课件19张PPT。人类对原子结构的认识执教老师：吴君磊历 史 足 迹1803年 道尔顿[英]：“实心球”模型历 史 足 迹1904年 汤姆生 [英] ：“葡萄干面包”模型1911年 卢瑟福 [英]： “核式”模型1913年 玻尔 [丹麦]：“核外电子分层”模型观察与讨论从原子结构模型的演变历史中，主要有哪些科学家提出了哪些原子模型呢？ 在认识过程中，科学家运用了哪些科学研究方法？你们认为科学研究过程一般需要经历哪些阶段？ 1803年 道尔顿“实心球”模型1904年 汤姆生“葡萄干面包”模型1911年 卢瑟福“核式”模型1913年 玻 尔“核外电子分层”模型请比较上表各粒子的电量和质量的实验数据：
解释卢瑟福的观点“原子的全部的正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上”。
由原子呈电中性，可得出哪些粒子间存在一定的数量关系？原子的组成表示法：完成教材31页的问题解决。三种原子的异同点是什么？属于同一种元素吗？它们之间是什么关系呢？核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。请尝试用图像来表述元素、核素、同位素三者间的关系? 讨论并尝试用各种形象的图示来描述“碳原子核外6个电子的分层排布”。+6原子结构示意图观察上面几种原子的核外电子排布：
1、请画出Na、Mg、O 、Cl元素原子的结构示意图。
2、解释He、Ne、Ar化学性质稳定的原因？稀有气体最外层是2个或8个，达到稳定结构。观察与思考提出观点：请从原子结构角度提出可能的观点：解释镁原子与氧原子形成氧化镁的过程。实验证实：迁移应用：分析钠原子与氯原子形成氯化钠的过程。在MgO和NaCl的形成过程中，原子核有没有变化？什么粒子在变化？ 分析NaCl、MgO中各元素的化合价，找出化合价与得失电子的数目的关系。分析MgO和NaCl形成过程的电子得失情况，又能得出什么结论呢？人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的…夸克电子云科学探究:Cl2许多元素有多种核素，且各种核素在自然界都有固定的百分组成。如氧元素有168O 、178O 、188O三种核素，氢元素也有11H 、21H 、31H 三种核素。
(1)请估算，自然界的水分子有几种？
化学性质相同吗，为什么? (2)现有10.0g由2H和16O组成的水分子，其中含质子数为 ，中子数为 ，电子数为 。反馈与应用课件19张PPT。《人类对原子结构的认识》学生：衢州二中高一 班
教师：杭州第四中学 李甲虎2500年前德谟克利特哲 学 臆 测感觉上，存在的是
By convention there is color, 缤纷的色彩，
By convention sweetness, 浓郁的芬芳，
By convention bitterness, 深深的苦痛，
But in reality there are 但实际上，存在的
atoms and space. ——Democritus是原子（不可分割的意思）和空间。2500年前德谟克利特180317世纪后，通过科学实验发现了：
质量守恒定律
定组成定律
倍比定律所有物质都是由不可分割的原子构成。同种元素的原子完全相同。在化学反应中，原子种类和数目不变。道尔顿假说→科学哲 学 臆 测2500年前德谟克利特1803道尔顿假说→科学汤姆生射线粒子在电场中向正极偏转带负电的粒子组成。多次更换材料，粒子性质相同原子内的一种基本粒子。电荷/质量的比值很大(与氢离子比）电子质量非常小打破不可分神话1904哲 学 臆 测2500年前德谟克利特1803道尔顿假说→科学汤姆生打破不可分神话1904卢瑟福带核原子模型1911α粒子“几乎全部穿过”金箔原子内绝大多数地方是空的α但极少数粒子被反弹了很小的核，集中了质量和正电荷哲 学 臆 测1、原子核究竟是什么？2、电子运动的方式不符合当时的科学规律？两个棘手的问题：1、原子核究竟是什么？192327原子的质量相关问题元素：具有相同质子数的一类原子的总称。 元素、核素和同位素的关系核素：质子数、中子数均相同的一类原子总称。 同位素：同种元素的不同种核素间的互称。 X表示元素符号Z表示原子的质子数A表示原子的质量数原子表示问题2、电子运动的方式不符合当时的科学规律？2500年前德谟克利特1803道尔顿假说→科学汤姆生打破不可分神话1904卢瑟福带核原子模型1911玻 尔1913轨 道 模 型哲 学 臆 测12第1层第2层第3层282＋原子（离子）结构示意图2个电子活泼稳定氧化镁的生成讨论：1、在活泼非金属与活泼金属化合的过程中，
