第三单元 物质构成的奥秘教案

第三单元　物质构成的奥秘
1.认识物质是由分子、原子、离子等微观粒子构成的.
2.认识分子的特性,能用分子的性质解释一些常见的生活现象.
3.了解原子结构的表示方法,了解原子结构与元素化学性质的关系.
4.初步了解相对原子质量的概念,并会查相对原子质量表.
5.了解元素的概念,了解元素符号所表示的意义.
6.初步认识元素周期表.
1.通过对学生熟悉的日常现象提出问题,引发学生思考,来探索微观世界.
2.通过讨论与交流,启发学生的思维,逐步养成良好的学习习惯和学习方法.
1.通过实验体验探究活动的乐趣,激发学生学习化学的兴趣.
2.建立“世界是物质的,物质是可分的”的辩证唯物主义认识观.
3.逐步积累化学用语,真正进入化学世界.
本单元包括三个课题,分别是“分子和原子”“原子的结构”和“元素”.主要包括物质由微观粒子构成、分子可以分为原子、原子的构成、原子核外电子的排布、相对原子质量、元素、元素符号、元素周期表简介等内容.
本单元教材是“双基”的重要组成部分,这些课题所涉及的内容在初中化学课程中占有重要的地位,可以在实现课程目标中发挥很好的教育教学功能.主要体现在以下三个方面:
第一,人们依据物质由微观粒子构成的观点,通过对微观粒子及运动特点的不断探究和发现来认识和解释宏观物质组成、结构和性质变化的规律,成为化学学科的重要内容和特点,也是现代科学关于物质世界认识的重要成果.在促进学生科学物质观、正确世界观的形成和发展过程中,具有独特的教育价值和文化传承功能.
第二,本单元要学习的基本概念,在初中化学基本概念中占有很大的分量,这些生长性很强的基本概念是支撑和构建初中化学知识结构的重要结点.正确理解这些基本概念,熟练运用有关化学用语和术语,是学习元素化合物、化学实验和化学计算等其他知识板块的重要基础和工具.
第三,本单元包括的重要科学方法、观念、典型人物和化学史实,是教学中需要深入挖掘并充分利用的教育、教学资源.包括一些具有应用价值的科学方法和过程,如一滴水中所含分子数量的计算,原子大小与乒乓球和地球的类比、元素符号的采用、相对原子质量的采用、用原子结构示意图解释离子的形成等;一些重要的化学基本观念,如在化学反应中分子可分而原子不可分、化学变化前后元素不变等;一些重要的化学人物和史实,如以道尔顿为代表的近代科学家提出原子论的观点、以张青莲为代表的现代科学家测定相对原子质量等.
本单元内容比较抽象,与学生的生活经验距离较远,再加上前面所学元素化合物知识能提供支持的感性经验有限,这给学生的学习和老师的教学带来了一定的挑战.通过合理的教学设计和安排,本单元的学习将会为大多数学生将初中化学知识融会贯通打下重要的基础.
【重点】
1.分子、原子的概念的形成,分子的性质,原子的内部结构,相对原子质量,离子的形成.
2.元素的概念,元素符号的书写和意义.
【难点】
理解物质是由分子、原子等微小粒子构成的,对“原子不显电性”的理解,核外电子排布的特点,元素概念的形成,元素符号的书写和意义,元素周期表的排列规律和相关信息.
在前面一段的学习中,学生通过观察身边的一些常见物质,认识了它们所发生的不少奇妙变化,很多学生对化学产生了好奇心,提出“物质之间为什么会发生变化?”“物质到底由什么构成的?”等疑问.这些问题正是本课题的切入点,也是学生学习的动力.学生对于生活中湿衣服的晾干、蔗糖的溶解、闻到远处的花香、给足球打气等现象有强烈的探究欲.同时学生学习了物理变化、化学变化、物质的性质、化学实验基本操作,对简单的物理变化和化学变化、物理性质和化学性质有识别能力,并具有一定的实验操作能力.在初中物理也学习了物质的三态变化、物质热胀冷缩等相关知识,这为学习新知识做了知识上的铺垫,可以说做好了学习本课题的准备.但有些已有的宏观表象,可能对微观想象的发展有阻碍.分子是初中学生初次接触到的微观粒子,在此之前学生只有一些微观现象的感性认识,没有理性的认识.学生学起来往往感到难于理解.在八年级物理的学习中,对原子的理解是实心球体,对原子构成的微粒的种类、带电量和电性主要靠记忆.学生并不知道原子是否就是构成物质的最小粒子,初中生主要通过形象思维理解和掌握所学知识,同时逐步向抽象思维过渡.如何在教学中让学生理解微粒的概念,掌握微粒的知识,树立微粒的观点,对于提高课堂教学的实效性是至关重要的.因此,引导学生从化学的角度认识物质,对微观世界进行一系列探究活动的循序渐进的过程,对学生今后学习化学中的其他知识有至关重要的作用.
在教学过程中,应设法通过图示、实验、动画等各种手段引导学生,促进学生思维的发展.让学生在教师的引导下,自主学习,相互合作,相互交流.教师在课前需要收集大量的信息,布置适当的问题,为学生的课堂活动创设一些能联系学生实际的,能使学生获得欣赏感受的情境,调控课堂,达到预期的学习效果.
帮助学生用微粒的观念去学习化学,通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学现象的本质;从五彩缤纷的宏观世界步入充满神奇色彩的微观世界,激发中学生学习化学的兴趣;利用有关原子结构的科学史实,使学生了解科学家严谨求实的科学态度;通过对问题的探究和实践活动,提高学生的想象能力、创新能力.
课题1 分子和原子
2课时
课题2 原子的结构
2课时
课题3元素
2课时
单元复习教案
1课时
课题1　分子和原子
第课时
1.认识物质是由分子、原子等微观粒子构成的.
