【轻松备课】人教版化学九年级上册第三单元课题2 原子的结构 教学详案

第三单元　物质构成的奥秘
课题2　原子的结构
设计说明 本课题内容分为两课时。第一课时内容为原子的构成和相对原子质量， 本课时的教学设计通过回忆前面学过的分子原子的概念以及化学反应实质，教师播放卢瑟福实验动画引入，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。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。第二课时难点比较集中，有电子的分层排布、离子的形成、原子结构示意图的意义、离子符号和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以及氯化钠的形成过程。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。 教学目标 【知识与技能】 1.知道原子的构成以及构成粒子之间的关系。 2.知道相对原子质量的含义，并学会查相对原子质量表。 3.能运用相对原子质量的两个公式进行相关计算。 4.了解化学在宏观物质与微观粒子之间建立联系的途径和特点。 5.了解构建原子结构示意图是一种模型化的方法。 6.了解原子核外的电子是分层排布的。了解典型元素（稀有气体、金属和非金属）原子核外电子排布的特点。 7.以氯化钠为例，了解离子形成的过程，知道离子是构成物质的一种粒子。 【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、态度和价值观】 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 电子白板 授课时数 2课时 第一课时　原子的构成和相对原子质量 教学过程 回顾思考 1.有些物质是由分子构成的，而分子又是由 构成的。如水是由水分子构成的，而1个水分子是由 构成的。 2.在化学变化中，分子 ，原子 。 3.在化学变化中，分子的种类可以发生变化，而原子的种类不会发生变化，因此，原子是 的最小粒子。 答案：1.原子　2个氢原子和1个氧原子 2.可分　不可分 3.化学变化中 导入新课 【教师讲解】原子是否可以再分，如果可以，它又是由什么构成的呢 1911年著名物理学家卢瑟福做了著名的卢瑟福实验，用一束带正电的质量比电子大很多的高速运动的α粒子轰击金箔，结果是大多数α粒子能穿过金箔并不改变原来的方向，但也有一小部分改变了原来的方向，甚至有极少数α粒子被反弹了回来。 α粒子运动轨迹示意图 【学生讨论】产生上述现象的原因是什么？ 【学生回答】1.大多数α粒子能穿过金箔并不改变原来的方向说明原子不是实心的，内部有很大部分是空的。 2.一小部分改变了原来的方向说明原子内部存在着带正电的组成部分，α粒子受到斥力而改变了原有的运动路径。 3.甚至有极少数α粒子被反弹了回来说明原子内部存在的带正电的部分，集中了较大的质量，且所占空间很小。 讲授新课 一、原子的构成 【教师提问】那么原子究竟具有一个什么样的结构呢？ 【学生阅读】教材原子结构的放大模型。 【教师提问】我们知道，分子、原子都在不断地运动着，那么，你们能否想象一下：构成原子的原子核和电子是如何运动的呢？ 【学生讨论】学生交流讨论，个别发言，相互补充，不断完善。 【学生思考】 1.铁这种物质是由什么粒子聚集而构成的？铁本身是否带电？ 2.原子不显电性的原因？ 【学生回答】 1.铁原子　不带电 2.由于原子核所带电量和核外电子的电量相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。 【归纳总结】你对“原子的结构”是否有了一个更新的认识呢？谁能概括一下？ 【学生阅读】学生阅读下表数据，思考分析得出结论。 粒子种类电性质量质子1个单位正电荷1.672 6×10-27 kg中子不带电1.674 9×10-27 kg电子1个单位负电荷质子质量的1/1 836
【归纳总结】质子和中子的质量大约相等，电子的质量很小。原子的质量主要集中在原子核上。 【学生讨论】下面请同学们以小组为单位，阅读下表，你能从中获取哪些信息呢？ 原子种类质子数中子数核外电子数氢101碳666氧888钠111211氯171817铁263026
【教师点拨】 1.原子核内不一定都有中子（比如表中的氢原子）。 2.核内的质子数不一定等于中子数。 3.核电荷数=核外电子数=质子数=原子序数。 4.核电荷数（质子数）决定原子的种类。 跟踪练习　在分子、原子、质子、中子、电子这些粒子中，选择合适的答案，填在空格上。 （1）能直接构成物质的粒子有： 。 （2）在化学变化中最小的粒子有： 。 （3）不显电性的粒子有： 。 （4）带正电的粒子有： 。 （5）带负电的粒子有： 。 （6）质量最小的粒子有： 。 （7）构成原子的微粒有： 。 （8）构成原子核的微粒有： 。 答案：（1）分子、原子　（2）原子　（3）分子、原子、中子　 （4）质子　（5）电子　（6）电子　（7）质子、中子、电子　 （8）质子、中子 【教师讲述】不同原子的质量各不相同，可以用现代科学仪器精确地测量出来。如： 一个氢原子的质量是：1.67×10-27 ㎏， 一个氧原子的质量是：2.657×10-26 ㎏， 一个铁原子的质量是：9.288×10-26 ㎏。 这样小的数字，书写、记忆和使用起来都很不方便，就像用吨做单位来表示一粒稻谷或小麦的质量一样，能不能用一种好写、好记、好用的方法来表示原子的质量呢？ 【学生阅读】教材第56页的内容。 二、相对原子质量 1.相对原子质量的概念 以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量（符号为Ar）。 【教师点拨】 某原子的相对原子质量（Ar）= 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=2.657×10-26 kg，碳12原子的质量=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=1.993×10-26 kg，氢原子的质量=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。 