第三单元 人类对原子结构的认识——原子结构模型的演变
作者：浙江台州楚门中学 孔琴飞
一、 教材分析
1、经过前两单元的学习，学生已经认识到了化学世界物质的精彩纷呈，了解到研究物质的实验方法的多种多样。在有了这些知识基础后，教材选择了化学史中人类对原子认识的不断深入、原子结构模型的不断演变的过程引入原子结构的内容，这样安排既水到渠成地把学生带入完全的化学微观世界，又为整个专题“化学家眼中的物质世界”作了恰到好处的诠释。
2、从“原子结构模型的演变”切入，通过认识道尔顿原子结构模型、汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型、玻尔原子结构模型等几种典型的原子结构模型，引导学生了解人类探索原子结构的基本历程，提高学生学习原子结构知识的兴趣，同时也可让学生体会科学探索过程的艰难曲折。在这个基础上学习有关原子构成的基础知识，了解原子核外电子分层排布、化学反应中原子外层电子排布的变化为后续专题的学习打下理论基础。
3、本专题的编写与以往的传统教材有很大的差别。传统教材中，有关原子结构的内容是与元素周期律和元素周期表等内容编排在一起的。现在的教材中，首先在本专题第三单元介绍有关原子结构模型的演变和原子的构成等内容，再在《化学2》中系统介绍原子核外电子排布和元素周期表等知识。这样编写不仅有助于学生在《化学1》后三个专题的学习中能从原子结构的有关知识角度认识某些元素的化学性质和氧化还原反应等概念，而且体现了知识结构的循序渐进和螺旋式上升的特点。
二、教学目标
知识与技能：1、通过本节课的学习，使学生了解原子结构演变的历程，体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
2、了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子分层排布的情况，知识这类原子在化学反应过程中常通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氯化钠、氧化镁的形成过程初步了解发生化学反应的本质。
过程与方法：通过教学素材的交流和讨论，充分发挥学生的学习主动性，通过卢瑟福ａ散射实验探究原子结构的分析，体会科学探究的过程与方法。通过问题解决体验将所学知识应用于实际问题的解决的过程。
情感态度与价值观：1、通过认识几种典型的原子结构模型，引导学生了解人类探索原子结构的艰难历程，体会科学的艰辛，树立严谨的科学态度。
2、通过教学素材的交流和讨论，培养与同伴合作沟通的能力，在对前人的研究历程的学习中逐步形成科学的研究方法和对前人研究成果的正确的情感态度，树立正确的价值观。
三、教学重点、难点。
重点：1、原子结构模型的演变的交流与讨论
2、常见元素的原子结构示意图
3、活泼金属与活泼非金属反应的实质
难点：活泼金属与活泼非金属反应的实质
四、设计思路：
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五、教学过程：
[引言]：先问大家一个常识性问题：洗了的衣服为什么会晒干？
[学生回答]：水蒸发，水分子扩散（也就是什么微粒向外扩散了？）
[教师讲述]：这说明水是由什么微粒构成的？
[学生回答]：分子
[提出问题]：是不是所有物质都是由分子组成的呢？
[展示图片]：Cu、食盐
[教师讲述]：很多化学物质都是由这三种微观粒子构成的。而分子又是由什么构成的（原子），离子又是带电的原子或原子团，所以有了对原子结构的认识就可以更好探索物质的组成、结构、性质及应用。
原子大家熟悉吗？但人类对原子的认识和探索却已经历了2500多年的漫长历史，并且科学家为了使微观粒子形象化、具体化，用原子模型来表示原子，在初中大家已经了解到构建模型常常是帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。科学家研究原子也是先建立原子模型，并且做了大量的实验，不断来完善、修正模型。今天这节课我们就一起来讨论原子结构模型的演变。
[交流与讨论]：请大家回忆初中学过的知识及阅读教材P26-27的短文，
针对下列几个问题分组讨论：
1、人类对原子结构的认识经历了哪几种模型的演变？
2、电子最早是由哪一位科学家发现？当时他提出的原子结构模型怎么样？
3、卢瑟福是如何探索原子结构的？
4、波尔的原子结构模型主要解释了什么问题？
5、从原子结构模型的演变历史中你能得到什么启迪？