2.通过实验探究活动,认识分子的特点.
3.能用微粒的观点解释日常生活中的一些现象.
通过对实验现象的分析推理,提高学生的想象能力和抽象思维能力.
通过对分子特点的学习,培养学生用微粒的观点解释一些常见现象的方法.
【重点】　
1.分子的概念的形成.
2.能用微观粒子运动的观点解释生活、生产中的一些常见现象.
【难点】
1.理解物质是由分子等微观粒子构成的.
2.对微观粒子运动与宏观物体运动的不同的认识.
【教师准备】　(1)品红扩散、氨分子扩散、50 mL酒精和50 mL水的混合等实验.(2)准备多媒体课件.
【学生准备】　预习本节内容.
导入一:
【材料引课】　将一块喷有香水的手绢在教室里抖一抖,提出问题:为什么同学们的鼻子没有碰到手绢,却能闻到气味?
[设计意图]　创设真实情境,活跃课堂气氛,激发学生学习的欲望.
导入二:
【展示】　多媒体展示王安石的《梅花》诗——墙角数枝梅,凌寒独自开.　遥知不是雪,为有暗香来.
【提问】　同学们,诗人为什么会远远闻到梅花的香味?
导入三:
【展示】　展示如图所示的投影图片,提出问题:你能解释这些生活中的现象吗?
(1)走到花圃会闻到花香.
(2)湿的衣服经过晾晒会变干.
(3)糖块放到水里会逐渐“消失”,而水却有了甜味.
【交流与讨论】　学生观看、思考,并作出猜想: “花香”、水、糖块可能都是由看不见的微小的颗粒构成的.
【教师】　带着这些问题,让我们进入化学的另一个世界——微观世界!
[设计意图]　通过学生熟悉的宏观生活现象,引发学生感悟“宏观的物质可能是由肉眼看不见的微小粒子构成的”,并带着疑问进入本节课的学习.
　　[过渡语]　物质都是由一些微小的粒子构成的:分子和原子等.这些看不见、摸不着的微小粒子真的存在吗?有哪些特性?
一、物质由微观粒子构成
思路一
1.分子的质量和体积都很小
【演示】　教材48页实验3 - 1:品红在水中扩散.
【教师】　引导学生观察并思考:在静止的水中品红为什么能扩散呢?
【小结】　通过学生对品红扩散原因的分析与解释,归纳得出“物质是由微观粒子构成的”.
【教师】　引导学生阅读教材48~49页,并展示“用扫描隧道显微镜获得的苯分子的图像”、“通过移走硅原子构成的文字”图片.
[设计意图]　加强学生对“物质是由微观粒子构成的”的认识,让学生感受分子是真实存在的.形成物质由分子和原子构成的观点,培养学生的想象能力.让学生了解现代高科技,并借助图像进入微观世界.
【练习】　一滴水中大约有1.67×1021个水分子,假设每人每天吃5000粒米,1.67×1021粒米可供全世界人(约60亿)吃多少年?这个假设与教材48页最后一段的资料能够说明分子具有什么样的特点?
【老师】　1.53×105年.这个假设和课本上给出的1个水分子的质量及1滴水含有的水分子数可以得出“分子是很微小的”的观点.
【归纳】　分子的质量和体积都很小.
思路二
【实验3 - 1】　向盛有水的小烧杯中加入少量品红,静置.
【观察】　请认真观察,并描述所观察到的现象.
【提问】　你认为产生上述现象的原因可能是什么?
【小结】　观察实验,交流讨论观察到的实验现象:加入的品红,在水中慢慢地扩散.
【结论】　品红可能是由更小的看不见的“品红粒子”构成的,这种粒子还在不停地运动.
　　[设计意图]　在生活经验的基础上,教师通过实验继续让学生感知“物质是由我们肉眼看不见的微小粒子构成的”.
【小结】　随着科学技术的进步,科学家们用先进的仪器设备证明了物质确实是由肉眼看不到的微观粒子构成的.
【展示图片】　用扫描隧道显微镜获得的苯分子的图像;通过移走硅原子构成的文字“中国”.
【资料卡片】　一个水分子的质量约是3×10-26 kg,一滴水(以20滴水为1 mL计)中大约有1.67×1021个水分子.如果10亿人来数一滴水里的水分子,每人每分钟数100个,日夜不停,需要3万多年才能数完.
【讨论】　根据对以上资料的分析,你认为分子有哪些基本特征呢?
【小结】　学生阅读、分析所给材料,并经过讨论得出下列结论:
(1)分子的体积很小;(2)分子的质量也很小.
[设计意图]　对生活经验和实验现象的分析,都只是一种推断.只有通过更科学的手段,才能得出更科学的结论.使学生进一步认识科学的重要性.
　　[过渡语]　分子的质量、体积都这么小,那么分子还有其他性质吗?请同学们根据自己的生活经验对分子的特点进行大胆猜想.
【猜想】　猜想一:分子可能是运动的.猜想二:分子运动速率也许与温度有关.猜想三:分子之间可能有间隔.
【教师】　证明猜想的最好方法是什么?(实验验证)
2.分子是不断运动的
思路一
【提问】　(1)微小的分子还有哪些不同于宏观物体的特点呢?
(2)你能用什么方法(或实验)或事实来证明你的观点呢?
【实验探究】　教材49页探究:分子运动现象.
(1)向盛有约20 mL蒸馏水的小烧杯A中加入5~6滴酚酞溶液,搅拌均匀,观察溶液的颜色.
现 象
溶液为无色
结 论
酚酞遇空气和水不变色
　　(2)从烧杯A中取少量溶液置于试管中,向其中慢慢滴加浓氨水,观察溶液颜色有什么变化.
现 象
溶液变为红色
结 论
氨水能使酚酞溶液变红
(3)另取一个小烧杯B,加入约5 mL浓氨水.用一个大烧杯或水槽罩住A、B两个小烧杯(如图所示),观察几分钟,有什么现象发生?你能解释这一现象吗?
