有中子。
2．在原子中，原子核所带的正电荷数（核电荷数）就是质子所带的电荷数（中子不带电），而每个质子带1个单位正电荷，因此，核电荷数=质子数，由于原子核内质于数与核外电子数相等，所以在原子中：核电荷数=质子数=核外电子数。
思考：原子中存在带电的粒子，为什么整个原子不显电性？
原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成，原子核又是由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电；原子核所带正电荷（核电荷数）和核外电子所带负电荷相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。
课堂小结
1. 原子的构成
2. 2.原子结构中的一些规律
3. ①核电荷数=核内质子数=核外电子数。
4. ②质子数不一定等于中子数。
5. ③氢原子的原子核中没有中子。
6. ④原子内质子数不同，原子种类也不同。
二、原子核外电子的排布
1.核外电子分层排布规律 （图示、动画）
视频《观看原子的核外电子运动的模拟动画》
原子核外的电子是如何运动的？
高速运动、无规则运动、分层运动？
核外电子的运动有自己的特点，没有
固定的轨道，但却有经常出现的区域
总结：电子在原子核外一定区域内出现，这些区域叫作叫做“电子层”,核外电子是在不同的电子层内运动的，此现象叫做核外电子的分层排布。
2.原子结构示意图
学生活动：原子结构示意图
画法:画圆圈,标核电,
弧线呈扇面,数字一条线。
练习：O和P的原子结构示意图：
总结拓展：根据原子排布规律确定元素种类
元素的分类 最外层电子数 稳定性 得失电子趋势 化学性质
金属元素 一般＜4 不稳定 易失去电子 容易发生化学反应
非金属元素 一般＞4 不稳定 易得到电子
稀有气体元素 等于8(氦等于2) 稳定 稳定结构 难发生化学反应
金
属元素、非金属元素、稀有气体元素
知识拓展：
⑴在同一周期中，从左到右，原子的电子层数相同（核外电子层数等于周期数），最外层电子数依次增大。
⑵在同一族中，最外层电子数相同但电子层数从上到下依次递增。
⑶同族元素原子的最外层电子数相同，具有相似的化学性质。
3.元素的性质与原子最外层电子数的关系
三.离子的形成
钠原子最外层有1个电子、氯原子最外层有7个电子,最外层都没有达到相对稳定结构,它们发生化学反应时,怎样才能达到相对稳定结构？
图示：钠与氯气反应生成氯化钠的形成过程
（1） 定义：带电的原子或原子团叫离子。
（2） 离子的种类：
阳离子—带正电荷的原子或原子团。阴离子—带负电荷的原子或原子团。
（3）离子也是构成物质的粒子。
（4）离子的表示方法：用离子符号来表示离子
（5）离子符号的意义
（6）离子化合物的形成过程
总结拓展：构物质的微粒
（1）分子：
气体：例如，氧气由氧分子构成；
液体: 例如，水由水分子构成
（2）原子：
（1）金属：铁由铁原子构成
（2）固态非金属：磷由磷原子构成
（3）离子：
氯化钠（NaCl）由钠离子（ Na+ ）和氯离子（ Cl- ）构成
四、相对原子质量
[设问] 什么叫相对原子质量呢 它是如何来表示原子的质量的 请大家带着问题阅读P69相对原子质量一段内容。
原子的真实质量（测定值）：
一个氢原子的质量是：
0．00000000000000000000000000167千克
即1．67×10-27千克
一个氧原子的质量是：　　
0．00000000000000000000000002657千克
即2．657×10-26千克
一个碳原子的质量是：
0．00000000000000000000000001992千克
即1．992×10-26千克
问题：原子的质量很小,记忆、计算都很不方便,那怎么办？请你想办法。
[回答] 因为原子由原子核和核外电子两部分构成，原子核又分为质子和中子，所以原子的质量应等于质子质量、中子质量、核外电子质量之和。
[讲解] 不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以它们的质量也不同，比如1个氢原子的质量为1．67×10-27 kg，1个氧原子的质量为2．657×10-26 kg。
[讲解] 这样小的数字，无论书写、记忆、还是使用都极不方便，就像用吨作单位来表示一粒稻谷或小麦的质量一样。我们可选用一种跟原子质量相近的“砝码”来表示原子的质量，这就是相对原子质量。
1个氢原子的质量为1．67×10-27 kg，作为标准碳原子质量的1／12为
1．66×10-27 kg，所以氢的相对原子质量= ≈1。
1个氧原子的质量为2．657×10-26 kg。
所以氧的相对原子质量= ≈16。
经过这样的计算得到的数字都比较简单，便于书写、记忆和计算，对于这个计算过程大家要掌握。
相对原子质量的近似值：阅读课件相对原子质量表，能得到什么信息？
核电荷数=质子数=核外电子数
相对原子质量≈质子数+中子数
课堂总结（板书设计）：
一、原子的构成
二.原子核外电子的排布
1、分层排布，先 “里”后“外” .(能量最低原则)
2、每个电子层最多容纳2n2个电子 （n代表电子层数）.
