第六章 物质的结构 1.物质由微粒构成[下学期]

物质由微粒构成
一、教学目标
（1）初步建立探究物质构成的基本观点与意识。
（2）知到物质由原子、分子或离子等微粒构成。
（3）知到原子由原子核与电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子由夸克构成。
二、教学流程
首先设置构成物质结构的情景（通过试验来完成达到效果）
【师】：今天老师将与大家一起进入一个关于物质结构的神奇世界，而各位手中的蔗糖将是进入这个神奇世界的钥匙哦。
【师】：首先，我们一起来仔细观察我们手中的蔗糖，你可以看到什么？
学生：蔗糖是由一粒一粒的小颗粒组成的。
【师】：嗯，是的。因为我们清清楚楚的看到了蔗糖，所以我们可以确定蔗糖的确是存在于我们眼前的。
【师】：那么，当我们把蔗糖溶解到水当中以后，蔗糖不见了，蔗糖到哪里去了？蔗糖是不是消失了？
学生：蔗糖没有消失，蔗糖跑到水当去了（有可能会说出蔗糖以某种微粒的形式扩散到溶液当中去了）。
【师】：那么请问，你是怎么确认蔗糖没有消失而是跑到水当中去的呢？
学生：因为糖水的味道和蔗糖的味道是一样的，都是甜的。
【师】：回答的真好，蔗糖没有消失，最有力的证据就是溶解了蔗糖的糖水的滋味与蔗糖的滋味都是甜的，只是当蔗糖溶解以后就以一种非常小的，小到无法用肉眼看到的微粒存在于水当中或者说扩散到水中。（配合ppt）
过渡到物质是由分子原子离子等微粒构成的，并强化这种意识
【师】：我们把这种微粒就叫做蔗糖分子。蔗糖就是由无数个蔗糖分子构成。分子的种类有很多，所以由分子这种微粒构成的物质种类自然也就很多了。比如，日常生活中离不开的水就是由许许多多的水分子构成的，这就是水分子（配合ppt）。
【师】：今天老师有幸请到了一位特邀嘉宾水分子。有请水分子。（出示水分子模型和放大的水分子模型ppt图片）
【师】：这是一个放大无数倍的水分子模型，从这个水分子模型里你看到了什么？
学生：看到了3个小球。
【师】：那么请你再猜测一下这三个小球与这个水分子之间是一个怎样的关系？
学生：这三个小球构成了水分子。
【师】：回答得很好，如果老师现在拔下一个小球，这还是水分子吗？当然不是了。由此我们不难发现水分子是由更小的微粒构成的也就是刚才大家所指的那三个小球，我们把这种构成分子的微粒称为原子。一个水分子就是由两个氢原子和一个氧原子构成的（ppt配合）。分子的种类之所以丰富这是和原子的种类以及原子的排列顺序分不开的，如果我们现在从微观的角度去理解水电解我们不难发现原来通电后一个水分子被拆成两个氢原子和一个氧原子。这些原子进行重新组合两个氧原子就可以构成一个氧气分子，两个氢原子构成一个氢气分子（边模型演示），而氧气就是由许许多多的氧气分子构成，氢气就是由许许多多的氢气分子构成（ppt配合）这就如同大家可以用26个英文字母拼出许许多多的英语单词一样。
【师】：再比如说起着保护地球不被太阳紫外线暴晒的臭氧就是由许许多多的臭氧分子构成的，一个臭氧分子由三个氧原子构成（ppt配合）；
【师】：我们再看会产生温室效应的气体二氧化碳气体是由什么微粒构成的？
学生：由许许多多的二氧化碳分子构成
【师】：对，一个二氧化碳分子又是由一个碳原子和两个氧原子构成。
【师】：当碳燃烧不完全时会产生一种有毒气体一氧化碳气体，在冬天，由于操作不当，特别容易发生这种气体的中毒事件，在北方种情况更为突出。那么一氧化碳气体是由什么微粒构成的？
学生：由许许多多的一氧化碳分子构成。
【师】：而一个一氧化碳分子又是由（让学生配合我展示出的ppt图片接着往下回答）
学生：一个氧原子和一个碳原子构成的。