【现象】　烧杯A中溶液逐渐变红.烧杯B中溶液不变色.
【解释】　氨分子运动,进入 A 烧杯中,使酚酞溶液变红.
【结论】　分子总是在不断运动着.
【讲解】　在教材48页实验3 - 1中,如果用的是热水,品红的扩散会更快一些,这说明分子的运动速率与温度有关.
【小结】　分子总是不断运动的,而且温度越高,分子运动的速率越快,气态物质中分子运动最快.
[设计意图]　培养学生分析、推理、归纳、总结的能力.培养学生严谨的学习与实验态度,逐步培养学生学习化学的科学方法.
思路二
【展示】　对品红在水中扩散的实验现象进行讨论(配合多媒体微观演示动画).
【问题】　静置的水中品红为什么能扩散?
【交流】　构成品红的微小粒子不断向水中运动, 就出现了品红向水中扩散的现象.
【演示】　取一支试管加20 mL水,滴2滴酚酞试液,再滴加浓氨水.观察有什么现象?
【现象】　酚酞遇氨水变成了红色.
【设计实验】　若不直接滴加浓氨水,你有什么办法使酚酞试液变成红色吗?根据下列仪器,设计实验.
提供仪器:浓氨水、酚酞试液、大小烧杯、大试管、胶头滴管、棉花、滤纸条、锥形瓶、橡皮塞.
实验要求:用以上仪器设计实验探究氨分子的运动.
【教师】　指导学生分组设计方案.学生分组实验并观察现象.
【交流】　学生归纳内容回答:氨分子不断运动,温度越高运动速率越快.这两个实验证明分子的确是不断运动的.
【思考】　我们生活中还有哪些现象是由分子运动造成的?
【交流】　水分的蒸发, 汽油、酒精的挥发,蔗糖、食盐在水中的扩散.
【提问】　运动是绝对的,静止是相对的,这个实验中酚酞溶液中的分子和浓氨水中的氨分子都在不断地运动,那为什么只有酚酞溶液变红呢?
【交流】　不同分子运动的速率是不同的,氨分子运动得快些.所以只在酚酞溶液中看到红色.
【提问】　酚酞溶液全变红后分子还运动吗?
【交流】　运动,因为分子总是在不断地运动.分子的运动是绝对的.
[设计意图]　培养学生观察实验现象,描述实验现象的能力.通过实验让学生体验对比实验的意义.通过实验培养学生分析、总结问题的能力.
　　[过渡语]　50加50一定等于100吗?答案在数学中是一定的,但在化学中需要观察实验后回答.不同分子运动的速率不同,同种分子在不同温度下运动的速率也不同.许多的分子在不断地运动,相互之间有没有间隔呢?分子是不是挤在一起运动的呢?
3.分子间存在间隔
思路一
【回顾】　为什么湿衣服在阳光下比在阴凉处容易晾干?温度对分子运动快慢的影响是什么?
【分析】　在受热情况下,分子能量增大,运动速率加快,因此水受热后蒸发会加快,湿衣服在阳光下容易晾干.
【小结】　分子总是在不断地运动,且温度升高分子运动加快.
【讨论】　我们不仅验证了猜想一、二的正确性,又归纳出温度对分子运动的具体影响,猜想三是否正确呢?先猜一猜:50 mL水与50 mL酒精混合后体积是多少?
【回答】　100 mL、小于100 mL等.
【提问】　实际情况如何,我们看一个实验:50 mL水和50 mL酒精混合为什么得不到100 mL体积的液体,总体积变小了,为什么?
【小结】　分子之间有间隔,水分子和酒精分子进入了彼此的分子间隔中.
【思考】　我们刚学过分子运动的速率因分子种类、温度的不同而不同,那么分子之间的间隔又受什么因素影响呢?我们先分析气体、液体、固体分子间的间隔大小的关系.
【想一想】　在两支注射器内分别装入等体积的空气和水,堵住小孔,往内推活塞,比较两者哪一个容易被压缩.
【现象】　空气比水更容易被压缩.
【结论】　分子间的间隔:气体>液体.
【展示】　再来观看某物质固态、液态、气态三种状态的分子间隔模拟动画.从中得出物质三态分子间的间隔大小的规律.
【小结】　分子间的间隔:气体>液体>固体.
【思考】　结合生活中的热胀冷缩现象思考.温度越高分子运动越快,那么温度越高分子间的间隔会怎样变化呢?
【小结】　物质分子间的间隔受热时增大,遇冷时缩小.
【提问】　可见分子间有间隔.一般来说,气体>液体>固体.温度升高,分子间的间隔变大.那么物质受热体积膨胀的过程中分子的大小变化了吗?
【小结】　分子的大小不变,只是分子之间的间隔变大了.
思路二
【分组实验】　分小组用注射器分别抽取等体积的水和空气,用手指堵住针头口,推压活塞,感受推压的难易.
【教师】　引导学生观察实验的现象并分析其原因.
【提问】　由分组实验你可以得出什么结论?
【小结】　气体分子间间隔较大,容易被压缩,而液体、固体分子间间隔较小,不易被压缩.
【发散思维】　结合家庭小实验:一碗黄豆和一碗绿豆混合到一起不够两碗,让学生形象地理解分子间间隔有的大,有的小,混合后间隔小的分子进入到间隔大的分子中.
【提出问题】　请你试着用微粒的观点解释下列现象:
(1)为什么6000 L氧气在加压的情况下可装入40 L的钢瓶中?
(2)为什么湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快?
(3)为什么物质可以由固态→液态→气态?
(4)体温计测量体温时汞柱为什么会上升?
【学生】　思考,交流,表达.
