【轻松备课】科粤版化学九年级上 第二章2.3构成物质的微观粒子(Ⅱ)——原子和离子 教学详案

第二章 空气、物质的构成
2.3 构成物质的微观粒子（Ⅱ）——原子和离子
设计说明 本节内容分为三课时。第一课时内容为原子及其构成，本课时的教学设计通过回忆前面学过的分子在物理变化和化学变化中的变化，以及氧化汞分解的微观示意图，指出原子还可以再分成更小的粒子。原子中的那些粒子都是什么粒子呢？设计问题，引导学生阅读教材，了解原子的结构。然后通过对表格数据的分析，认识质子、中子和电子数目关系。第二课时难点比较集中，有电子的分层排布、原子结构示意图的意义、元素最外层电子数与元素性质的关系等。为了更好地让学生理解，可以播放动画介绍核外电子的排布。指导学生阅读教材，理解多电子的原子如何分层？元素分类和原子最外层电子数之间的关系，可以通过观察1～20号原子结构示意图的横行、纵列的特点，让学生找出规律。相对原子质量部分采用比喻的方法加深理解，通过表格分析得出另外一个计算公式，相对原子质量约等于质子数加中子数。通过计算，使同学体会相对原子质量引入的重要性和必要性。第三课时通过复习原子结构示意图以及原子性质和最外层电子的关系，引出氯化钠的性质，进而介绍阴阳离子、离子符号等知识，学完离子后，总结构成物质的三种微粒之间的不同和联系。 【知识与技能】 1.知道原子、离子也是构成物质的微粒。 2.理解分子、原子和离子的区别和联系。 3.简单了解原子内部的结构、组成和相对质量。 4.初步形成微观想象能力，用微粒的观点认识某些化学反应。 【过程与方法】 1.充分利用教材提供的图表等资料，化抽象为具体，初步学会运用类比、想象、归纳概括等方法获取信息并进行加工。 2.培养学生的抽象思维能力和综合分析能力。 【情感、态度与价值观】 1.进行世界是物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点的教育。 2.激发学生对微观世界的探究欲和学习化学的兴趣。 重点难点 教学重点 1.原子的构成。 2.原子核外电子是分层排布的，稀有气体金属和非金属原子核外电子排布的特点。 3.离子概念、离子符号的写法和意义。 教学难点 1.原子的构成。 2.了解原子核外电子是分层排布的，了解典型元素原子核外电子排布的特点。 教学方法 实验观察法、模型法。 教具、学具 计算机多媒体教学系统、CAI课件等。 授课时数 3课时 第一课时 教学过程 导入新课 讨论：当物质发生变化时，构成物质的分子会如何变化呢？ 学生回答： 由分子构成的物质，在物理变化中，分子本身不发生改变，仍然保持该物质的化学性质；在化学变化中，分子本身发生改变，生成化学性质跟原物质不同的新物质分子。 在化学变化中，分子发生改变，变成了什么呢？今天我们就进一步了解一下 讲授新课 【教师讲解】 氧化汞分解的实验 实验步骤：将红色粉末氧化汞装在试管里加强热，收集产生的气体。 实验现象：红色粉末渐渐变化，试管内壁上出现银光闪闪的物质，收集的气体可以支持可燃物燃烧。 【讲解】这是一个什么变化？用文字表达式来表示这个化学变化（与学生互动） 氧化汞（HgO）汞（Hg）+氧气（O2） 【讲述】这是宏观的角度认识到氧化汞的变化，那么从微观的角度，这个变化是如何发生的？ 动画展示两个氧化汞分子球棍模型模拟化学反应微观过程 【思考】第一步变化与第二步变化微观过程有何不同？ 【回答】第一步变化中分子破裂为原子，第二步原子重新组合为新的分子。 【提问】分子和原子的本质区别是什么？ 【回答】在化学变化中，分子可分，原子不可分。 一、原子 1.定义：原子是化学变化中的最小微粒 在化学变化中，分子本身发生变化，分解为原子，原子本身没有发生变化，只是重新组合成新分子，构成新物质。 分子可以分为原子,原子也可以构成分子。 2.原子也是构成物质的一种微粒 3.原子的基本性质 （1）原子的质量和体积都很小； （2）原子都在不断的运动着； （3）原子间有间隔； （4）同种物质原子的性质相同，不同种物质原子的性质不同。 4.分子、原子的根本区别 在化学变化中，分子可以分成原子，而原子不能再分。 教师总结： 分子、原子的区别与联系 项目分子原子概念保持物质化学性质的一种微粒化学变化中的最小微粒根本区别在化学变化中可以再分在化学变化中不能再分相同点①都在不断地运动，微粒间都有间隔，质量、体积都很小 ②同种微粒化学性质相同，不同种微粒化学性质不同 ③都能直接构成物质联系