[学生汇报]：1、学生汇报上述的讨论题（边汇报边播放视频）
[学生汇报]：2、从原子结构模型的演变历史中得到什么启迪呢？
①汤姆生提出的“葡萄干面包式”的原子结构模型是从阴极射线实验中发现电子为起点的，卢瑟福根据ａ粒子散射实验提出带核的原子结构模型等等，所以原子结构模型的每一次演变，都是从科学家实验开始的。是以实验事实为依托的。
②大家有没有发现，每一种新模型的出现，都经过较长的时间，特别是从道尔顿到汤姆生原子结构模型的演变，将近100年，说明科学探索的过程很艰辛。（科学研究的道路不是一马平川）
③原子结构模型的演变告诉我们科学研究、科学发现是无止境的，每建立一种新的原子结构模型，人类对原子结构认识就深入一层，现在可以用扫描遂道显微镜可以看到单个的原子。（播放视频）人类对原子结构的研究发展到今天还没有停止，还在不断的深入。当然给我们的启迪不止这些，就不一一讲了。
3、从原子结构模型的演变历史中大家对原子结构了解了多少？）
（1）原子： 原子核（+）
核外电子（—）
（2）核外电子是分层排布的。。
[提出问题]：核外电子是如何分层排布的？它的排布有没有规律呢？
[思考归纳]：请大家观察教材P28页图1-30，归纳核外电子排布有哪些规律：
1、第一层最多排2个；第二层最多排8个。
2、稀有气体每层都达到饱和，处于稳定状态。所以化学性质稳定。
?[教师讲述]：为了书写方便和形象。采用这种形式（ ）来表示，这种表示方法把它称为原子结构示意图，学生练Na 、Al 、N、Cl。
[过渡]：通过刚才的分析，大家知道稀有气体原子核外电子排布达到稳定结构，很难与其它物质发生反应，那么活泼金属、活泼非金属最外层无达到稳定结构，他们碰撞在一起会怎么样呢？
[视频演示]：钠在氯气中燃烧的反应，分析形成过程。
[交流与讨论]：从氯化钠的形成过程和教材P28 图1-31 氧化镁的形成过程中，你能得出什么结论？(从电子得失、离子的核外电子排布、化合价等去分析)
[学生汇报]：１、活泼金属与活泼非金属反应时，活泼金属容易失去电子，而活泼非金属容易得到电子；最终使最外层达到“稳定结构”。
2、元素的化合价与其在反应中得失电子的数目有一定的关系。
3、在化学反应过程中，原子核不发生变化，原子的最外层电子数会发生变化
[问题]：那么离子结构示意图怎么画呢？与原子结构示意图有什么异同？
[问题解决]：学生完成教材P29问题解决
[小结]：学生自由发言
[结束语]：通过本节课的讨论、分析，使我们认识到人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。他们为我们留下的不只是物质财富，还有巨大的精神财富。。
板书：
原子： 原子核（+）
核外电子（—）（核外电子是分层排布的）
表示方法：原子结构示意图
反应实质：通过最外层电子数的变化，最终使最外层达到“稳定结构”。
随堂检测：
1、道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代的观点看，你认为这三个论点中，不确切的（ ）
A、只有③ B、只有①③ C、只有②③ D、有①②③
2、19世纪末，人们开始揭示原子内部的秘密，最早发现电子的科学家是（ ）
A、法国的拉瓦锡 B、瑞典的舍勒 C、英国的道尔顿 D、英国的汤姆生
3、下列四位科学家都对原子结构的认识起到过重要的推动作用，其中首先提出原子核外的电子在一定轨道上运动的是（ ）
A.汤姆生 B.道尔顿 C.玻尔 D.卢瑟福
4、已知最外层电子数相等的元素原子具有相似化学性质。下列原子中，与氧元素原子的化学性质相似的是（ ）
A. Ne B. Mg C. S D. C
5、Mg原子最外层电子数为 ，反应中容易 个电子而显示 价；F原子最外层电子数为 ，反应中容易 个电子而显示 价。 在上述过程中，F原子和Mg原子通过 都形成了8电子稳定结构。写出氟化镁的化学式______。
6、用下面的结构示意图的字母填空：
（1）属于金属原子的是---------；
（2）属于非金属原子的是------；
（3）属于离子结构示意图的是-----；
（4）具有稳定结构的是-------。
六、教学分析：
1、在众多目标中，学生已在初中学过原子结构模型的演变，初步了解原子结构。所以本节课应在了解基础上，有针对性创设问题情景，通过讨论与交流，建构新的知识结构。