[设计意图]　进一步理解分子的基本特征;培养学生运用所学知识解决实际问题的能力.用生活实际中宏观物质存在的现象来推理微观粒子具有的性质,促进学生对微观世界的想象力,加强概念的理解.
4.同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同
【问题与思考】
(1)生活中我们知道这样一个道理:食盐是有咸味的,而白糖是具有甜味的.
(2)我们知道,不论是空气中的氧气,还是用高锰酸钾等物质通过分解反应制取的氧气都能够使带火星的小木条复燃.
以上这些事实说明分子具有什么基本的特征呢?
【总结】　同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同.
[设计意图]　通过引导学生对生活中现象的分析与讨论得出结论:“同种分子性质相同,不同种分子性质不同”,培养学生对化学与生活联系的认识,从而促使学生能够关注生活中的化学问题与现象.
[知识拓展]　混合物与纯净物的微观区别.
混合物:由不同种物质组成,因此,混合物中含有不同的分子——由多种分子构成.
纯净物:由同种物质组成,因此,纯净物中只含有一种分子——由同种分子构成.
分子的基本性质:
(1)质量、体积都很小;
(2)在不停地运动且运动速率与温度有关.温度越高,运动速率越快.例如:水的挥发、品红的扩散.
(3)分子间存在间隔.同一物质气态时分子间的间隔最大,固态时分子间的间隔最小 ;物体的热胀冷缩现象就是分子间的间隔受热时增大,遇冷时缩小的缘故.
(4)同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同.
1.如图的信息能说明 (　　)
A.分子在不断地运动
B.分子之间有间隔
C.分子很小
D.分子用眼睛可以观察到
解析:从图片信息可知,一滴水中约有1.67×1021个水分子,说明分子很小.故选C.
2.八月桂花飘香,这一现象说明 (　　)
A.分子很小
B.分子在不停地运动
C.分子分裂成原子
D.分子之间有间隔
解析:桂花飘香说明构成桂花的分子在不断地运动.故选B.
3.试运用分子、原子的知识简要解释下列现象:
(1)气体易被压缩,体积变小.
(2)湿衣服晒干比晾干快.
解析:根据分子的性质答题.故答案为:
(1)气体分子之间存在很大的间隔. (2)太阳晒着的地方温度高,水分子的运动速率快.
课题1　分子和原子
第1课时
一、构成物质的微粒有分子、原子等
二、分子的特征
1.分子的质量和体积都很小.
2.分子总是在不断运动,温度升高,分子的运动加快.
3.分子间有间隔.
一般来说,气体>液体>固体.
温度升高,分子间的间隔变大,物质的体积膨胀.
4.同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同.
一、教材作业
【必做题】
教材第51页练习与应用的2题.
【选做题】
教材第51页练习与应用的1题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.一个水分子的质量大约是 (　　)
A.3×10-22 g　　　B.3×10-26 kg
C.3×1026 kg D.3×10-26 g
2.如图所示,这个实验表明 (　　)
A.物体是由大量分子构成的
B.分子在不停地运动
C.分子间有间隔
D.分子不存在
3.下列现象属于分子运动的是 (　　)
A.黄沙漫天 B.花香四溢
C.尘土飞扬 D.大雪纷飞
4.品红在水中扩散,说明了 (　　)
A.分子很小
B.分子间有间隔
C.分子在不停运动
D.物质是由分子构成的
5.“酒香不怕巷子深”,远处就能闻到酒香的原因是 (　　)
A.分子的质量很小
B.分子之间有间隔
C.分子在不断运动
D.分子的体积很小
【能力提升】
6.用分子观点解释下图漫画中小女孩的话,正确的是 (　　)
A.分子质量小 B.分子间有间隔
C.分子体积小 D.分子在不断运动
【拓展探究】
7.请填写与下列现象有关的分子特性:
(1)物体受热膨胀　 ;?
(2)湿衣服在阳光下容易晾干 　 .?
8.某兴趣小组做以下实验,探究分子的运动.请完成实验中的有关问题.
(1)实验一:在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2滴至3滴酚酞试液,再向其中滴加浓氨水.由实验一得出的结论是　 　　　.?
(2)实验二(如图甲所示):烧杯中的现象是　　　 　,产生这一现象的原因是　　 　　.?
(3)为使实验结论准确可靠,该兴趣小组设计了实验三(如图乙所示)作为对比实验.你认为有无必要?　　 .理由是　　 　　.?
【答案与解析】
1.B(解析:一个水分子的质量大约为3×10-26 kg.故选B.)
2.C(解析:物质由大量分子构成可以由一滴水中含有1.67×1021个水分子来证明;分子不停地做无规则运动可以由扩散现象来证明;水和酒精混合后,总体积减小是因为水分子和酒精分子进入了彼此的空隙,故说明分子间存在间隔.故选C.)
3.B(解析:黄沙漫天、尘土飞扬、大雪纷飞是物质在运动.花香四溢是看不见、摸不着的分子在运动.故选B.)
4.C(解析:品红扩散实验可以证明分子在不断运动.故选C.)
5.C(解析:“酒香不怕巷子深”,是因为酒中含有的酒精分子是在不断地运动的,向四周扩散,使人们闻到酒的香味.故选C.)
6.D(解析:漫画中的现象主要说明了分子在不断运动.故选D.)
7.(1)温度高时分子间的间隔变大　 (2)温度高时分子运动速率加快(解析:(1)物体受热膨胀是因为分子间的间隔受热变大;(2)分子不断运动且运动速率与温度有关,温度越高,运动速率越快,因此湿衣服在阳光下容易晾干.)