二、原子的构成 【提问】原子可分吗？ 【展示】显微镜下的原子内部图像 【讲解】 十九世纪以前，原子一直被认为是坚硬的不可分割的实心球体。1897年，汤姆生发现了电子，从此叩开原子的大门，人们开始揭示原子内部的秘密。之后卢瑟福通过实验证明原子是由原子核和核外电子两部分构成的。下面，我们跟随卢瑟福实验中的α粒子，穿进原子内部去“刺探”原子内部的具体构成情况（如图）。1911年卢瑟福等人为探索原子的内部结构又进行了下面的实验：用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔，结果发现：①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向；②一小部分α粒子改变了原来的运动方向；③极少数粒子反弹回来。 α粒子轰击金箔 【设问】产生上述现象的原因是什么呢？ 【讲解】①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向——原子内部有很大的空间。②一小部分带正电的α粒子改变了原来的运动方向——原子核带正电，α粒子途经金原子核附近时，受到斥力而改变了运动方向。
③极少数粒子反弹回来——原子中有一个很小的原子核，原子核很小，但集中了较大的质量。 【讲解】原子核居于原子中心，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。 【结论】原子是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。 1.原子的结构 【提问】原子核还能不能再分呢？ 科学家通过不断的实验探究，获得了原子核由质子和中子构成的结论，其中质子带正电荷，中子不带电。并且在不同的原子中，质子、中子本身都一样，区别在于，不同的原子中所含的质子、中子数目不同。 原子 【提问】原子带电吗？ 【投影展示】 表1几种原子的构成 原子种类质子数中子数核外电子数相对原子质量氢1011碳66612氧88816钠11121123镁12121224氯17181735
【思考】原子中存在带电的粒子，为什么整个原子不显电性？ 【讲解】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，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电量相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。 由上表我们还可以得出以下结论： 1.不同种类的原子，其核电荷数、质子数是不同的； 2.一个原子其核内质子数与中子数不一定相同； 3.同种原子，核电荷数=质子数=核外电子数； 4.不一定所有的原子核内都有中子。 当堂达标 1.下列关于原子的叙述正确的是（　　） ①一切原子都是由质子、中子和电子构成的　②原子在不停地运动　③原子是化学变化中的最小粒子　④原子由原子核和核外电子构成　⑤原子中不存在电荷，因而原子不带电 A.②③④ B.①②④ C.①③⑤ D.①②③④⑤ 答案：A 2.下列叙述正确的是（　　） A.原子核都由质子和中子构成 B.原子是实心的球体 C.在原子中，核内的质子数与核外的电子数不一定相等 D.不同种类的原子，核内的质子数不同，核外电子数也不同 答案：D 3.组成一切原子必不可少的粒子是（　　） A.质子 电子 B.质子 C.质子 中子 电子 D.质子 中子 答案：A 4.下列关于原子的叙述正确的是（　　） A.原子是构成物质的最小粒子 B.原子是保持物质性质的最小粒子 C.原子是不能再分的粒子 D.原子是化学变化中的最小粒子 答案：D 5.下列关于原子的叙述正确的是（　　） Ａ.物质都是由原子构成的　 Ｂ.原子是由质子和中子构成 Ｃ.