2、教材P26对原子结构模型的演变的讨论与交流能体现新教材目标中情感态度与价值观的养成。我认为教材中的设计问题太大，学生可能讨论时无针对性，如何使学生讨论起来，关键在于教师对问题的设计。所以应设计成几个有针对性的小问题组织学生讨论。
3、对于一种新的化学用语（表示方式：原子结构示意图）的出现，要有一个循序渐进，逐步深化的过程，先解决教材中H、Ne、Ar、H、O、Mg等原子结构的识别，然后总结出电子排布的一些规律（核外电子排布的规律在化学（2）会进一步学习，所以在这不必过多拓展和延伸），能逐步画出1-18号的原子结构简图，了解O2-、Mg2+的结构简图表示法与特点就可以了。
4、教材P28图1-31以MgO的形成揭示反应实质，我认为以 的形成来讨论更形象，让学生更易接受。（视频Na在Cl2中燃烧实验）
第3单元 课时1
原子结构模型的演变
教学设计
一、学习目标
1. 通过原子结构模型演变的学习，了解原子结构模型演变的历史，了解科学家探索原子结构的艰难过程。认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
2.了解钠、镁、氯等常见元素原子的核外电子排布情况，知道它们在化学反应过程中通过得失电子使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。了解化合价与最外层电子的关系。
3.知道化学科学的主要研究对象，了解化学学科发展的趋势。
二、重点、难点
重点：原子结构模型的发展演变
镁和氧气发生化学反应的本质
难点：镁和氧气发生化学的本质
三、设计思路
本课设计先让学生描绘自己的原子结构模型，继而追随科学家的脚步，通过交流讨论，逐步探讨各种原子结构模型存在的问题，并提出改进意见，让学生主动参与人类探索原子结构的基本历程，同时也可体会科学探索过程的艰难曲折。通过镁和氧气形成氧化镁的微观本质的揭示，初步认识化学家眼中的微观物质世界。
四、教学过程
[导入] 观看视频：扫描隧道显微镜下的一粒沙子。今天我们还将进入更加微观的层次，了解人类对于原子结构的认识。你认为我们可以通过什么样的方法去认识原子的内部结构呢？
直接法和间接法，直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进，而间接法则依赖精巧的实验和大胆的假设。事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子的内部结构，所以在人们认识原子结构的过程中，实验和假设以及模型起了很大的作用。
一、中国古代物质观
[提出问题]我们通常接触的物体，总是可以被分割的（折断粉笔）。但是我们能不能无限地这样分割下去呢？
[介绍]《中庸》提出：“语小，天下莫能破焉”。惠施的人也说道“其小无内，谓之小一”。墨家则提出：“端，体之无序最前者也。”
在英文里，如今被译成“原子”的Atom一词，源于希腊语，它的字面上的意思是indivisible“不可分割”。第一个把Atom介绍到我国的是严复翻译的《穆勒名学》，他将其译为“莫破”。
二、西方原子鼻祖
[介绍]德谟克利特认为就像用一块块砖头砌墙一样，物质是由不可分割的原子构成。
道尔顿在《化学哲学的新体系》一书中指出：“化学的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星一样，我们不可能创造出或消灭一个氢原子。”这种观点换作现在更有趣的说法，在化学反应中原子既不会产生，也不会被消灭，他们只是被分开，再重新组合，你鼻尖上的某个碳原子可能正是亿万年前恐龙尾巴上的呢。书中他系统地阐述了其原子学说。
道尔顿的原子学说是建立在大量实验事实基础上的，成功地解释了化学定律。当然我们现在知道受当时的科学发展水平限制，这个理论仍有一些不完善的地方。
三、汤姆生模型
[介绍]到了19世纪末，由于电的发现，化学家们有条件去研究物质在通电条件下的性质了。他们发现将一些气体装在密封的玻璃管中，再抽气使之比较稀薄，然后通上高压电，会有一束射线从玻璃管的阴极通过气体到达阳极，人们称之为阴极射线。这种射线是什么呢？英国科学家汤姆生做了一系列实验：他发现在电场或磁场的作用下该射线会发生偏转（这就是现在我们家里电视机中的电子管的工作原理）；他通过研究电场和磁场对该射线的作用，发现这种射线带负电，并测出了其电荷与质量之比，这个比值很大；Thomson又使用了不同的电极材料、在玻璃管中充入不同的气体，发现所得射线的电荷与质量之比都一样。