8.(1)酚酞试液遇蒸馏水不变色,酚酞试液遇浓氨水变红色　(2)酚酞试液变红;氨气分子从烧杯A运动到烧杯B中并溶于水,使酚酞试液变红　(3)没有必要;实验一、实验二已形成对比实验,故没有必要再做实验三
　　本节教学内容是初中化学中的一个难点.由于学生的想象力及抽象思维能力有限,因此在教学中要将微观概念的学习建立在宏观实验的基础上,从学生熟悉的日常现象中引发思考,帮助学生将宏观可见的现象与微观难见的粒子建立联系.同时采用多媒体动画演示粒子的各种变化情况,让学生把微观粒子形象化,这样才能够较好地帮助学生去充分理解相关的概念等知识.
　　1.对氨分子扩散实验装置的改进
(1)实验仪器及试剂
试管、玻璃片、镊子、滤纸、剪刀、浓氨水、酚酞溶液.
(2)实验装置图
(3)实验操作过程
①将滤纸剪成稍宽于试管直径的滤纸条(防止滤纸条从试管中掉下来与玻璃片上的浓氨水接触),在滤纸条上均匀地滴加4~5个酚酞溶液的小圆点,然后用镊子把滤纸条放入试管的中部.
②在玻璃片上滴1~2滴浓氨水.
③将试管倒放在滴有浓氨水的玻璃片上,稍静置片刻,会观察到滤纸条由下到上依次、逐渐出现红色圆点.
④用镊子取出滤纸条,在空气中放置片刻,会看到滤纸条上的红色圆点逐渐消失.
(4)实验改进的意义
①此装置简单、操作方便,现象明显、用时短.
②增加了对比实验,充分体现了分子在不断运动的性质.
③实验药品用量小.
2.教材49页:探究“分子运动现象”的实验改进
实验目的
教材中的探究实验密封性不好,浪费药品,改进实验可增强并激发学生学习化学的兴趣(铁树开花)、培养学生创新和设计能力.
实验仪器及
主要试剂
仪器:锥形瓶(或大的无色可乐瓶)、细铁丝、胶塞、棉花、细线、青霉素瓶(或小药瓶)、注射器;试剂:酚酞试液、浓氨水.
装置图
实验操作
部分说明
1.把两个锥形瓶放在水平桌面上.
2.把细铁丝制作成小树并在树枝上放上小棉花团.(制作3个小树)
3.在小棉花团上均匀地滴上酚酞试液,把小树用细线拴好,并让小树分别悬在瓶子的中间、底部.另一个放在两个锥形瓶之间.
4.事先在青霉素瓶中放少量浓氨水,将青霉素瓶用细线拴好并放在瓶底,或者用注射器向青霉素瓶中注射浓氨水,盖上胶塞,观察现象.白色的“小花”从下往上逐渐变红.
装置改进
的意义
1.比教材上“大烧杯罩住的两个小烧杯”的实验现象迅速,并且有一个从下往上先后变色以及颜色由浅至深的逐渐变化过程,这就让学生更容易想象“分子在不断运动”.
2.可以节约药品并且可以很好地控制浓氨水的挥发.
3. 减少氨气的挥发和泄漏,不污染环境.
4.实验具有对比性.
5.废品可利用.
备注
还可改用无色塑料瓶或广口瓶,在青霉素瓶中放少量浓氨水,并将其用线拴好放在瓶底,把滴有酚酞试液的2个滤纸条分别放在瓶外壁上和粘在胶塞上悬在瓶中.
第课时
1.能用微观理论解释宏观变化.
2.认识分子、原子在化学反应中的不同.
3.形成分子、原子的概念.
4.理解分子、原子的区别与联系.
引导学生学会从微观的角度看物质,用分子、原子的观点分析比较物理变化和化学变化,进一步从化学变化中认识分子和原子,从而形成分子和原子的概念.
培养学生的抽象、想象、分析和推理等思维能力.
【重点】
化学变化的本质,分子、原子的概念.
【难点】
用微观粒子的运动解释宏观物质的性质与变化.
【教师准备】　准备水分子等分子模型、氧化汞受热分解的Flash动画、多媒体课件.
【学生准备】　制作水分子、二氧化碳分子等分子模型、预习本节内容.
导入一:
【提出问题】　从分子角度看,水的蒸发与水的分解两种变化有什么不同?
【小结】　从水分子的角度看,水的蒸发只是增大了水分子之间的距离,水分子本身并没有变化;而水的分解中,水分子发生了变化,分子被破坏,生成新的分子.
导入二:
【展示】　探究活动:四个变化(水蒸发、品红扩散、过氧化氢分解、碳燃烧)的变化类型、分子是否发生变化.
水蒸发、品红扩散是分子不断运动的现象,分子没有改变.过氧化氢分解、碳燃烧是化学变化,有新的分子生成.
　　[过渡语]　水有“三态”的变化,水在通电的条件下可以生成氢气和氧气.那么水有“三态”变化的内在原因是什么呢?水在通电的条件下为什么可生成氢气和氧气呢?物质内部到底隐藏着哪些奥秘呢?
二、分子可以分为原子
思路一
1.分子是保持物质化学性质的最小粒子
【展示】　教师引导学生通过Flash动画对比两种变化,并归纳相关内容.
水蒸发
水通电分解
变化
物理变化
化学变化
分子
没有改变
发生改变
化学性质
没有改变
发生变化
【分析】　(1)水变成水蒸气,水分子没变,水的化学性质没变;
(2)H2O分解生成H2和O2,水分子发生改变,生成氢分子和氧分子,H2O的化学性质不再保持.
水(水分子)水蒸气(水分子)
物理变化:状态改变,分子本身没变
水(水分子)氢气(氢气分子)+氧气(氧气分子)
化学变化:分子本身发生改变
【提问】　为什么不能说分子是保持物质性质的最小粒子?物质的性质包括哪些?
【回答】　因为在物理变化中,虽然分子不发生变化,但物质的物理性质却发生了变化.物质的性质除了化学性质外,还包括物理性质,如色、味、态、熔点、沸点等.