原子本身不显电性　　　 Ｄ.原子都是由质子、中子、电子构成的 答案：C 6.某原子的质子数为26，中子数比质子数多4，则该原子中所含微粒总数为（　　） A. 26 B. 56 C. 82 D. 86 答案：C 7.构成氧原子的微粒有（　　） A. 8个质子，8个中子，16个电子 B. 8个质子，8个电子 C. 8个质子，8个中子，8个电子 D. 8个原子核，8个中子，8个电子 答案：C 8.化学变化中的最小粒子是（　　） A.原子 B.分子 C.质子 D.中子 答案：A 板书设计 2.3　构成物质的微粒（Ⅱ）——原子和离子 第一课时 一、原子 二、原子的构成 原子 （1）质子数=核外电子数=核电荷数； （2）原子不显电性。 第二课时 教学过程 讲授新课 三、原子核外电子排布 我们已经知道原子内部的奥秘，核外电子是围绕原子核高速运转的。那原子内部的电子是怎样排布的呢？如果要大家表示原子的内部结构，要怎么去表示呢？ 1.原子结构示意图 以钠原子微粒，讲解原子结构示意图各部分内容的含义 给出氧原子的原子结构图，让学生尝试画出氧原子的结构示意图。 2.原子核外电子排布 给出1～18原子的原子结构示意图，让学生观察、讨论、填空。 （1）第一层最多容纳___个电子，第二层最多容纳___个电子。 （2）最外层不超过 个电子,只有1层的不超过___个电子。 （3）电子先排满第___层，再排第___层，排满第___层，再排第___层。（按照能量由低到高的顺序分层排布） 教师总结：原子核外电子排布规律 （1）各层最多能容纳的电子数为2n2个； （2）第一层最多容纳2个电子，第二层最多容纳8个电子，最外层不超过8个电子(若第一层为最外层时，不超过2个电子)； （3）能量低的优先排满，依次再排能量逐步升高的电子层里。 3.原子结构与元素分类、元素化学性质的关系 【教师点拨】相对稳定结构：最外层电子数为8个（只有一个电子层时为2个） 【教师提问】（1）不同类元素的原子最外层电子数有何特点？它们的结构是否稳定？ （2）化学反应过程中元素的原子总是力求使自身结构趋于或达到稳定结构，金属与非金属元素通过何种方式可趋于达到相对稳定结构？ （3）不同种类元素的原子最外层电子数与化学性质有怎样的关系？ 【学生回答】学生分析原子最外层电子数特点及与元素性质的关系。 原子的分类最外层电子数得失电子趋势化学 性质举例稀有气体元素的原子一般为8个（氦为2个）相对稳定，不易得失电子稳定氦、氖、氩金属元素一般少于4个易失去电子不稳定钠、钾、镁等非金属元素一般等于或大于4个易得到电子不稳定硫、氯等
【教师点拨】 元素的性质与核外电子的排布，特别是最外层电子数的关系最密切。 （1）金属元素：最外层一般少于4个电子，易失去最外层电子，化学性质活泼。 （2）非金属元素：最外层一般等于或大于4个电子，易得到电子，化学性质活泼。 （3）稀有气体元素：最外层为8个电子（氦为2个），具有相对稳定结构，化学性质不活泼。 例题　某原子的原子结构示意图如图所示，请回答下列问题。 　　　　 A　　　 B C D E （1）图中x= ，该原子属于 （填“金属”或“非金属”）原子。 （2）A～E表示的微粒中，具有相对稳定结构的是　　　　（填字母，下同），与题给原子化学性质相似的是　　　　　。 解析：（1）在原子中，质子数=核外电子数，35=2+８+18+x，x=7；因为最外层电子数为７，大于４，所以该原子属于非金属原子。 （2）最外层电子数为８（只有一个电子层时为2）的结构为相对稳定结构。题中只有Ｃ项原子最外层电子数为８，具有相对稳定结构。最外层电子数相同的原子具有相似的化学性质，因此题中的Ｅ项原子与题给原子具有相似的化学性质。 答案：（1）７　非金属　（2）C　E 【教师点拨】 1.元素的化学性质与原子的最外层电子数有着密切关系。 2.最外层电子数决定元素的化学性质。 【教师讲解】 我们已经知道，原子是很小的，原子比作体育场，原子核相当于体育场中央的一只蚂蚁，可见原子核的体积与原子相比很小。电子质量只有质子质量的1/1 836，小到可以忽略不计，那么原子的质量大约相当于原子核的质量。那原子的质量到底有多大呢？