第3节 原子结构的模型.[下学期]

第3节 原子结构的模型
〖教材分析〗:原子有复杂的结构，但无法让学生直接观察到，也缺乏学生所熟悉的事实作为推断的依据，因此是教学中的又一个难点。教材中通过介绍历史上原子结构模型的发展过程和典型实验，让学生体验建立模型的思想，并了解原子的构成。随着对微观世界的不断深入的研究，顺理成章地提出问题：原子核又是由什么构成的？教材中以直接呈现的方式介绍了科学研究的结果，帮助学生更深层地认识物质的微观结构。对于同位素学生在理解上有一定困难，课本中先用核电荷数引出元素的概念，这里不去辨别元素概念的属性，而是分析同位素，前面研究的注意力放在核内质子和核外电子上，因为它们带电荷，元素的分类也是以质子数为依据的。这里把学生的注意力转到中子上，显示了微观分析的多个角度。重点是通过介绍同位素原子在工业、农业、医疗、国防等方面的广泛应用，让学生体会学科学的意义，同时也让学生把看不见摸不着的微观世界与生活实际联系起来，增加学习的兴趣。由于核外电子抱有排布不作要求，所以建立离子的概念较困难。教材中用实验展示了两种单质进行化学反应后生成氯化钠的事实，指出氯化钠是由两种离子构成的，这两种离子是由原子得失形成的（不要求知道是最外层电子得失）。
〖教学目标〗：
1．了解原子的构成、原子结构模型及其在历史上的发展过程，体验建立模型的思想
2．了解同位素的结构特点，能说出一到二项在实际生活中的用途。
3．知道物质也可由离子构成，认识离子微粒大小的数量级。
教学建议：
1．把握教学目标，不要把注意点放在科学史的记忆上。
2．介绍科学研究的基本方法和成果，让学生体会科学探究的乐趣。
3．充分利用科学史和同位素应用的教育性素材，进行学法指导。
〖教学重点〗：原子的内部结构；同位素、元素的概念。
〖教学难点〗同位素元素的概念。
〖教学准备〗氯化钠实验、课件。
〖课时安排〗2课时
〖教学内容〗：
分子是由原子构成的,那么原子又是由什么构成的呢？科学家道尔顿提出了原子学说，认为原子就象是个实心球，实心球模型能否代表原子的真实结构呢？
原子结构模型是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹。一种模型代表了人类对原子结构认识的一个阶段。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。下面介绍的几种原子结构模型简明形象地表示出了人类对原子结构认识逐步深化的演变过程。（课件展示）
原子模型的建立与修正
课件打出五种模型，学生分成小组，从课本中找出五种模型的观点
教师准备：
1.道尔顿原子模型（1803年） 实心球模型
原子是组成物质的基本的粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。
2．汤姆生原子模型（1904年） 西瓜模型
问题：汤姆生发现了什么？
发现原子内有电子 实心球模型 被“切开”了
原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。 西瓜模型
3．卢瑟福原子模型（1911年） 行星绕太阳模型
问题：实验是如何做的？看到了什么现象？从中你得出什么结论？
小数偏离了方向：可能撞到电子（汤姆生已经发现），极小数回来，说明中间有东西，大吗？（小）―――原子核
实验-----α粒子散射实验 发现在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。
4．玻尔原子模型（1913年） 分层模型
电子在原子核外空间的一定轨道上分层绕核做高速的圆周运动。
5．电子云模型 （近代）
科学家发现电子在原子核周围有的区域出现次数多，有的区域出现的次数少，就象云雾一样笼罩在核的周围。 （课件演示“云”的形成过程。