三、原子结构示意图
四、元素的种类、化学性质与原子最外层电子数的关系
五 、 离子
六、相对原子质量（Ar）
作业布置：课本57页，练习与应用1、2、3、4、5
教学反思：
【拓展探究】
1．道尔顿在著作中说：“一切物质都是由数量巨大的、极微小的粒子构成的，这些粒子间通过引力互相结合，我们不能创造原子，不能分裂原子，我们能实现的变化，无非把原先结合在一起的原子分开，或原先分开的原子结合起来。”有人对其观点作如下修正，你认为正确的是（ ）
①“一切物质”应改为“有的物质”。
②“变化”只能指“化学变化”而不能指其他任何变化。
③不能“创造”或“分裂”原子应指明不能用物理变化或化学变化的方法“创造”或“分裂”原子。
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③
2．填写下表，已知每个电子的质量约为每个质子（或中子）质量的1／1836，通过下表，不仅可以总结出“在原子里质子数等于电子数”，还能总结出：
原子种类 质子数 中子数 核外电子数 相对原子质量
氢 1 0
碳 6 12
氧 8 16
钠 11 12
铁 30 26
（1）__________________________； （2）__________________________；
（3）__________________________； （4）__________________________。
【典型例题解析】
【例1】下列说法正确的是（ ）
A. 原子不能再分 B. 原子核是由质子和电子构成
C．相对原子质量就是实际原子质量的简称 D.原子可以构成分子，也可以构成物质
【分析】原子不能再分是指在化学反应中，但在其他变化（原子核裂变）中，原子可以再分，故A不正确。原子核是由质子和中子构成，故B不正确。相对原子质量是以一种碳原子质量的1/12作为标准，其他原子质量跟它相比较所得的比，故C也不正确。物质是由分子、原子等粒子构成，而分子则是由原子构成，故D正确。
答案：D
【例2】关于原子的说法不正确的是 （ ）
A. 是构成物质的一种粒子 B. 是化学变化中的最小粒子
C. 在化学反应中可以再分 D. 是由原子核和核外电子构成
【分析】构成物质的粒子有三种：分子、原子和离子（将在课题3学习），因此，原子是构成物质的一种粒子，故A正确。在化学变化中，发生变化的是分子，原子的种类和数目都不变，只是重新组合成新物质的分子，故原子是化学变化中的最小粒子，故B正确C不正确。原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，故D也正确。
答案：C
【例3】以氧原子为例说明构成原子的粒子有哪几种？它们怎样构成原子？为什么整个原子不显电性？
【分析】在氧原子中8个质子和8个中子构成原子核。8个电子绕着原子核高速运动，这样就构成了氧原子。每个质子带1个单位正电荷，中子不带电，每个电子带1个单位负电荷，原子中核电荷数=质子数=核外电子数。由于整个原子中正负电荷相等，所以整个原子不显电性。
答案：构成原子的粒子有质子、中子、电子。
【例4】科学上发现相对原子质量分别为1、2、3的三种氢原子，你认为这三种氢原子在结构上有什么异同？
【分析】因为这三种原子都属氢元素的原子。核电荷数=质子数＝核外电子数=1，又据相对原子质量=质子数+中子数，可知这三种氢原子的核内中子数不等，分别为0、1、2。
答案：见分析。
【例5】北约轰炸南联盟时，广泛使用了美制贫铀弹，造成了严重的后果。已知贫铀弹中含有的铀-236（236为相对原子质量）是一种放射性元素，其质子数为92，则这种铀原子里中子数与核外电子数之差为________。
【分析】本题解题的关键是理清原子中下列粒子间的关系：
①核电荷数＝质子数=核外电子数
②相对原子质量=质子数+中子数
从而推导：中子数＝236-92=144；电子数＝92；中子数-电子数=144-92＝52
答案：52