[提出问题]这些电子是那儿来的呢？为什么不管什么电极材料、什么气体所得到的射线都一样呢？其电荷与质量之比很大又说明什么？
这样汤姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表均匀分布的正电荷，电子则像葡萄干一样嵌于其中。
四、卢瑟福模型
[介绍]几乎是在汤姆生实验的同时，居里夫人以及英国科学家卢瑟福等人开始了对放射现象的研究。这其中对原子结构的认识贡献最大的是卢瑟福的α粒子散射实验。α粒子带两个单位正电荷，相对质量为4（现在我们知道它是氦原子核）。卢瑟福将一束α粒子射向一张非常薄的金箔，又将涂有硫化锌的屏幕放在其周围，α粒子撞在屏幕会产生荧光，通过观察各个方向的荧光，卢瑟福发现大多数α粒子穿过了金箔，方向几乎没有任何变化；但有一些α粒子在穿过后方向发生了偏转，还有大约0.1％的α粒子甚至以不同角度被弹向金箔的前面。
[提出问题]如果按照汤姆生的葡萄干面包模型，会这样吗？那该如何解释实验现象呢？1.为什么会被弹回来？应该是由于同种电荷间的斥力。2.为什么只有0.1%？只有少数α粒子靠近了正电荷，也就是说原子内的正电荷不可能均匀分布，它占据的空间必然很小，原子应该有一个带正电的核。3.α粒子被弹回来了，核却没有被弹出，可见金原子的原子核的质量一定很大。
卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数α粒子得以穿过金箔。原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。
卢瑟福的原子模型很像行星围绕着太阳，因此当时年仅27岁的卢瑟福就和他的行星模型一起载入了化学史。
五、波尔模型
[介绍]根据经典的电磁场理论，电子绕核运动时会不断产生电磁波，从而辐射出能量，离核越来越近，最终落在原子核上。行星模型不能稳定存在？
波尔研究了氢原子的光谱，看着这些不连续的谱线，也就是特定的能量，他受到启发，意识到这是由电子的运动产生的，电子远离或者靠近原子核时应该是跳跃式变化，也就是说，电子只能在一些特定的不连续的轨道上运动。举个例子，你从楼梯上扔硬币，它只能落在某个台阶上，而不会停留在两个台阶之间。
波尔认为在能量最低的轨道，电子运动可以看成是在“平地”上的状态，这时不会释放能量。一旦电子获得了特定的能量，它就获得了动力，向上“攀登”一个或几个台阶，到达一个新的轨道。当然，如果没有了能量的补充，它又将从那个能量较高的轨道上掉落下来，回到较低的轨道上。同时释放出相应能量，对应于其光谱线。而从第二个台阶下来，或者从第三个台阶下来放出的能量不同，也就对应着一根根不同的谱线。波尔将量子理论引入原子结构，扫清了原子稳定性的问题。
六、神秘的夸克
[介绍]其实，人类对于原子结构的认识仍在发展。后来，又有科学家提出电子等微观粒子就像光一样，既是一种粒子，又有波的性质，电子等微观粒子具有波粒二象性，电子在核外运动像是一团带负电的云雾。
而原子核内的质子和中子又分别由夸克构成。可夸克和电子就是基本粒子吗？它们会不会也是由其它更基本的粒子组成呢？
为进一步探求原子的内部结构，现在的科学家们又在使用着什么样的手段呢？由于我们仍然无法直接观察，那就只能通过“打靶”、“轰击”来改变对象的状态，再分析改变后的结果，以了解其更微观的结构。其实原理仍然类似于卢瑟福的α粒子轰击原子的实验，只不过卢瑟福实验用的粒子源是天然射线。而要想更深入地进行研究，就需要速度更快、能量更高和束流更强的粒子，更快、更高、更强。怎样才能获得这样的粒子呢？我们的旅程到底有没有尽头呢？
七、结构决定性质
[点拨设问]：从原子结构模型的演变我们得到的启迪是什么？
[展示：几种原子的核外电子排布]
[设问]从这几种原子的核外电子排布图，你能看出：核外电子的排布有何特征？比如：它们是挤在一起的吗？
[学生分析得出]核外电子是分层排布的
[引申说明]为了形象地表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。
[简要介绍前18种元素的原子结构示意图]
[质疑设问]
1.从稀有气体的核外电子排布，结合其化学活动性，你发现了什么？
2.你是如何理解Mg与O2的反应的？为什么产物写成“MgO”，原子个数比为1：1而不是1：2或其他的呢？[交流讨论]：
一、原子结构模型的演变
⒈德谟克利特的古代原子学说。
古希腊哲学家德墨克里特是 奠基人，他认为 是构成物质的微粒。 是万物变化的根本原因。