教师小结一种结构模型，让学生谈谈体会
总结：原子结构模型是科学家根据自己的认识，对原子结构形象的描摹，一种模型代表了人类对原子结构认识的一个阶段。认识的历史是漫长的也是无止境的，是一个不断改造，不断修正的过程，从中也可以体会到科学探究的乐趣。到于依据会出现什么原子模型？就靠在坐的同学们将来去发展充实去发现去构造。由于是个逐渐修正的过程，所以第五种应该更客观，更完善，我们以此来学习原子的结构模型。引出原子结构模型的学习
二、原子的内部结构
原子由两部分构成，居中心的原子核和核外高速绕其运动的电子，谁的质量大，为什么？
与整个原子比，其体积如何呢？
问题：你知道原子和原子核的体积比吗 （几千万亿分之一）
比喻：如果将整个原子比作足球场，则原子核是足球场里的一粒芝麻。
说明原子的体积很小，体积小是不是代表质量一定小呢通过后面的数据再来学习。
带电情况：原子不带电（显中性），电子带负电荷，一个电子带一个单位的负电荷，如果有三个？学生来推测原子核带什么电？
由于原子核所带的正电荷数与核外电子所带的负电荷数电量相等，电性相反。所以整个原子不带电。
思考：氦原子核外有二个电子，你能建立一个氦原子的模型（用图表示）吗？
引：原子核那么小,它的结构又是如何呢
学生讨论自然过度到原子核的教学。
揭开原子核内部的结构
原子那么小而原子核更小如何知道它的构造呢？用高能量的粒子撞击、打碎核的方法进行研究。
学生读图：一杯水的微观层次分析（课件展示）
学生活动：
1．原子核所带的电荷数叫核点荷数，原子核带电的原因是什么？
2．比较原子中质子、中子、和电子质量的大小？
3．通过比较你发现了什么？
4．质子、中子又是由什么构成的呢？（夸克）随着科学技术的发展对微观粒子的研究不断深入，将会发现更多的 微观粒子，并进一步了解原子的结构和原子内各种粒子的性质及运动规律。
课件展示：
分析下表：在一个原子中哪些数目总是相等的？
学生读图，分析讨论
结论：原子的核电荷数=质子数=核外电子数（质子数和中子数相差不大）
要求学生记住1－20号的核电荷数，完成课后练习第三小题
第二课时
思考：氧气、二氧化碳和水三种物质有什么共同点？
生：都是由分子构成的？
由于前面的教学中已经有涉及到分子的书写。教师直接给出这三种物质的分子式，再让学生找找有什么共同点
生：它们的分子中都含有氧原子
问：这些原子在结构上又有哪些共同点呢？
生：原子核内都有8个质子和8个中子，核电荷数为8个，
所以同种原子它们的核电荷数是相同的。
科学家把具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子总称为元素。到目前为止已经发现的元素有100多种，这些元素就象音乐上的一套音符可以谱写出无数的乐意那样，组成了形形色色的物质。
三、元素：具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子总称为元素。
教师在课件中指出三中物质中的氧总称为氧元素。
问：在这三种物质中还有哪些元素？
生：碳元素、氢元素
二氧化碳中有碳，一氧化碳中也有碳，我们总称为碳元素。
分子或原子是从微观角度去看物质的构成的，那么元素又是从哪个角度看的呢？
指出元素由于是个总称，所以是宏观的，如果从宏观的角度去看物质，那么只能讲组成。如果从微观角度去看物质的话只能讲构成。
宏观――组成；微观――构成。
如果从宏观角度去看水，我们讲水是由氢元素和氧元素组成的，而不能讲构成。从微观角度去看的话，则水是由水分子构成的，而不能讲组成。
水是由氢元素和氧元素组成的，水是由水分子构成的
回忆上中水电解实验得出的结论水是由氢和氧组成的，这里的氢和氧指的是什么？
元素只能讲种类，而不能讲个数？如一个氢元素，如水是由二个氢元素和一个氧元素组成的。只能讲原子。