ppt提问：在新屋装潢好以后，有一种叫甲醛的气体是对人体有害的，那么构成甲醛气体的分子是什么分子？(配合ｐｐｔ，也放出甲醛分子的模型图)
学生：甲醛分子。（我补充：甲醛分子的构成相对刚才我们所接触到的那些分子而言就比较复杂了，它是由一个碳原子两个氢原子和一个氧原子构成。）
【师】：那么从刚才的学习中，大家想一想你可以得到一个怎样的结论？
学生：世界上的物质都是由分子这种微粒构成的，而分子又是由原子构成的。
【师】：这个结论的得到相信这位同学是动过脑筋了，但是老师觉得这个结论还不够严谨，但是不怪大家，由于我们刚才所举的例子都是由分子所构成的，而事实上自然界中绝大多数的物质也的确是由分子构成的，但是分子并不是构成物质的唯一微粒。介于这一点，我们可以把刚才的结论进一步的完善。
学生：一部分物质是由分子这种微粒构成的，而分子又是由原子构成的。
【师】：“很好，现在我们可以得出这样一个结论，分子是构成物质的一种微粒，而分子又是由原子构成的”
学生：老师，那么除了分子外还有其他什么样的微粒可以构成物质呢？
【师】：问得好，对阿，除了分子外还有哪种微粒可以直接构成的物质呢？刚才提到的原子可以直接构成的物质吗？答案是肯定。我们日常生活中碰到的金属就是由原子直接构成的。比如，金银铜铁这些金属就分别是由金原子，银原子，铜原子，铁原子直接构成的。
ｐｐｔ提问：下列金属是由什么原子构成的？铝、锌、镁
【师】：好，我们经过了刚才的学习后，我们是否又可以把刚才的结论作进一步的补充了？
学生：可以。
【师】：谁来补充？
学生：分子是构成物质的一种微粒，而分子又是由原子构成的，同时原子也是直接构成物质的一种微粒。
【师】：很好，补充得相当。我们知道了分子是构成物质的一种微粒，有些物质也可以直接由原子构成，我们还知道了分子又是由原子构成的，那么大家想知道原子的结构又是如何的吗？
学生：想。
【师】：“我们回过头来看一看我们刚才所得到结论，总共用了不到20分钟的时间，那是因为我们站在了巨人的肩膀上，所以才如此轻松的得到这个结论。但是大家知道吗？我们人类从得到这个结论并且用实验仪器观察到分子原子来验证这个结论却整整的走了几百年的时间。每个阶段有每个阶段的认识，虽然有些认识对于今天的人类来说不一定是正确的结论，但是对于那个时代来说这无疑是巨大的进步，接下来就让我们一起沿着人类探究原子结构的历史足迹去揭开原子结构的神秘面纱。
第三、由历史的发展逐渐让学生知道原子的结构：原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成，质子和中子又是由夸克组成。
【师】：“在人类探究原子结构的过程中，有这样几个人起到了突出的贡献。汤姆生、卢瑟福。1803年，英国科学家道尔顿提出了他的原子结构模型，他认为原子仅仅就是一个类似实心球的微粒，无法再分，（ppt配合）后来英国物理学家汤姆生在研究低气压气体放电现象时发现了比原子还要小的电子，他的实验还证明了电子是一种带负电荷并且普遍存在于各种原子之中的微粒。因此原子并不是最小微粒。而汤姆生所发现的原子模型就叫做西瓜模型（ppt配合）。其实科学家都知道，原子是不带电的。既然电子是原子的一个组成部分，那么在原子中一定还存在着带正电荷的部分，并且正负电荷的总量一定相等。在原子内部，正负电荷又是如何分布的呢？许多科学家对此进行了研究，在众多的科学家中卢瑟福的实验是最具说服力的。”
【师】：“1911年，卢瑟夫和他的助手已作了这样一个实验（flash动画配合）他们用一束高速运动的α粒子流轰击一片很薄的金箔，金箔虽然很薄但是也是由100层左右的金原子构成的。α粒子是一种带正电荷的微粒。大家想一想如果原子的结构就如同卢瑟福之前的科学家所说是实心的话，α粒子撞击过去会出现什么情况？”