原子在反应中得失电子数目与其在化合物中
呈现的化合价正负与数值之间存在什么关系？
2、原子得失电子后最外层有什么结果？+1+2-217失去1个得到2个得到2个得到1个原子得失电子与化合价的联系2500年前德谟克利特1803道尔顿假说 → 科学汤姆生打破不可分神话1904卢瑟福带核原子模型1911玻 尔1913轨 道 模 型··· ···探索未有穷期··· ···量子力学模型1926许多人哲 学 臆 测不管你在不在中国,
不管你在不在地球,
请保持一颗中国心,
小的心也有无穷力.作业：见学案几点说明教师:李甲虎
13857189567
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思路和语言
引入：
坐地日行八万里，巡天遥看一千河。人类从未停止对大自然的探索的热情和信心，从2500多年人类就开始追问大自然是是有什么构成的。
今天，答案找到了。
可你知道吗，这个探索的故事始于错误、争执，也充满抱负、启示。这个故事带来了我们人类有史以来最令人兴奋的想象、最神奇的构思。
因为大自然非常的有趣，它并不想直接告诉我们答案，而是把它当一个礼物送给我们，有着自己的包装。
让我们跟随前辈们的脚步，踏进这神奇的旅程。感谢并分享他们带来的研究成果。
1、古代原子论是哲学臆测的产物
古希腊哲学家虽有敏锐的观察力，但不能像现代科学家一样通过实验来验证自己提出的假设。
古代原子论是哲学臆测的产物，不是科学理论。是一种朴素的原子学说。
在此后的十几个世纪的岁月里，由于封建统治和神学桎梏，生产力发展缓慢，科学也停滞不前，原子论没有得到进展。
二、近代原子论是由假说发展而成的科学理论
道尔顿：
从15 世纪下半叶开始, 近代自然科学开始发展。到了17 世纪, 欧洲处于由封建社会向资本主义过渡的大变革中, 在生产实践的推动下, 近代的实验科学开始发展起来。
在古代朴素的原子论的启示下, 英国化学家道尔顿(John Dalton,1766—1844)在解释气体的性质以及化学上的倍比定律和定比定律时, 提出了各种元素都是由许多原子所构成的假说。
道尔顿的原子论使当时的一些化学定律得到了统一的解释, 成为物质结构理论的基础, 也导致了元素周期表的发现。
（道尔顿还以他的原子论为指导，对由当时已发现的43种元素所组成的2 000多种化合物进行了实验分析，并于1826年完成了对于上述43种元素的相对原子质量的测定工作以现代的眼光看，除少数元素外，道尔顿给出的大部分元素数据还是比较正确的。道尔顿不是那种天资卓著的人，但他勤奋、刻苦、百折不挠。以他做气象观测记录一事为例，从21岁开始做气象观测以来，直到他临终的前一天，他从未停止过气象记录。在他生命的最后一天他仍顽强地记下了那天的气压和温度数据，在“微雨”两字的旁边，是一大滴的墨迹，说明此时的科学家实际上已很难控制自己的行动了。）
科学的发展充满了艰辛：
一直到19世纪末，原子的观念已经为大多数科学家所熟悉；但也仅仅是熟悉，并没有普遍被接受。波尔兹曼成功的解释了一些问题, 用原子论对蒸汽行为规律的预测达到了令人吃惊的精确程度。他们认为这些微粒非常之小，以至用最好的显微镜也无法看到因此，对这些微粒的研究完全是在浪费时间这些微粒仅仅是假设的数学模型 声称所假设的微粒是真实的，被认为是冒昧的、甚至是亵渎科学。波尔兹曼的批评者批评道：把上帝创造的世间奇迹，贬低为是一系列无生命的小微粒的杂乱碰撞，这是亵渎
爱因斯坦
但爱因斯坦改变了一切
基于惊人的洞察力