仔细观察图有什么共同点？
生：原子核里都有8个质子（即核电荷数相同）
　问：都是什么元素？
生：氧元素
师：有什么不同点
生：原子核内所含的中子数不同
让学生将结果记录中课本中的横线上
结论：即是都是相同的氧原子其核内的核内的质子数虽相同，但中子数也可以是不同的。
但只要核电核数是8的，不管中子数是多少，都是氧原子。都是氧的同位素原子。氧的同位素原子就是指的氧元素的不同种原子。
如何给同位素一个概念，同指什么，有什么是不同的
四、质子数相同，中子数不同的同类原子统称为同位素原子
思考：氧的三种同位素原子核外电子应各有几个
如何来表示它们呢？
以氧为例，把质子数和中子数的总数标出以示区别。
大多数元素都有自己的同位素，如汞元素就有7种稳定的同位素
举例氢，打出表示方法，根据刚才的分析让学生讲讲各有几个中子。
三种位素原子的名称。
再打出课本图1－24，解释模型各代表什么？
介绍在工业、农业、医疗、国防等方面的应用。
阅读利用碳14测定年代
学生上网查找其应用，要求知道其方法，下节课交流。
带电的原子----离子
演示：钠在氯气中燃烧的实验
对于一个化学实验物质的反应，你觉得在实验的时候应该观察什么？
引导学生回答出：原来物质的性质，生成物质的性质，实验过程中出现的现象。
学生观察钠的状态，氯气的性质，什么颜色
教师演示实验，学生注意记录实验现象？生成物质的性质如何？
实验现象：黄色的火焰，生成白色固体物质（记录在课本中）―――氯化钠
用一条简单的式子来表示
钠＋氯气　　　氯化钠
Na+Cl2 NaCl
解释：金属钠在氯气中燃烧时，钠原子失去电子形成带正电荷的钠离子（阳离子），氯原子得到电子形成带负电荷的氯离子（阴离子）。用电子排布图解释更直观
相反电荷的钠离子和氯离子之间相互吸引，构成了电中性的氯化钠。课件分析氯化钠离子化合物的形成。
所以可以认为离子是带电的原子
回忆结晶制得到硫酸铜晶体，就是由铜离子和硫酸根构成的，期中的硫酸根离子里有两种原子，我们把它们称为原子团，在反应过程中不会拆开，是一个整体参加反应的
五、离子是带电的原子或原子团――也是构成物质的一种微粒
因此，我们说离子也是构成物质的一种微粒。。
课堂总结：回忆组成物质的基本微粒有哪些？提示学生对于物质组成分子、原子和离子的结构容易理解，主要以记为主，本节的难点是元素和同位素的概念，找相应的练习加以巩固
〖家庭作业〗选做题：　1、查找同位素在农业、工业、医疗上的应用
　　　　　　必做题：　2、19页课后练习
　　　　　　　　　　　3、作业本第三节（二）
〖教后反思〗本节内容安排3课时。第1课时原子结构模型的建立与修正和原子的内部结构（重点介绍粒子轰击原子的实验现象的分析及模型建立的历程，体验科学家提出假设、建立模型、修正模型的研究方法。）第2课时：原子的“孪生兄弟”－－同位素；带电的原子－－离子和本节内容的简单小结和复习、练习。一下子在本节内容中出现很多概念，学生很难接受，所以安排半节课左右的时间来温习。教学过程中在难度处理上把握两点：一是不要把注意力集中在科学史的记忆上，而要让学生在学习认识到“建立模型往往需要有一个不断完善，不断修正的过程，激发学生不断探索的欲望。二是注意插图在教学过程中的作用。
26
30
26
26
铁原子
17
20
17
17
氯原子
16
17
16
16
硫原子
13
14
13
13
铝原子
7
7
7
7
氮原子
6
8
6
6
碳原子
2
2
2
2
氦原子
1
0
1
1
氢原子
核外电数
中子数
质子数
核电荷数
原子种类
B
A
8个质子
10个中子
8个质子
9个中子
8个质子
8个中子
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