【讨论】　由分子构成的物质,这些分子是否具有相同的化学性质呢?水由水分子构成,酒精由酒精分子构成,水和酒精的化学性质相同吗?氧气、液氧、固态氧都是由氧分子构成的,它们的化学性质相同吗?
【结论】　同种物质的分子化学性质相同,不同种物质的分子化学性质不同.
【分析】　我们知道空气是一种混合物,它是由氧气、氮气等纯净物组成的,而氧气是由氧分子构成的,氮气是由氮气分子构成的.可见空气中含有多种分子.由此可以得出,纯净物由同种分子构成,混合物由不同种分子构成.
【展示】　播放水通电分解和氧化汞受热分解的微观模拟动画.
【提问】　在上述化学变化中,分子和原子怎样变化?
【回答】　分子分裂为原子,原子重新组合为新的分子或聚集成新物质.
【点拨】　在水电解的微观过程中,氢原子和氧原子没有发生变化,同样,在氧化汞分解的微观过程中,氧原子和汞原子也没有发生变化.
　　2.原子是化学变化中的最小粒子
【提问】　分子和原子的本质区别是什么?
【回答】　在化学变化中,分子可分,原子不可分.
3.分子、原子、物质间的关系
【展示图片】
【结论】　分子、原子、物质间的关系是分子和原子都可以构成物质,分子又是由原子构成的.
【小结】　构成物质的微粒:分子、原子等微粒.
(1)由分子构成的物质:一般为气态和液态的物质,例如水、二氧化碳、氢气、氧气等.
(2)由原子构成的物质:金属、稀有气体、金刚石、石墨等.
(3)物质构成的描述:物质由××分子(或原子)构成.例如:铁由铁原子构成;氧气由氧分子构成.
　　思路二
教师活动
学生活动
设计意图
【投影】　几种分子模型的图片.
【问题1】　请观察这几种分子的模型,说说你对分子的认识.
【交流与讨论】　观察思考,交流表达,得出结论:(1)分子是由原子构成的;(2)有些分子由同种原子构成;(3)有些分子由不同种原子构成.
先让学生认识分子和原子之间的关系,为后面构建分子、原子的概念和化学反应的微观本质奠定基础.
【问题2】　(1)从分子角度看,水的蒸发与水的分解两种变化有什么不同?
(2)观察氢气在氯气中燃烧反应的示意图,仔细分析发生变化的是分子,还是原子?
【问题3】　根据上述分析,你认为什么是分子,什么是原子呢?
【板书】　分子、原子的概念:
1.分子:分子是保持物质化学性质的最小粒子.
2.原子:原子是化学变化中的最小粒子.
【交流与讨论】　(1)水蒸发:水分子没变,只是分子间的间隔变大——物理变化.水分解:水分子发生变化,变成了氢分子和氧分子——化学变化.
(2)氢气、氯气分子都发生了变化,变成了氯化氢分子.
【交流与讨论】　得出分子、原子的概念.(具体内容略)
培养学生利用对比的方法,进行分析问题的能力.培养学生概括、总结问题的能力.
【教师质疑】　在化学变化中,分子是如何发生改变的呢?
【展示】　播放Flash动画:氧化汞分解的微观过程.
【问题4】　认真观察氧化汞分解的微观过程.
(1)描述变化过程中,微观粒子的变化;
(2)由此,你能得出哪些结论?
【讲解】　化学变化的实质:
分子原子新的分子
【交流与讨论】　观察思考,交流表达,在教师的引导下进行归纳总结,得出如下结论:
(1)氧化汞先分解成氧原子、汞原子,然后氧原子又重新结合成氧分子.
(2)在化学变化中,分子可以再分成原子,而原子不能再分,只能重新组合.
　　　?
　　
[知识拓展]　如图所示装置,上面的集气瓶中装的是空气,下面的集气瓶中装的是红棕色的二氧化氮气体.当抽去中间的玻璃片后,预测会观察到什么现象?若此现象能发生,说明什么问题?
红棕色的二氧化氮气体向上扩散,二氧化氮分子不断运动.上下两瓶中气体的颜色完全一致后分子的运动不会停止.
1.电解水、过氧化氢分解、氢气在氯气中燃烧的变化过程中,分子和原子的变化见下表:
电解水
过氧化氢分解
氢气在氯气中燃烧
分子
种类
变化前
水分子
过氧化氢分子
氢分子、氯分子
变化后
氢分子、氧分子
水分子、氧分子
氯化氢分子
原子种类
氢原子、氧原子
氢原子、氧原子
氢原子、氯原子
结论
在化学变化中分子种类发生了变化,原子种类没有发生变化.原子是化学变化中的最小粒子
　　2.从分子和原子角度来区别物理变化与化学变化:
由分子构成的物质,发生物理变化时,分子种类不变;发生化学变化时,分子种类发生改变.
1.(2014·丹东中考)下列关于分子和原子的说法正确的是(　　)
A.分子可分,原子不可分
B.分子间有间隔,原子间没有间隔
C.分子的质量一定比原子的质量大
D.分子、原子都可以直接构成物质
解析:在化学变化中,分子可分而原子不能再分;分子、原子间都有间隔;不能笼统地比较分子和原子的质量大小,因为有的分子的质量比有的原子的质量大,有的分子的质量比有的原子的质量小;分子、原子都可以直接构成物质.故选D.
2.水族馆中,表演者常常携带氧气瓶在水中与鱼“共舞”.氧气能被压缩在氧气瓶中说明(　　)
A.氧原子的大小发生改变
B.氧分子可以再分成氧原子
C.氧分子总是在不断运动
D.氧分子之间有间隔
解析:一般情况下,气态物质分子之间的间隔较大,在加压的条件下比较容易被压缩.故氧气可被压缩说明了分子之间有间隔.故选D.