爱因斯坦明白了布朗运动的根本原因是原子,能彻底结束原子是否客观存在的激烈争论。爱因斯坦证明了导致布朗运动的事实是原子的客观存在。爱因斯坦的论文阻止了口头上的争论
他使用无懈可击的数学证明 通过花粉的运动可以估算出原子的尺寸大小。它非常非常之微小直径约为千万分之分之一毫米。以肉眼来看人的头发，那是很细的东西，但其比一百万个并排的原子还要宽的多。
科学家们赢得了争论，原子论学说不再是异端，这是一个戏剧性的突然逆转，但他们需要为获得成功付出巨大的努力。
在很长一段时间内，原子不可再分的形而上学思想严重地束缚着人们的头脑, 许多科学家甚至认为物理世界的一切都已清晰明了, 声称科学家已经用世界的最小砖石——原子——筑成了一座宏伟的科学大厦, 余下的工作无非是一些修修补补的琐事。
正当他们彼此相互庆祝发现了原子时，命运却将他们投入到一个错综复杂而又异乎寻常的新领域。一切的序幕刚刚开始。
三、 电子的发现打破了 “原子不可再分” 的神话
汤姆生：
1869 年, 希托夫根据它在磁场和电场中运动时偏转的现象, 判明这种射线是由带负电的粒子组成的。
斯东尼于1891 年首次称这种粒子为 “电子” 。
第一个用实验证实电子的存在、 说明电子是基本粒子的是J. J. 汤姆孙他从1886 年起研究真空放电, 经过11 年的努力, 于1897 年 4 月30 日向英国皇家学会报告了实验结果。他测定了电子的速率及其荷质比, 明确地指出它们是带负电荷的带电粒子, 其荷质比至少超过氢离子的荷质比1000 倍。
但是, 电子是否比原子更基本呢? 带着这个问题, 汤姆孙进行了一系列的实验。他分别在真空管中充入不同的稀薄气体, 又用不同材料的阴极重复实验, 电子的荷质比都不改变。据此, 他断言电子是一切原子中的基本组成部分之一。这一断言无疑是向传统观念挑战的宣言。原子不可再分的神话至此已支离破碎。
“这种物质是构成一切化学元素的材料。”这个结论影响深远，在很多年后他又回忆说：“开始只有很少人相信存在比原子更小的物体。一位物理学家在听了1897年在皇家学会的演讲之后很久，还对我说他认为我在“愚弄他们”。
(实际上，他并不擅长实验操作。他的一位助手在回忆中说：“他的手指很笨拙，我觉得没有必要鼓励他去操作仪器。”)
新问题：理性告诉我们质量在哪里，正电荷在哪里？
它们又是如何在原子中分布的? 但是对单个电子的直接感知永远是超出人类感官的能力之外的。 好在, 人类洞察自然的本领与手段并不限于直接感觉。 恩格斯曾指出:“只要自然科学在思维着, 它的发展形式就是假说” 。人类对原子结构的认识就是借助于假说(模型)的力量而逐渐成熟的。
于1904年发表论文，题“论原子的构造：关于沿一圆周等距分布的一些粒子的稳定性和振荡周期的研究”。
四、 近代的原子有核模型
卢瑟福来自新西兰的一个偏远地区在农场长大。卢瑟福是个痴迷的实验型科学家,他热爱科学技术、巧妙的组合。但他也有丰富的直觉。
射线可以穿透过固体物质，丝毫不受阻碍，这是新时代的一个真实的奇迹
卢瑟福迷恋放射性。各种各样的问题困扰着他。卢瑟福从···到卡文迪什，不管再英国还是在加拿大，不管结婚前还是结婚后，不管是和汤姆生还是索迪，一直以放射性研究为载体，
1909 ，曼彻斯特大学，与他的助手汉斯盖革、马斯登一起，制订了一系列的实验来探查放射性的秘密。
镭是一种能放射出异常强烈射线的放射源，
卢瑟福命名该射线为---阿尔法射线
镭放射出这些粒子，就象是永远打不完子弹的机枪
在实验过程中，得独坐在黑暗中，计数那些磷光屏幕上微小的，几乎是无形的闪烁点。这非常的繁琐。
几个星期过去了，研究小组没有发现任何异常情况,阿尔法粒子似乎能穿透过金箔.犹如其不存在似的。
卢瑟福的建议确实是愚蠢透了,他们眼睛疲劳的都快近视.
但紧随其后的一个消息改变了世界。
1909年的一个下午盖格闯入卢瑟福办公室带来了惊人的消息，非常，非常偶然的一个阿尔法粒子的确被金箔反弹回去了，盖格计算了，大概每8000个粒子中会有一个如此
卢瑟福知道这消息后浮想联翩,他后来说，这就象是向一张薄纸开枪子弹居然被反弹了回来.
他花了一年多的时间去充分理解为什么阿尔法粒子会有如此实验现象.