⒉道尔顿的近代原子学说。
英国科学家 是 的创始人。他认为物质都是由 构成的，原子是不可分割的 ，同种原子的质量和性质都 。
⒊汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型。
英国科学家 发现了电子，他认为 ，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子。 的发现使人们认识到原子是可以再分的。
⒋卢瑟福的带核原子结构模型。
物理学家卢瑟福根据α-粒子散射现象，指出原子是由 和 构成的， 带正电荷，位于 ，它几乎集中了原子的全部质量，
带负电荷，在原子核周围空间作高速运动，就像行星环绕太阳运转一样。
⒌玻尔的轨道原子结构模型。
丹麦物理学家指出；电子在原子核外空间内一定 上绕核作高速运动。
⒍电子云模型（现代原子结构学说）。
现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提出用量子力学的方法描述核外电子运动。
二、核外电子分层排布
⒈原子核外电子是 排布的
⒉金属元素的原子最外层一般 个电子，在化学反应中易 电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阳离子（稳定结构）。
⒊非金属元素的原子最外层一般 个电子，在化学反应中易 电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阴离子（稳定结构）。
⒋化学反应中，原子核不发生变化，但原子的 发生变化，元素的化学性质主要决定于原子结构中的 。
第3单元 课时1 原子结构模型的演变 教学设计
二、重点、难点
重点：原子结构模型的发展演变， 镁和氧气发生化学反应的本质
难点：镁和氧气发生化学的本质
四、教学过程
[导入] 观看视频：扫描隧道显微镜下的一粒沙子。今天我们还将进入更加微观的层次，了解人类对于原子结构的认识。你认为我们可以通过什么样的方法去认识原子的内部结构呢？
直接法和间接法，直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进，而间接法则依赖精巧的实验和大胆的假设。事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子的内部结构，所以在人们认识原子结构的过程中，实验和假设以及模型起了很大的作用。
一、中国古代物质观
[提出问题]我们通常接触的物体，总是可以被分割的（折断粉笔）。但是我们能不能无限地这样分割下去呢？ [介绍]《中庸》提出：“语小，天下莫能破焉”。惠施的人也说道“其小无内，谓之小一”。墨家则提出：“端，体之无序最前者也。” 在英文里，如今被译成“原子”的Atom一词，源于希腊语，它的字面上的意思是indivisible“不可分割”。第一个把Atom介绍到我国的是严复翻译的《穆勒名学》，他将其译为“莫破”。
二、西方原子鼻祖
[介绍]德谟克利特认为就像用一块块砖头砌墙一样，物质是由不可分割的原子构成。
道尔顿在《化学哲学的新体系》一书中指出：“化学的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星一样，我们不可能创造出或消灭一个氢原子。”这种观点换作现在更有趣的说法，在化学反应中原子既不会产生，也不会被消灭，他们只是被分开，再重新组合，你鼻尖上的某个碳原子可能正是亿万年前恐龙尾巴上的呢。书中他系统地阐述了其原子学说。
道尔顿的原子学说是建立在大量实验事实基础上的，成功地解释了化学定律。当然我们现在知道受当时的科学发展水平限制，这个理论仍有一些不完善的地方。
三、汤姆生模型
[介绍]到了19世纪末，由于电的发现，化学家们有条件去研究物质在通电条件下的性质了。他们发现将一些气体装在密封的玻璃管中，再抽气使之比较稀薄，然后通上高压电，会有一束射线从玻璃管的阴极通过气体到达阳极，人们称之为阴极射线。这种射线是什么呢？英国科学家汤姆生做了一系列实验：他发现在电场或磁场的作用下该射线会发生偏转（这就是现在我们家里电视机中的电子管的工作原理）；他通过研究电场和磁场对该射线的作用，发现这种射线带负电，并测出了其电荷与质量之比，这个比值很大；Thomson又使用了不同的电极材料、在玻璃管中充入不同的气体，发现所得射线的电荷与质量之比都一样。