大家看课本51页中间的图表中列举了一些原子的质量。从这个表中我们可以知道，原子质量是非常小的，如果要我们记这些原子的质量，是不容易记住的，所以科学家用一种相对质量来衡量原子的质量，这就是我们接下来要学习的相对原子质量。 四、相对原子质量 1.概念 以一种碳原子（C-12）的质量的1/12作为标准，把其他原子的质量跟这个标准相比较所得到的比值，叫做这种原子的相对原子质量。 碳原子有多种，它们的质子数都是6，但中子数不同，可能是6或7或8等。这里所说的“一种碳原子”是指含有6个质子和6个中子的碳原子，其质量的1/12约为1.661×10-27 kg，近似等于一个质子或一个中子的实际质量。 2.计算公式 相对原子质量== 注意： （1）相对原子质量是一个比值不是实际质量。 （2）国际单位为1。 例题：已知氧原子的质量为2.657×10-26 kg，碳12原子的质量为1.993× 10-26 kg，求氧的相对原子质量。 答案：氧原子的相对原子质量= 2.657×10-26 kg÷ 1.993×10-26 kg ×12≈16 跟踪练习　已知碳12原子的质量为1.993×10-26 kg，氢原子的质量为1.67× 10- 27 kg。 求：氢原子的相对原子质量？ 答案：氢原子的相对原子质量=1.67×10-27 kg÷ 1.993×10-26 kg×12≈1 【教师点拨】下面让我们来熟悉一下某些原子的相对原子质量并记住张青莲教授对相对原子质量的测定做出的卓越贡献。 3.相对原子质量和质子数、中子数之间的关系 展示表格内容，请同学们观察下表，说出各原子相对原子质量的近似值与什么有关？ 【学生讨论】学生观察，寻找规律。 原子种类相对原子质量质子数中子数氢110碳1266氧1688钠231112磷311516硫321616铁562630
【教师点拨】 相对原子质量 ≈质子数 + 中子数 尝试查阅如下几种元素的相对原子质量，看谁查得又快又准! 磷、铝、氮、钠、硫、镁 磷-31　铝-27　氮-14　钠-23　硫-32　镁-24 当堂达标 1.如图为氯原子的结构示意图，下列有关说法错误的是（　　） A.氯原子的核电荷数为17 B.氯原子最外层有7个电子 C.氯原子的质子数为17 D.在化学反应中氯原子容易失去电子 答案：D 2.已知1个碳12原子的质量为a kg，则实际质量为b kg的另一种原子的相对原子质量为（　　） A.12b/a kg B.12b/a C.12a/b D.12a/b kg 答案：B 3.氡原子的质子数为86，中子数为136，这种氡原子核外电子数为（　　） A.50 B.86 C.136 D.222 答案：B 4.在原子的组成中，　　　 带正电，　 　　带负电，中子不带电，　　 　绕着　　　　做高速运动。　　　　占据原子的绝大部分体积，　　　　集中了原子的主要质量。 答案：质子　电子　电子　原子核　电子　原子核 5.科学家合成了核电荷数为114的元素的原子，经测定该原子的近似相对质量为289，则其中子数是____________。 答案：175 板书设计 2.3 构成物质的微粒（Ⅱ）——原子和离子 第二课时 三、原子核外电子排布 1.原子核外第一层最多排2个电子，第二层最多排8个电子。 2.最外层最多不超过8个电子。 3.最外层电子数决定元素的化学性质。最外层电子数相同，化学性质相似。 四、相对原子质量 1.概念 2.公式 相对原子质量== 3.相对原子质量和质子数、中子数之间的关系 相对原子质量≈质子数+中子数 第三课时 教学过程 导入新课 【复习回顾】 学生做以下三个题 1.某原子结构示意图为，该原子的核电荷数为 个，核外有 个电子层，第二层上有 个电子，最外电子层上有 个电子，该原子为 。 2.原子结构与化学性质的关系 原子分类最外层电数结构的稳定性化学性质金属非金属稀有气体