这将是第一次向人类展示原子的内部结构。
人们刚刚才勉强接受原子的客观存在。但现在，卢瑟福知道的这个微观世界，直径约是千万分之一毫米的微观世界里还有其自身的内部结构。
原子内部不象我们所熟悉的地球上常见的物体因此卢瑟福将其看做天体的一部分
他将原子比作一个微型的太阳系电子是带负电荷的小微粒围绕着一个非常小的但肯定存在的微粒运转这个微粒称之为原子核。
卢瑟福推断原子内部几乎是空的
如果你对全人类身体的所有原子的空白空间抽走的话
则六十亿人的总体积大概会缩小成一个苹果那么大
几乎同时，这种结构会让人觉得有两个问题
一个是原子核究竟是什么？
另一个更大的问题，核外电子运动问题。按照那个时代的可靠的科学知识和实践经验电子会逐渐失去能量。速度变的越来越小而盘旋着坠向原子核在很短的时间内。但它又是客观的存在于大自然的任何一个角落，它几乎是空的，但又是保持着没有任何迹象显示我会缩小成一粒盐那么大。
老一代为之奋斗终身的理论在这里失效，不管是哪个问题，都需要更有创新才气的科学家来提出新的假设并实验验证。他们才不会象前几代科学家那样被已知的科学定律束缚想象力。
花开两朵，各表一枝
究竟原子核是什么？
卢瑟福有着奇妙的直觉，加上积极地用实践的方法研究科学，
当研究原子核时，卢瑟福寻找到了最简单的构想来表述它的结构，
设想原子核由刚性的小球组成，用这样简单到难以置信的图型，卢瑟福可以构建宇宙中所有的元素。他可以解释由同样基本成分组成的不同原子间如此巨大的差异。
这是他的表述的运作方式。
氢是最简单的元素，只由一个球组成，卢瑟福称其为质子，在希腊语中是“第一个”的意思。
通过往原子核中加入更多的质子，全部其它的元素就被制造出来了，就是那么简单。
氦是第二轻的元素。碳是所有生命最基本的元素，它有6个质子。
但正如科学家们经常发现的那样，大自然从来不象它第一眼看上去那样简单。
果真，一个严重的问题随着卢瑟福的出现了。
弗朗西斯.阿斯顿是一个有趣的人物。年轻时，他喜欢户外冒险，大约在1909年，他在夏威夷的海滩冲浪。可他不久就意识到物理实验室的感召比海浪更大，相当简朴并且外观普通的建筑里，卡文迪许实验室。
这一切真是了不起，在一次世界大战之后，科学家们终于能称量原子的重量了。
他们发现卢瑟福的原子核模型有一个根本的问题。主要是数字与计算出的不符。
所有已知元素的原子，除了氢之外，都比它们本应该的重得多。
例如，有两个质子的氦应该是只有一个质子的氢的两倍重。事实上是四倍重。
你怎么想？？
卢瑟福明白这只能意味着一件事——除了质子，原子核内还有别的东西，但那是什么呢？
寻找这个答案花了12年
一直到一个人的出现，
一个出身卑下的小伙子，名叫查德威克，查德威克发现的是在原子核内与质子在一起的另一种粒子。
它几乎和质子一样重，但却难以捉摸的多，因为它不带电荷。技术上我们说它对电是中立的，因此它的名字是中子，
它立刻解决了原子重量的问题。就这样，在1932年，原子的家族完整了。
核外电子运动问题
玻尔：
他的思维无拘无束并做好了抛弃人的直觉和普通常识的准备，来寻找新的解释.
这是天才的跨越，他开始寻找有关原子结构的线索。
不是寻找物质而是借助神秘的、奇妙的光的性质。由于，原子和光有着明显的联系，大多数物体被加热时会发光，而且像他们的签名一样，各不相同。
玻尔伟大的洞察力意识到：借助光谱，我们可以了解原子的内部结构
抛弃常规想法而是取代为一种整个科学界都无法接受的新思维---量子跃迁
整个科学界中最复杂的概念之一
为了验证自己的新理论玻尔用它来作一个预测。它能解释氢原子神秘的光谱吗？
经过数月周密的计算他最终得到了结果，他的预测是惊人的精确，从没有过的精确。
看来光谱可以解释原子的结构了。但在解释多电子原子时，遇到了困难。
但玻尔的新模式是，以一个单一的有重大争议的假设为基础的，在科学史上从没有过类似的先例。当一个物理学家宣称跃迁的理论是胡言乱语时玻尔回答说， "是的，你完全正确！但这不代表跃迁就不存在，只是因为你无法想象他们而已。
接下来的20年玻尔们和爱因斯坦们相互争辩、攻击中，理论得到了发展。
1927年，确立了量子力学模型。
由沃尔夫冈泡利首先开创，他是继玻尔后的新星泡利接受玻尔离奇的量子跃迁模式
并把它发展成整个科学界最重要的概念这可不是一件容易的事情
泡利的理论被起了个缺乏想象力的名称--不相容原理.