2.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 课堂小结 1.原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。原子核是由质子和中子构成的。每个质子带一个单位正电荷，每个电子带一个单位负电荷，中子不带电。每个原子只有一个原子核。 2.以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量（符号为Ar）。 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 9.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 10.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 11.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 12.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 第三单元　物质构成的奥秘 课题2　原子的结构 第一课时　原子的构成和相对原子质量 一、原子的构成 （1）质子数=核外电子数=核电荷数； （2）原子的质量主要集中在原子核上； （3）原子不显电性。 二、相对原子质量 1.相对原子质量= 2.相对原子质量≈质子数+中子数 第二课时　原子核外电子的排布 教学过程 回顾思考 以氧原子为例说明构成原子的粒子有哪几种？它们是怎样构成原子的？为什么整个氧原子不显电性？ 答案：构成氧原子的粒子包括质子、中子和电子。 氧原子是由原子核和核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的。在氧原子中，质子带正电，中子不带电，故由质子和中子构成的原子核带正电；核外电子带负电。原子核与核外电子所带电荷相等，电量相反，故整个氧原子不显电性。 导入新课 100多种元素的原子中，除氢原子核外只有一个电子，运动情况比较简单外，其他原子核外都有多个电子，这些电子在原子核外是如何运动的呢（画简图表示）？它们能否挣脱原子核的吸引呢？ 讲授新课 三、原子核外电子的排布 【学生思考】电子在核外的空间里做高速运动，它们会相互碰撞“打架”吗？电子在核外的排布会有什么特点？ 【学生阅读】阅读教材第54页，找出核外电子的运动特点。 1.核外电子是分层运动的，这种分层运动也叫分层排布 【教师点拨】核外电子运动经常出现的区域叫电子层。能量低，离核近；能量高，离核远。 元素的原子核外电子层最少的有1层，最多的有7层。离核最远，能量最高的电子层叫最外层。 电子层：一、二、三、四、五、六、七 离核的距离：最近———————————————→最远 科学家在探索原子核外电子运动时，也经历了假设、猜想的阶段，然后通过科学的手段、借助先进的仪器进行实验测定、检验而得到真理的。那么电子为什么有的排在第一层？有的排在第二层？各电子层上电子数目有什么规律？ 【归纳总结】核外电子排布的规律 （1）各电子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。 2.原子结构示意图 【教师点拨】当我们知道了核外电子的分层排布情况，我们就可以画出一种示意图来表示原子的结构了。（边讲边画钠原子的结构示意图） 【学生交流】结合黑板上的示意图，找学生叙述各部分的意义。 【学生回答】 巩固练习　画氧原子的结构示意图。 答案： 【学生讨论】展示1～18号元素的原子结构示意图，从中你可以获得哪些信息，发现哪些规律？找到之后记录下来，看谁找的多。引导学生观察、互相讨论。 部分原子的结构示意图 【学生回答】 每一横行电子层数相同； 每一纵列最外层电子数相同（He除外）； 每一横行最外层电子数从左到右依次增加； 每一纵列电子层数从上到下依次增加等。 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　　　　（填序号，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。 【教师提问】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，原子得失电子形成什么离子？ 4.离子的形成 【教师展示】展示钠在氯气中燃烧生成氯化钠的形成过程以及钠原子结构示意图和氯原子结构示意图。那么原子如何达到相对稳定结构？边展示，边分析。 【教师讲述】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。 【教师讲述】像这样由阴阳离子结合而成的物质还有很多，如氯化镁、氯化钾等，离子也是构成物质的一种微粒。那么如何来表示离子的符号呢？ 四、离子 1.离子的定义：带电的原子（或原子团）叫离子。 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。 特点：电子数<质子数。 （2）阴离子：带负电的原子（或原子团）叫做阴离子。 特点：电子数>质子数。 3.离子化合物：像氯化钠一样由阴、阳离子靠静电作用形成的化合物。 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）。 课堂小结 1.原子中的核外电子是分层排布的，可以用原子结构示意图表示。 2.构成物质的粒子，除原子和分子之外，还有离子（带电的原子叫做离子，带电的原子团也叫做离子）。 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 第三单元　物质构成的奥秘 课题2　原子的结构 第二课时　原子核外电子的排布 三、原子核外电子的排布 1.电子在核外是分层排布的 2.排布规律 3.原子结构示意图 4.最外层电子数与原子化学性质的关系 四、离子 1.定义：带电的原子或原子团叫做离子。 2.离子与原子的区别及联系 3.分类 （1）阳离子：原子失电子，带正电　质子数>电子数 （2）阴离子：原子得电子，带负电　质子数<电子数 4.离子符号的书写 教学反思