[提出问题]这些电子是那儿来的呢？为什么不管什么电极材料、什么气体所得到的射线都一样呢？其电荷与质量之比很大又说明什么？这样汤姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表均匀分布的正电荷，电子则像葡萄干一样嵌于其中。
四、卢瑟福模型
[介绍]几乎是在汤姆生实验的同时，居里夫人以及英国科学家卢瑟福等人开始了对放射现象的研究。这其中对原子结构的认识贡献最大的是卢瑟福的α粒子散射实验。α粒子带两个单位正电荷，相对质量为4（现在我们知道它是氦原子核）。卢瑟福将一束α粒子射向一张非常薄的金箔，又将涂有硫化锌的屏幕放在其周围，α粒子撞在屏幕会产生荧光，通过观察各个方向的荧光，卢瑟福发现大多数α粒子穿过了金箔，方向几乎没有任何变化；但有一些α粒子在穿过后方向发生了偏转，还有大约0.1％的α粒子甚至以不同角度被弹向金箔的前面。
[提出问题]如果按照汤姆生的葡萄干面包模型，会这样吗？那该如何解释实验现象呢？1.为什么会被弹回来？应该是由于同种电荷间的斥力。2.为什么只有0.1%？只有少数α粒子靠近了正电荷，也就是说原子内的正电荷不可能均匀分布，它占据的空间必然很小，原子应该有一个带正电的核。3.α粒子被弹回来了，核却没有被弹出，可见金原子的原子核的质量一定很大。
卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数α粒子得以穿过金箔。原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。
卢瑟福的原子模型很像行星围绕着太阳，因此当时年仅27岁的卢瑟福就和他的行星模型一起载入了化学史。
五、波尔模型
[介绍]根据经典的电磁场理论，电子绕核运动时会不断产生电磁波，从而辐射出能量，离核越来越近，最终落在原子核上。行星模型不能稳定存在？
波尔研究了氢原子的光谱，看着这些不连续的谱线，也就是特定的能量，他受到启发，意识到这是由电子的运动产生的，电子远离或者靠近原子核时应该是跳跃式变化，也就是说，电子只能在一些特定的不连续的轨道上运动。举个例子，你从楼梯上扔硬币，它只能落在某个台阶上，而不会停留在两个台阶之间。
波尔认为在能量最低的轨道，电子运动可以看成是在“平地”上的状态，这时不会释放能量。一旦电子获得了特定的能量，它就获得了动力，向上“攀登”一个或几个台阶，到达一个新的轨道。当然，如果没有了能量的补充，它又将从那个能量较高的轨道上掉落下来，回到较低的轨道上。同时释放出相应能量，对应于其光谱线。而从第二个台阶下来，或者从第三个台阶下来放出的能量不同，也就对应着一根根不同的谱线。波尔将量子理论引入原子结构，扫清了原子稳定性的问题。
六、神秘的夸克
[介绍]其实，人类对于原子结构的认识仍在发展。后来，又有科学家提出电子等微观粒子就像光一样，既是一种粒子，又有波的性质，电子等微观粒子具有波粒二象性，电子在核外运动像是一团带负电的云雾。 而原子核内的质子和中子又分别由夸克构成。可夸克和电子就是基本粒子吗？它们会不会也是由其它更基本的粒子组成呢？
为进一步探求原子的内部结构，现在的科学家们又在使用着什么样的手段呢？由于我们仍然无法直接观察，那就只能通过“打靶”、“轰击”来改变对象的状态，再分析改变后的结果，以了解其更微观的结构。其实原理仍然类似于卢瑟福的α粒子轰击原子的实验，只不过卢瑟福实验用的粒子源是天然射线。而要想更深入地进行研究，就需要速度更快、能量更高和束流更强的粒子，更快、更高、更强。怎样才能获得这样的粒子呢？我们的旅程到底有没有尽头呢？
七、结构决定性质[点拨设问]：从原子结构模型的演变我们得到的启迪是什么？
[展示：几种原子的核外电子排布] [设问]从这几种原子的核外电子排布图，你能看出：核外电子的排布有何特征？比如：它们是挤在一起的吗？ [学生分析得出]核外电子是分层排布的
[引申说明]为了形象地表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。
[简要介绍前18种元素的原子结构示意图]
[质疑设问]1.从稀有气体的核外电子排布，结合其化学活动性，你发现了什么？2.你是如何理解Mg与O2的反应的？为什么产物写成“MgO”，原子个数比为1：1而不是1：2或其他的呢？
一、原子结构模型的演变
⒈德谟克利特的古代原子学说。
古希腊哲学家德墨克里特是 奠基人，他认为 是构成物质的微粒。 是万物变化的根本原因。
⒉道尔顿的近代原子学说。