泡利的理论尝试解释这个问题---
任何原子都是由相同的简单成分构成。但为什么在我们看来会有着如此大的不同外表呢
为什么会有这么丰富多样的色彩、质地和化学性质呢？
例如，黄金和汞
是两种完全不同的元素，黄金是固体，汞是液体，黄金化学性质稳定，汞有剧毒
但他们的差异只是一个电子
每个金原子拥有79个电子。而汞原子是80个，为什么一个小小的电子会导致如此巨大的不同呢？
原子结构示意图分析
常见几种元素分布分析
想想看，把两个原子放在一起，首先是谁和谁的交接？
1897年到1927年，科学改变了我们对世界的看法，也改变了我们对科学本身的看法。
是不是终止了呢？
课件21张PPT。第三单元
人类对原子结构的认识专题1 化学家眼中的物质世界浙江师范大学附属中学 钱慧君古希腊哲学家 德谟克利特物质是由不可分割的微粒即“原子”构成的。历史瞬间世界之最英国超级显微镜世界之最历史回眸原子中正电荷均匀地分布在整个球体中，而带负电荷的电子则镶嵌在其中。α粒子散射实验 体积很小相对质量为4的带正电粒子现象：
1、大部分α粒子穿过薄的金箔
2、极少数α粒子好象打在坚硬的东西上，完全反弹回来。
3、少数α粒子穿过薄的金箔时，发生了偏转。科学探究卢瑟福通过实验推断出：
1、原子大部分是空的。
2、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子——原子核。
3、电子随意地围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。⑴原子的质量与质子、中子的质量关系数据传真相对质量：质子、中子的质量与C-12原子质量的1/12相比较所得的数值。质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值。信息提示⑵原子的相对原子质量与质子、中子的相对质量的关系⑶ 原子中质子数、中子数、质量数和原子的相对原子质量之间的关系观察与思考元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。质子数相同，质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。同位素的应用拓展视野C“朝核危机”已引起全球瞩目，其起因是朝鲜核电站采用轻水反应堆还是重水反应堆。重水反应堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚-239( )，这种 可由铀-239( )，经过多次β衰变而得，下列有关 与 的说法中正确的是（ ）
A．二者互为同位素
Ｂ．二者是同一种核素
Ｃ．二者具有相同的质量数
Ｄ．二者具有相同的中子数历史回眸请写出下列原子结构示意图：
He Ne Ar
H O Mg
N Na S妙笔生花⑴稀有气体性质稳定，很难发生化学反应。图文解疑⑵镁原子能与氧原子结合形成氧化镁。讨论：化合价与得失电子的数目、最外层电子数目之间的关系。一些元素的原子得失电子的情况探寻规律结论：正化合价=失电子数=最外层电子数
=得电子数=8－最外层电子数斯坦福大学的直线加速器中心 1967年 加速器实验证明了夸克的存在发现之旅美国等一些国家发射的航天器将我国研制的磁谱仪带入太空，其目的是探索反物质。反物质的主要特征是电子带正电荷，质子带负电荷。请写出反氢原子和反氧原子的原子结构示意图。 发现之旅科学家最近发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法中错误的是( )
A.该粒子不显电性
B.该粒子的质量数为4
C.该粒子是氢元素的一种同位素原子
D.该粒子质量比氢原子大C发现之旅感悟历史？1、简单原子的原子结构可用下图形象表示：其中●表示质子或电子，○表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是（??? ）
??
???????????????????????????????
A．①②③互为同位素???????
B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的粒子??????