3.根据下图回答问题:
氧化汞是由氧化汞　　　　构成的,每个氧化汞分子是由1个　　　　原子和1个　　　　原子构成的.氧化汞加热分解时,　　　　分子分裂成　　　　和　　　　,每2个氧原子结合成一个　　　　,许多汞　　　　直接构成金属汞.?
解析:从图中可以发现氧化汞由氧化汞分子构成,每一个氧化汞分子由1个汞原子和1个氧原子构成;在一定条件下,氧化汞分子会分解,变成1个氧原子和1个汞原子,每2个氧原子结合成1个氧分子,许多汞原子聚集在一起,形成了汞单质.故答案为:
分子;汞;氧;氧化汞;汞原子;氧原子;氧分子;原子
第2课时
三、构成物质的分子是保持该物质化学性质的最小粒子
四、原子是化学变化中的最小粒子
五、分子、原子、物质间的关系
一、教材作业
【必做题】
教材第51页练习与应用的3题.
【选做题】
教材第51页练习与应用的4题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.氧化汞分解生成金属汞和氧气的过程中,最小粒子是 (　　)
A.氧化汞原子 B.氧化汞分子
C.汞原子、氧原子 D.氧分子
2.下列对事实的微观解释正确的是 (　　)
A.化学变化中,有新原子生成
B.氧化汞受热分解,氧化汞分子变小了
C.铁水铸成锅,有新分子生成
D.水变成水蒸气,水分子间间隔变大
3.保持氧化汞化学性质的微粒是 (　　)
A.氧分子 B.氧化汞分子
C.汞分子 D.氧原子和汞原子
4.下面关于氢气在氯气中燃烧生成氯化氢反应的说法正确的是 (　　)
A.在反应中,氢分子变成氢原子,氯分子变成氯原子,它们相互结合成的新分子是氯化氢分子
B.保持氢气化学性质的最小粒子是氢分子,氯气在化学变化中的最小粒子是氯分子
C.在这个反应中,发生变化的粒子是分子
D.该反应的类型属于分解反应
【能力提升】
5.关于分子和原子的说法,正确的是 (　　)
A.化学变化中分子种类不一定发生变化
B.不同种原子可以构成分子,同种原子不可以构成分子
C.原子也是构成物质的一种微粒
D.保持二氧化碳化学性质的最小微粒是碳原子和氧原子
6.下列有关构成物质粒子的说法,正确的是 (　　)
A.分子一定比原子大
B.分子、原子都是保持物质性质的粒子
C.分子、原子、离子都是构成物质的粒子
D.物质状态发生变化,是因为粒子大小发生变化
【拓展探究】
7.物质是由分子、原子、离子等微观粒子构成的.
(1)氧气、氧化汞和汞三种物质中,由分子构成的是　　　　.?
(2)某密闭容器中物质变化过程的微观示意图如下,请回答:
变化Ⅰ表示的过程属于　　　　变化.?
变化Ⅱ表示的过程属于　　　　变化.?
(已知:·代表氢原子,○代表氧原子)
【答案与解析】
1.C(解析:原子是化学变化中的最小粒子,即该变化中的最小粒子是汞原子和氧原子.故选C.)
2.D(解析:化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新的分子,在此过程中原子的种类没有变化;氧化汞受热分解的过程中,氧化汞分子变成了汞原子和氧分子;铁水铸成锅的过程中,物质的状态发生了改变,是物理变化,没有新分子生成;水变成水蒸气的过程中,水分子间间隔变大.故选D.)
3.B(解析:氧化汞是由氧化汞分子构成的物质,其化学性质是由氧化汞分子来保持的.故选B.)
4.AC(解析:由氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的微观示意图可知,在反应中,氢分子变成氢原子,氯分子变成氯原子,它们相互结合成的新分子是氯化氢分子;由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子,氢气、氯气均是由分子构成的,保持氢气化学性质的最小粒子是氢分子,氯气在化学变化中的最小粒子是氯原子;由氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的微观示意图可知,在这个反应中,发生变化的粒子是分子,原子没有发生变化,只是重新组合;氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应.故选AC.)
5.C(解析:化学变化的过程中有新物质生成,化学反应前后分子种类一定改变,如果不改变就没有新物质生成,则属于物理变化;不同种原子可以构成分子,例如1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,同种原子也可以构成分子,例如1个氢分子由2个氢原子构成;构成物质的基本微粒有:分子、原子、离子,所以原子也是构成物质的一种微粒;分子是保持物质化学性质的最小粒子,二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,所以保持二氧化碳化学性质的最小微粒是二氧化碳分子.故选C.)
6.C(解析:有的物质的分子比有的物质的原子大,有的物质的原子比有的物质的分子大,所以不能笼统地比较分子和原子的大小;由分子构成的物质,保持物质化学性质的最小粒子是分子,由原子构成的物质,保持物质化学性质的最小粒子是原子;构成物质的基本微粒是分子、原子、离子;物质状态发生变化属于物理变化,粒子大小不变,变化的是粒子之间的间隔.故选C.)
7.(1)氧气、氧化汞　(2)化学;物理(解析:(1)氧化汞、氧气是由分子构成的,汞是由原子构成的.(2)从图中可以看出,变化Ⅰ有新物质生成;变化Ⅱ只是分子间的间隔和排列方式发生了改变,没有新物质生成.)
　　鉴于本节课是一节概念课,学生缺乏抽象思维理解的能力,在设计时,应注重体现新课程改革素质教育的教学理念和学生自主探究的学习方式.突出教学过程与学生生活经验的紧密联系,展开联想,形成对分子、原子等微观粒子的形象记忆;突出实验、多媒体辅助教学的直观效果,使抽象知识和实际体验相结合,降低学习的难度,让学生在轻松愉快的气氛中掌握知识.
体现了课改的理念,把培养学生的科学探究能力摆在十分重要的位置.在探究氨分子扩散实验时, 留给学生广阔的思维空间,让学生大胆猜想.设计实验方案并进行实验,让学生体验到探究的乐趣,培养学生自主、合作、探究的科学品质.