英国科学家 是 的创始人。他认为物质都是由 构成的，原子是不可分割的 ，同种原子的质量和性质都 。
⒊汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型。
英国科学家 发现了电子，他认为 ，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子。 的发现使人们认识到原子是可以再分的。
⒋卢瑟福的带核原子结构模型。
物理学家卢瑟福根据α-粒子散射现象，指出原子是由 和 构成的， 带正电荷，位于 ，它几乎集中了原子的全部质量，
带负电荷，在原子核周围空间作高速运动，就像行星环绕太阳运转一样。
⒌玻尔的轨道原子结构模型。
丹麦物理学家指出；电子在原子核外空间内一定 上绕核作高速运动。
⒍电子云模型（现代原子结构学说）。
现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提出用量子力学的方法描述核外电子运动。
二、核外电子分层排布
⒈原子核外电子是 排布的
⒉金属元素的原子最外层一般 个电子，在化学反应中易 电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阳离子（稳定结构）。
⒊非金属元素的原子最外层一般 个电子，在化学反应中易 电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阴离子（稳定结构）。
⒋化学反应中，原子核不发生变化，但原子的 发生变化，元素的化学性质主要决定于原子结构中的 。
第3单元 课时1
原子结构模型的演变
补充习题
一、选择题
1.下列四位科学家都对原子结构的认识起到过重要的推动作用，其中首先提出原子核外的电子在一定轨道上运动的是（ ）
A.汤姆生 B.道尔顿 C.玻尔 D.卢瑟福
2.已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。下列原子中，与氧元素原子的化学性质相似的是（ ）
A. Ne B. Mg C. S D. C
二、填空题
3.1911年，英国物理学家卢瑟福首先提出了带核的原子结构模型，他的学说与现代原子结构学说的相同点是 ，不同点是 。
4.在化学反应中，原子核 变化，原子的最外层电子数 变化。活泼金属与活泼非金属发生反应时，活泼金属容易 电子而显 价，活泼非金属容易 电子而显 价。试用原子结构示意图表示出钠原子与氟原子化合成氟化钠的形成示意图：
5. Mg原子最外层电子数为 ，反应中容易 个电子而显示 价； F原子最外层电子数为 ，反应中容易 个电子而显示 价。在上述过程中，F原子和 Mg原子通过 都形成了8电子稳定结构。试用原子结构示意图表示Mg原子与F原子形成化合物的过程：
6. 和Ne原子具有相同电子数的单核微粒有 ，
和Ne原子具有相同电子数的多核微粒有 。
7. 有A、B、C、D、E五种元素，它们原子的核电荷数依次递增且均小于18；A原子核内仅有1个质子；B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等；A原子与B原子的最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等；D原子有两个电子层，最外层电子数是次外层电子数的3倍；E元素的最外层电子数是其电子层数的三分之一。
试推断它们各是什么元素，写出它们的元素符号：A______、B______、C.______、D______、E 。
（2）写出A分别与B、C、D所形成化合物的化学式：
（3）A、C、D形成的化合物与A、D、E形成的化合物各属于那类物质？写出它们相互反应的化学方程式。
答案
1.C 2. C
3.原子由原子核和电子构成,原子核位于原子的中心； 卢瑟福认为电子是静止、均匀地分布于核外，现代原子结构学说则认为电子是在一定轨道中有规律运动的。
4.不发生，发生，失去，正，得到，电子，负。图（略）
5. 2 ，失去2 ，＋2 ，7，得到1，－1，得、失电子。图（略）
6. N3- 、O2-、F-、 Na+、 Mg2+、 Al3+ ; CH4 、NH3、H2O、HF、NH4+ 、H3O+、OH－
7.（1）H、C、 N 、O、 Na （2）CH4 、NH3、 H2O
（3）HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