D．①②③具有相同的质量数小试牛刀A2、据报道，最近中科院的有关专家在世界上首次发现了镤元素的一种新的同位素 ，它的中子数为（ ）
A、330 B、91
C、239 D、148小试牛刀D3、X、Y、Z、R分别代表四种元素，若aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的核外电子排布相同，且m＞n，则下列关系正确的是（ ）
A、a-c=m-n
B、b-d=m+n
C、a ＞ b ＞ d ＞ c
D、a ＞ c ＞ b ＞ dB小试牛刀谢谢第三单元 人类对原子结构的认识
学情分析：
在初中《科学》中，学生已经初步了解原子结构模型的演变历史，知道原子是由原子核和核外电子构成的，知道原子核是由质子和中子构成的，初步了解质子、中子、电子的质量、电性关系；已初步了解元素和同位素的概念及同位素的应用。核外电子的排布规律和原子结构示意图的书写在《科学》教材中未涉及，但在初高中衔接教育中已作初步讲解，学生基本可以学出1~18号元素的原子结构示意图。
教材分析：
本单元的编排在化学学习中起到承前启后的作用。在前两个单元中，学生已经认识到了化学世界物质的精彩纷呈，了解到了研究物质的实验方法的多样性。在有这些知识的基础上，通过本单元的学习，将学生从宏观的物质世界带入化学的微观世界。在本单元中主要介绍原子结构模型的演变和原子的构成等内容，再在《化学2》中系统学习原子核外电子排布和元素周期表的知识。
三维目标：
知识与技能：
了解原子结构模型演变的历史。
了解钠、镁、氧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中通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁跟氧气发生化学反应的本质。
了解原子是由原子核和核外电子构成，绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的。能根据原子组成符号判断原子的构成。知道核素、同位素等概念。
过程与方法：
通过了解原子结构模型演变的历史，让学生体验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。
2．通过学生自主讨论原子中质子、中子、电子及质量数之间的关系，培养学生分析处理数据的能力。
3．通过氧化镁形成过程的分析，以及化合物的化学式的书写，让学生学会推理、归纳的方法。
情感、态度和价值观：
从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，并培养学生对科学探索的热爱。通过氧化镁形成过程的分析，让学生从宏观走向微观，领悟化学反应的本质。
教学重点：
1．构成原子的微粒之间的量的关系。
2．化学反应中原子核外电子排布的变化，化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。
教学难点：
化学反应中最外层电子的变化，以及化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。
课时安排：
1课时
教学过程：
【引入】同学们，你们知道在世界史上最早提出“原子”这一名词的人是谁吗？（学生中会有人说道尔顿、德谟克利特……）对，在公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特就提出了哲学概念上的“原子”这一名词，他认为物质是由不可分割的微粒即原子构成的。在希腊语中，原子就是“不可分割的”意思。那么，现代意义上的原子又是什么呢？
【投影】扫描隧道显微镜下的硅晶体、以及在扫描隧道显微镜下用原子书写的 “中国”图片。
【讲述】这是我们借助先进的扫描隧道显微镜观察到得原子的表面，那原子的内部结构又如何呢？据报道，英国耗资3.8亿英镑、占地5个足球场的超级显微镜，能观察到原子的内部结构，此项研究正在进行之中。当然科学家经其他实验研究已证实，原子是由更小的微粒构成的。显然，从2500年前的古希腊到今天，“原子”的意义已经发生了明显地变化。那么，2500年来，科学家是怎样探索原子的结构的呢？原子结构模型的演变经历了哪几个阶段？又有哪些科学家对此作出了卓越贡献呢？请同学们快速阅读课本第27~28页的交流与讨论，并找到重要的科学家及他们的主要观点。
【学生】学生阅读。
【板书】原子结构的认识过程
【讲述】好，阅读完了，大家对人类探索原子结构的过程应该有了一个初步的了解。接下去，就让我们一起沿着科学家探索原子结构的足迹来认识原子。那对此作出重要贡献的科学家有哪几位呢？
【讲述】在近代化学史上，最早提出原子结构模型的人是道尔顿，在1803年，提出了具体的原子模型，建立了近代原子学说。那道尔顿的主要观点是什么呢？
【学生】（集体回答）物质是由原子构成的，原子是不可分割的实心球体。