【能力提升训练】（中考试题链接）
1．据中央电视台2001年6月3日在云南抚仙湖底古城考古现场报道，科学家曾通过测定古生物遗骸中的碳-14含量来推断古城年代。碳-14原子的核电荷数为6，相对原子质量为14，下列关于碳-14原子的说法中，错误的是（ ）
A．中子数为6 B. 质子数为6 C．电子数为6 D．质子数和中子数之和为14
2．据报道，俄罗斯科学家最近合成了核电荷数为114的元素的原子，经测定该原子的相对原子质量为289，则中子数与电子数之差为（ ）
A. 175 B. 114 C. 61 D. 289
3．1999年度诺贝尔化学奖获得者艾哈德·泽维尔开创了化学研究新领域，他使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是（ ）
A. 原子中原子核的内部结构 B．化学反应中原子的运动
C．化学变化中生成物分子的形成 D. 化学反应中反应物分子的分解
4．卢瑟福在测定原子构成时做了如下实验：取一极薄的金箔，用一高速运动的氦核射击。发现大多数氦核通过了金箔，极少数氦核发生偏转或被弹回，根据上述现象得出以下结论正确的是（ ）
A. 金原子是实心球体，紧密结合排列 B. 相对金原子而言金原子核体积小质量大
C. 金原子核带正电 D. 金原子质量与氦核质量相当
【双基达标训练】
1．化学变化中的最小粒子是 （ ）
A．分子 B. 原子 C. 质子 D．电子
2．在原子里，质子数等于 （ ）
A. 中子数 B．电子数 C．原子数 D．中子数和电子数之和
3．碳的相对原子质量为（ ）
A．12 g B. 1/12 g C．12 D．1.66×10-27 kg
4．原子的质量主要集中在 （ ）
A．质子 B．中子 C．电子 D．原子核
5．下列关于原子核的叙述：①通常是由中子和电子构成；②通常是由质子和中子构成；③带正电荷；④不显电性；⑤不能再分；⑥跟原子比较体积很小，但却集中了原子的主要质量．正确的是（ ）
A．②④⑥ B. ②③⑥ C．①③⑤ D．①④⑤
6．下列叙述正确的是 （ ）
A．相对原子质量就是实际原子质量的简称
B．相对原子质量就是其他原子质量与一种碳原子质量相比较所得的比
C．相对原子质量就是一种碳原子质量的1/12
D．原子质量约等于原子核内质子质量和中子质量之和
7．原子是由居于原子中心的带________电的________和核外带________电的________构成的，由于它们所带的电荷________，电性________，所以整个原子不显电性。
8．由我国著名科学家、中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕等几种元素的相对原于质量新值，其中他测定核电荷数为63的铕元素的相对原子质量新值为152，则该元素的原子中质子数=________，中子数________，核外电子数________。
9．在分子、原子、原子核、质子、中子、电子等粒子中，找出符合下列条件的粒子，填在相应的横线上：
（1）能保持物质化学性质的粒子是________。
（2）化学变化中的最小粒子是________。
（3）带正电荷的粒子是 ________。
（4）不显电性的粒子是________。
（5）质量最小的粒子是________。
（6）在同一原子中数目相等的粒子是________。
（7）决定原子质量大小的粒子主要是________。
10．已知碳-12原子的质量为1.993×10-26 kg，一个氧原子的质量为2.657×10-26kg，求氧的相对原子质量。
参考答案：
1.B 2.B 3.C 4.D 5.B 6.B 7.正电、原子核、负电、核外电子、相等、相反8.63、89、152 9.（1）分子（2）原子（3）原子核、质子（4）分子、原子、中子（5）电子（6）质子、电子（7）原子核
★康尼查罗——原子-分子论的确立者