学生：α粒子会被反弹回来，要么就钉在里面了，即使穿过去的也会很少。
【师】：不错，的确会出现这种情况。但是事实上有没有出现这种情况呢？请大家仔细观察这个模仿卢瑟福实验的flash动画后告诉老师。
学生：没有出现我们刚才所估计的情况。
【师】：的确，卢瑟夫和他的助手和我们一样并没有看到预先设计的结果，反而发现绝大部分的α粒子通过金箔并按原方向行进，约有万分之一的α粒子改变了方向发生了散射，还有极其个别的粒子竟被反射回来。”
【师】：“现在请大家想一想，是什么原因造成这种情况的出现呢？”
学生：“”（万一回答成速度太快，所以把金箔打穿了，我“如果是因为速度快把金箔打穿了那么就应该是所有的α粒子都按原方向行进，又怎么解释约有万分之一的α粒子改变了方向发生了散射，但是还有个别的粒子竟被反射回来呢？显然这种解释是不成立的。”）
学生：可能原子是空心的，或者说原子与原子之间的空隙很大。
【师】：“刚才这位同学回答得很好，没有发生方向改变的α粒子很可能是从某些间隙中穿过的，而发生散射和被反射回来的α粒子则可能碰到什么质量比较大的东西了，并且这种质量比较大的物质体积不会很大而且是带正电荷的，对吗？可以想象原子或许不是实心的，而且极有可能在原子的正中心有一个体积不大但是质量不小的物体，卢瑟福认为这个体积不大质量不小的物体是就是原子的原子核，原子核带正电荷，原子核所带的电荷数量称为核电荷数，原子核所带的电量与电子所带电量一样多，所以整个原子不显电性，原子核位于原子的中心，半径约为１０－１５仅是原子半径的十万分之一。如果把原子比作一个乒乓球，那么原子核只有大头针的针尖那么小 (ppt配合) 。 绕着原子核作高速运转的是电子，因为在原子核之外，所以就叫核外电子。”（ppt配合）
【师】：假设原子核带n个单位的正电荷，1个核外电子带1个单位的负电荷，则核外电子电子数目与原子核所带电荷的数目即核电荷数与核外电子数之间有什么关系？
应得结论：核电荷数=核外电子数
【师】：我们一直在说构成物质这些微粒是十分微小的，那么到底有多小呢？我们可以通过一些数据来进行感受。在氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液后，无色的溶液变红色。一滴酚酞溶液中有多少个酚酞分子呢？通过计算可知约有10亿亿个酚酞分子。请你算一算这个数是地球人口60亿的多少倍。每个酚酞分子由20个碳原子、14个氢原子和4个氧原子构成。根据这些数字你能体会原子、分子有多么小么？
所以人类一直到了１９８２年在ＩＢＭ公司的苏黎世实验室发明了可分辨１０－１０ｍ大小物体的扫描隧道显微镜后才使人们第一次清晰的观察到物质表面的分子与原子。
【师】：接下来，我们来做一个小小的游戏——拼图。请大家选择信封中有用的信息拼组出你心目中的理想的组合，撕开双面胶黏在白纸上。
注：学生在拼组时候要关注学生拼组的过程，发现不对的要及时纠正。
然后选出几位学生的拼组，评价，在学生的拼组的基础上最后进行总结性板书并最后总结：今天这节课我们主要从微观的角度学习了物质的结构，我们知道了世界上的物质有的是由分子构成，有的是由原子直接构成，分子是由原子构成，原子又是由原子核和核外电子构成的，原子核的体积比较小却占据了整个原子的绝大部分质量，原子核带正电荷，核外电子带负电荷。因为整个原子不显电性所以可以知道原子核所带的电荷数即核电荷数等于核外电子所带的电荷数即核外电子数，至于还有没有构成物质的其他微粒以及原子核的结构又是怎样的我们就留在下节课来讲。
第四、课内练习，巩固所学知识
板书
物质 分子 原子
构成
构成
构成
直接构成
构成
原子核
核外电子