【讲述】可是，在1897年，汤姆生在实验中发现了电子，并且发现电子是带负电荷的，且质量非常的小。由于原子呈电中性，所以汤姆生认为原子中的正电荷是均匀地分布在整个原子中，而带负电荷的电子则镶嵌其中，正负电荷总数相等。于是于1904年提出了被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型。
【讲述】科学探索的脚步并没有停止，1911年英国物理学家卢瑟福在做α粒子散射实验时发生意想不到的现象。
【投影】α粒子散射实验图片
【提问】从这一实验现象中，你能得出什么结论？
【学生】1、原子的大部分体积是空的。
2、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子——原子核。
【板书】卢瑟福：原子
【投影】卢瑟福的主要观点：
1、原子的大部分体积是空的。
2、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子——原子核。
3、电子随意地围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。
【过渡】后来，卢瑟福和他的学生经过进一步的实验研究证实，绝大多数的原子核是由（1919年）质子和（1932年）中子构成的，并且发现质子带一个单位的正电荷，而中子不显电性。
【板书】 原子核
【过渡】那么构成原子核的质子、中子以及与核外电子之间有何联系呢？由于原子呈电中性，由此可见原子中，电子数=质子数。结合卢瑟福的α粒子散射实验和表中的数据，请思考：
【投影】
质子
中子
电子
质量/kg
1.673×10-27
1.675×10-27
9.109×10-31
相对质量
1.007
1.008
1/1836
信息提示：
质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值。
相对质量：质子、中子的质量与C-12原子质量的1/12相比较所得的数值。
【投影】⑴原子的质量与质子、中子的质量关系
⑵原子的相对原子质量与质子、中子的相对质量的关系
⑶原子中质子数、中子数、电子数和质量数之间的关系
【学生】学生代表回答结论。
原子的质量≈所有质子的质量+所有中子的质量
原子的相对原子质量≈所有质子的相对质量+所有中子的相对质量
质量数=质子数+中子数
质子数=电子数
【板书】1、原子中：质子数=电子数
质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
≈原子的相对原子质量
【追问】那在离子中，这些等式关系还成立吗？
【板书】离子中：质子数=电子数±电荷数
【过渡】不同原子中，质子数、中子数、电子数是不同的，那能否用一个符号准确地表示出一个原子的具体组成呢？
【讲述】在这里我们可以用原子的组成符号来表示,其中X表示元素符号，Z表示原子的质子数，A表示原子的质量数。
【板书】
【讲述】如C-12可以表示为：
【副板书】
【讲述】从这个式子中，我们可以看出该C原子核内有6个质子和6个中子，核外有6个电子。
【讲述】接下去，同学们一起来看一下2组原子组成符号，请仔细分析它们有什么特点。
【投影】⑴ ⑵
【学生】它们的质子数相同，但质量数不同，所以应该是同一种元素的不同原子，互为同位素。
【讲述】分析得很好。
【投影】元素：具有相同质子数的同一类原子总称；
核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。
质子数相同，质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。
【提问】同位素原子的组成不同，那它们的物理性质是否相同？ 比如、、它们的性质一样吗？在考古断代中就利用了的……
【讲述】很好。利用某些同位素的放射性，我们已经将同位素广泛地应用于医学、工业、农业、能源和科学研究等各个领域，甚至是国防事业。说到国防，我们自然会想到核武器，大家知道现在全球局势最紧张的两个地区是——伊朗和朝鲜，都与“核”有关。
【投影】“朝核危机”已引起全球瞩目，其焦点是朝鲜核电站采用轻水反应堆还是重水反应堆。重水反应堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚-239()，这种可由铀-239()，经过多次β衰变而得，下列有关与的说法中正确的是（ C ）
A．二者互为同位素 Ｂ．二者是同一种核素
Ｃ．二者具有相同的质量数 Ｄ．二者具有相同的中子数
【过渡】从卢瑟福的核式模型，我们充分认识了原子核的结构，由原子核我们认识了核素、同位素，那么核外电子又是如何运动的呢？真的像卢瑟福所说的：电子随意地绕核作高速运转吗？
【讲述】不是的。卢瑟福的学生玻尔和奥地利物理学家薛定谔在进一步的实验和理论研究基础上，又分别在913年提出了轨道模型，在1926年提出了电子云模型。他们都认为，电子在核外是按一定的规律排布的。