原子的化学性质主要决定于原子的___________。 3.练习：请画出钠原子、氯原子、镁原子、硫原子的结构示意图，并分析四种原子得失电子的情况。 讲授新课 五、离子 【教师讲解】 根据前面的联系，我们画出的钠原子、氯原子、镁原子、硫原子经过得失电子后变成的粒子就是离子，钠原子和镁原子失电子后核内质子数大于核外电子数，带正电，是阳离子；氯离子和硫原子得到电子后，核内质子数小于核外电子数，带负电，是阴离子。 1.离子的定义：当原子得到或失去核外电子从而带上电荷以后，便转变成离子。 2.离子的分类 （1）阳离子：带正电的原子（或原子团）叫做阳离子。 ①特点：核外电子数＜质子数。 ②示例：Na+、K+、Mg2+、Al3+。 （2）阴离子：带负电的原子（或原子团）叫做阴离子。 ①特点：核外电子数＞质子数。 ②示例：O2-、S2-、 F- 、Cl-。 原子团是由原子按照一定的个数比构成的原子集团，常命名为“某某根”。常见的原子团有硫酸根离子（）、碳酸根离子（）、硝酸根离子（）、氢氧根离子（OH-）、铵根离子（）等。 由于金属原子、非金属原子的原子核外最外层没有达到稳定结构，在化学反应中易得失电子，从而达到稳定结构，那么，得失电子的结果怎样呢？ 3.探究离子的形成过程 实验演示：钠在氯气中燃烧 实验目的：观察钠在氯气中燃烧。 实验步骤：把装满氯气的集气瓶倒扣于加热至熔化的金属钠上。 实验现象：钠燃烧，产生白烟。 实验结论：钠+氯气氯化钠 实验解释：当点燃的钠与氯气相遇时，氯分子（Cl2）分开成单个的氯原子（Cl），与钠原子（Na）发生了下述变化： 通过结构示意图我们可以知道，钠原子最外层有一个电子，而氯原子最外层有七个电子。钠在氯气中燃烧生成氯化钠，在这个反应中，每个钠原子失去一个电子，形成钠离子，每个氯原子得到一个电子，形成氯离子。钠离子与氯离子由于静电作用结合成稳定的化合物——氯化钠。 阳离子的形成：金属原子的最外层电子数一般小于4，在化学反应中易失去电子，质子数大于核外电子数，所以带正电荷，为阳离子，电子层减少1层。 阴离子的形成：非金属原子的最外层电子数一般大于4，在化学反应中易得到电子，质子数小于核外电子数，所以带负电荷，为阴离子，电子层数不变。 4.离子符号的书写：先写元素或原子团符号，然后在符号右上方先标电荷数值（数值为“1”时省略），后标“+”“-”号。离子所带电荷数由该元素原子的最外层电子数决定。 【教师提问】2Mg2+中数字“2”表示何种意义 【学生回答】 5.离子符号表示的意义 【教师讲述】教师介绍原子团，要求学生熟记常见原子团（根）的符号、名称。 名称： 氢氧根 硝酸根 铵根 碳酸根 硫酸根 符号： OH- 【学生讨论】原子和离子的比较有哪些区别和联系？ 【归纳总结】（1）区别：①原子结构一般不稳定（稀有气体除外），而离子结构稳定；②原子不显电性，离子带电；③原子在化学反应中不变，离子可能变；④原子用元素符号表示，离子用离子符号表示。 （2）联系：①都能构成物质，保持物质的化学性质；②用图示表示它们之间的关系。 【学生思考】想一想分子、原子、离子、物质间的关系。 【教师展示】 【教师点拨】构成物质的粒子包括原子、分子、离子。 （1）由原子直接构成的物质：稀有气体（如He、Ne等）；金属（如Hg、Fe等）；少数固态非金属（如C、Si等）。 （2）由分子构成的物质：双原子气体分子（如H2、O2、N2等）;多原子共价化合物（如H2O、CO2、HCl等）。 （3）由离子构成的物质：离子化合物（如NaCl、K2S、CuSO4等）。 当堂达标 1.下列结构示意图，表示阴离子的是（　　） 　　　　　　 　 　　　　　　A　　　　　B　　　　　C　　　　　　D 答案：D 2.某元素的原子结构示意图为，下列说法错误的是（　　） Ａ.该元素原子的质子数为11 Ｂ.该元素原子的核外有三个电子层 Ｃ.该元素属于非金属元素 Ｄ.该元素原子的核外电子总数为11 答案：C 3.下列粒子结构示意图中，表示阳离子的是（　　） 　　　 A　　　　B　　　　　C　　　　　D 答案：C 4.甲、乙是两种粒子的结构示意图，下列说法正确的是（　　） 　　 甲　　　　　乙 Ａ.甲是阳离子 Ｂ.乙是阴离子 Ｃ.甲、乙属于不同种粒子 Ｄ.甲、乙都属于金属原子 答案：Ｃ 板书设计 2.3 构成物质的微粒（Ⅱ）——原子和离子 第三课时 五、离子 1.离子的定义 2.离子的分类 阳离子 阴离子 3.探究离子的形成过程 4.离子符号的书写 5.离子符号表示的意义 教学反思