斯坦尼斯劳·康尼查罗（1826—1910）出生于意大利西西里岛，他的一生对化学发展做出了巨大贡献。
1841年，斯坦尼斯劳进入巴勒莫大学医学系学习，当时从事人类神经活动研究工作的福德尔教授，给了青年康尼查罗以很大影响。他和教授一起工作，试图探索有无可能辨别运动神经和感觉神经。1845年，那不勒斯召开科学代表大会，年仅19岁的康尼查罗就自己所做的研究在会上做了报告，引起了与会科学家们的极大兴趣。
康尼查罗还是一位革命家，他参加了1848年的巴勒莫起义，但起义最终失败了，于是康尼查罗又回到了由于从事革命事业而中断的科学研究工作中。
康尼查罗最重大的成就就是确立了阿伏加德罗提出的原子—分子学说。1860年，他被邀参加国际化学家代表大会。代表大会要解决的一个问题就是给“原子”和“分子”这两个概念下一个准确的定义。康尼查罗的想法得到了化学家们的赞同，康尼查罗提出“原子是组成分子的最小粒子，而分子是物质性质的体现者──分子是在理化性质方面可与其他类似的粒子相比较的最小粒子”。
★原子结构的发现
原子“绝对不可再分”的观点在19世纪末受到了新的科学发现的冲击。1879年，英国著名物理学家和化学家克鲁克斯（SirWilliamCrookes，1832—1919）在高真空放电管中发现了一种带负电荷的粒流——“阴极射线”；1879年，英国剑桥大学物理学家汤姆生利用阴极射线能被电场和磁场联合偏转的作用，测定了这种粒子的荷质比（即电荷与质量之比），实验表明，不论电极用什么材料制成和在阴权射线管中亢以什么样的气体，生成带负电的粒子其荷质比都是相同的，说明它是原子的共同组成部分，称之为电子。1903年电子发现者汤姆生提出一个原子的“葡萄干面包”模型，认为电子嵌在原子中，如同葡萄干嵌在面包中一样。1909年，英国物理学家卢瑟福用一束高能的带正电的氦离子流轰击薄金箔时发现，绝大多数粒子几乎不受阻碍而直接通过金箔，说明原子内部很空旷；但也有权少数（约万分之几）粒子穿过金箔后发生偏转，个别粒子偏转程度较大，甚至被反弹回来。卢瑟福设想，这是由于原子中存在一个几乎集中了原子全部质量并带正电荷的极小的核，是它对粒子产生了静电排斥作用。1911年，卢瑟福提出了原子结构的“核式模型”：每个原子中心有一个极小的原子核，几乎集中了原子的全部质量并带有Z个单位正电荷，核外有Z个电子绕核旋转，电子绕核如同行星绕日运行，因此这一模型也被称为“行星式模型”。后来由于对原子光谱的深入研究和量子力学的出现，才逐步形成了现代原子结构理论。
★道尔顿──科学原子论的提出者
英国化学家道尔顿（1766—1844）最大的贡献是把古代模糊的原子假说发展为科学的原子理论，为近代化学的发展奠定了重要的基础。
道尔顿15岁时已经是一名教师，他对气象很感兴趣，每天坚持记录气象变化。后来听说肯代尔城有一位叫约翰·豪夫的人也对气象很感兴趣，于是他去拜访豪夫先生，到那儿道尔顿才发现豪夫先生是一位盲人，但豪先生却可以独立进行实验。他可以安装仪器，把容器装满却不溢出一滴溶液，也不会打碎仪器。道尔顿深为钦佩，从豪夫先生那儿道尔顿学到了很多东西。
1793年，道尔顿到曼彻斯特一家著名学院教书，在那儿，他对科学的兴趣越来越广泛，但他渐渐感到担任教学工作妨碍他从事科学实验，因为教书占用他时间太多，从事研究的时间太少了。1799年，道尔顿离开学院，成为曼彻斯特最受尊重的私人教师，他每天授课不到2小时以赚取微薄的生活费和科研经费。道尔顿全身心地投入科学研究，成为了一名伟大的化学家。
除了在化学界取得的成绩外，道尔顿还是色盲的发现者。
有一次道尔顿给母亲买的圣诞礼物是一双蓝袜子，但母亲却说袜子是红色的。经过详细的研究，道尔顿使用各种颜色的方块在小学生中间进行了实验。他发现，有的学生根本就不能分辨颜色，有的却往往错认各种颜色。1794年，道尔顿写出了一份关于色盲的报告，提出人类中存在着色盲这一病症，所以在英国人们将色盲称为“道尔顿症”。
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