【讲述】通常我们用原子结构示意图形象地表示原子的核外电子排布，比如：
【讲述】请同学们写出下列6种原子的结构示意图。
Ne O Na Ar Mg S
【投影】
【提问】从原子结构示意图中，你能发现核外电子的排布具有怎样的规律？
【学生】原子核外电子是分层排布的，其中第一层最多只能排2个电子，第二层最多只能排8个电子，最外层不超过8个电子。
【板书】1、规律：电子是分层排布的。
【过渡】那原子的核外电子排布与元素的性质有何联系呢？
【投影】⑴稀有气体性质稳定，很难与其他物质发生化学反应。
【学生】因为稀有气体的最外层电子达到了2电子或8电子的稳定结构，所以很难与其他物质发生反应。
【讲述】分析得很正确。也就是说当原子的最外层达到2电子或8电子的结构时，它就会变得非常稳定。从中你能得出什么结论？
【投影】⑵镁原子能与氧原子结合形成氧化镁。
【讲述】那请同学们观察镁原子和氧原子结合形成氧化镁的过程中原子核外电子的变化情况，解释第2个事实，
【提问】⑴Mg、O的原子核外电子排布有什么特点？
⑵Mg、O在反应中表现出什么性质？
⑶在化学反应中哪部分微粒发生了变化？说明元素的性质主要取决于什么？
⑷从Mg、O你能想到哪些类似的原子？在结构上、性质上有何特点？
【学生】因为镁原子和氧原子的最外层电子数均少于8个，所以不稳定，有形成8电子稳定结构的趋势。在化学反应中，镁原子失去最外层的2个电子，生成+2价的镁离子，达到8电子的稳定结构，而氧原子最外层则得到2个电子，达到8电子的稳定结构，生成—2价的氧离子，镁离子和氧离子结合生成了稳定的化合物氧化镁。
【学生】在化学反应过程中，原子的最外层电子数发生变化，而原子核不发生变化。元素的化学性质主要取决于最外层电子数。
【学生】像镁原子这样的最外层电子数较少的，较易失电子，像氧原子这样的最外层电子数较多的，较易得电子，从而形成稳定的电子层结构。
【板书】
最外层电子数
典型金属
＜4
易失电子
正价
典型非金属
＞4
易得电子
负价
【过渡】镁条在氮气中也能燃烧，生成氮化镁，你能写出氮化镁的化学式吗？
【学生】学生书写。
【讲述】要正确书写物质的化学式，就必须知道元素的化合价，那化合价又和什么有关呢？请同学们填写下列表格，并分析化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。
【投影】 一些元素的原子得失电子的情况
元素
化合价
原子最外层电子数目
失去（或得到）电子的数目
Na
Mg
2
O
6
Cl
-1
【学生】学生完成表格，并讨论化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。
【学生】金属元素的原子失电子显正价，正化合价=失电子数=最外层电子数；非金属元素的原子得电子显负价，=得电子数=8—最外层电子数。
【投影】
最外层电子数
典型金属
＜4
易失电子
正价=失电子数=最外层电子数
典型非金属
＞4
易得电子
=得电子数=8—最外层电子数
【过渡】由此可见，结构不同，性质不同，结构决定性质。刚才，我们沿着人类探索原子结构的足迹，深入的认识了原子内部的结构，知道原子由原子核和核外电子两部分构成，绝大多数的原子核是由质子和中子构成的，那么人们对于原子结构的认识是否就到此为止了呢？质子、中子是否就是构成原子的最小微粒呢？
【板书】发现夸克
【投影】夸克的发现史
【讲述】随着科技的发展，人类不仅在地球上探索微观世界，更把目标投向了整个宇宙。
【投影】美国等一些国家发射的航天器将我国研制的磁谱仪带入太空，其目的是探索反物质。反物质的主要特征是电子带正电荷，质子带负电荷。请写出反氢原子和反氧原子的原子结构示意图。
【投影】科学家最近发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法中错误的是( C )
A.该粒子不显电性
B.该粒子的质量数为4
C.在元素周期表中与氢元素占同一位置
D.该粒子质量比氢原子大
【讲述】随着科学技术的发展，人类对于原子结构的认识还在不断地深入，夸克会是构成物质的最小微粒吗？谁也不知道物质世界的至小尽头会在何处？这个谜底正等待着在座的各位同学去揭开，也许你就是未来的诺贝尔奖获得者。人类在微观的世界里继续探索前行……
【结束语】这堂课，我们沿着科学家探索原子结构的过程，认识了原子的结构，同时人类探索自然科学的这种精神也给了我们很多的启迪，同学们，你们能说说你们的收获吗？从中我们不难感受到科学探究是一个漫长的、艰辛的过程，科学发展总是在不断纠错中前进，科学发现是永无止境的……相信你们能给人类带来全新的明天！
【板书设计】
第三单元 人类对原子结构的认识
原子结构的认识过程：
道尔顿
↓
汤姆生
↓
卢瑟福 原子
↓
玻尔
↓
薛定谔
↓
发现夸克
↓
……