问题情境真实,实验设计巧妙,资料准备充分.特别是在介绍分子的性质时,给出了鲜活的、真实的情景材料,达到了质疑激趣的目的.增补的实验直观性强,现象明显,穿插的也很到位.过程设计紧凑,环环相扣,有利于培养学生思维的逻辑性和严密性.
不过,有些地方设计过于冗长.素材获取应不拘泥于教科书,还应更生活化些,让学生真正感受到化学就在我们身边.
练习与应用(教材第51页)
1.(1)间隔;间隔大;间隔小　(2)分子;原子　(3)化学变化;化学变化;化学变化(解析:(1)物质的分子间都有间隔,运用分子间有间隔的基本性质可以解释一些现象.如物质的三态变化、物体的热胀冷缩等.(2)此题考查对化学反应实质的认识,从微观角度认识,化学反应是分子分成原子,原子重新组合形成新的分子的过程.(3)从宏观角度看,有新物质生成的变化是化学变化;从微观角度看,分子是保持物质化学性质的最小粒子,由一种分子变成另一种分子是化学变化.)
2.(1)水蒸发为水蒸气,水分子间的间隔变大,所占体积变大.　(2)分子是在不断地运动着的,花的香气分子可由墙内扩散到墙外.　(3)分子是在不断运动的,密封保存可以防止香水、汽油中的分子扩散到空气中,造成挥发而损失.　(4)分子是在不断地运动的,太阳照射的地方和通风处,湿衣服上附着的水分子运动速率加快,更快地扩散到空气中,湿衣服干得快.　(5)氧气分子间的间隔大,可以压缩,使分子间间隔变小,装入钢瓶中.　(6)混合物中含有多种分子,纯净物中只有一种分子.(解析:运用分子的知识解释生活中的现象,关键是如何从分子的性质中选取适当的来解释相应的现象.)
3.(1)C　(2)B(解析:(1)由图示可知,两种气体物质发生了化学变化.反应前和反应后的分子不同,分子在化学变化中可分,而原子不可分,选项B不对;生成物是同一种物质,因此该反应属于化合反应,所以选项A和D说法错误.(2)空气是由氮气、氧气等物质组成的混合物,空气中的氮气、氧气均保持着自己的化学性质,利用液化、蒸发等方法从空气中分离氮气和氧气,属于物理变化.)
4.生活中:湿衣服放在阳光下容易干,盛放在容器中的水不断减少等;自然界中:远处闻到花香等.(解析:此题是开放性题目,答案不唯一,只要能列举出可以说明物质由分子、原子构成的事例即可.有利于开阔视野和拓宽思维空间.)
　　1.原子、分子概念的发展
早在公元前500年,印度哲学家蹇拿陀(Konad)就提出物质是由最小的质点所构成的,这种质点又由比它本身还小的、不能再分割的某些质点所组成.他的说法接近于现代原子、分子的观点.
公元前5世纪,我国的著名哲学家墨翟(公元前479—前381)说:“非半不则不动,说在端……必半,毋与非半,不可也……端,是无间也.”(见《墨经》)意思是说,物质到了没有一半的时候,就不能斫开它了.物质如果没有可分的条件,那就不能再分了.墨子的“端”即物质的最小单位,有现代“原子”的意义,意味着他对物质的非连续性的认识.与此同时,希腊哲学家德谟克利特(Democritus,约公元前460—前370)认为宇宙万物皆由大量极微小的、硬的、不可穿透的、不可分割的粒子所组成,他称这些粒子为原子(希腊文即“不可分割”的意思).按照这种学说:各种原子没有质的区别,只有大小、形状和位置的差异;原子遵循必然的规律在“虚空”里不断运动;它们集合时形成物体,分离时物体就消灭;物体“投射”出来的形象(影像)跟感官接触就引起色、声等感觉,感觉是认识的基础.到古希腊后期的伊壁鸠鲁(Epicurus,公元前372—前271)和古罗马的卢克莱修(Lucretius,公元前99—前55)继承和发展了前人的学说,认为各种原子在质上也有差异.当时正处于实用及自然哲学时期,化学发展的特点是进行实践的人不讲求理论探索(以罗马人为代表),而讲理论的人又不做实验,和实践完全脱节(以希腊人为代表).
经过了漫长的中世纪之后,原子的概念受到了不少科学家的重视.随着生产和自然科学的发展,原子学说也得到了发展.英国化学家道尔顿(J.Dalton,1766—1844)于1803年提出了原子学说,包括以下几个要点:
(1)元素的最终组成称为简单原子,它们是不可见的,是既不能创造,也不能毁灭和不可再分割的.它们在一切化学变化中保持其本性质不变.
(2)同一元素的原子,其形状、质量及各种性质都是相同的,不同种元素的原子在形状、质量及各种性质上则各不相同.每一种元素以其原子的质量为其最基本的特征(这一点是道尔顿原子学说的核心).
(3)不同元素原子以简单数目的比例相结合,就形成化学中的化合现象.化合物的原子称为复杂原子.复杂原子的质量为所含各种元素原子质量的总和.同一化合物的复杂原子,其形状、质量和性质也必然相同.
道尔顿的原子论使当时的一些化学基本定律得到了统一的解释,因此很快地为当时化学界所接受和重视.只是他忽视了原子和分子的区别.后来法国化学家盖·吕萨克(J.L.Gay - Lussac,1778—1850)通过气体反应体积定律提出了分子假说作为对原子学说的补充.之后意大利的阿伏加德罗(Avogadro,1778—1850)于1811年发表了一篇论文,引入了分子的概念,并指出分子跟原子的区别和联系.
原子分子学说虽然逐渐被人们接受了,但原子和分子当时还没有得到科学上的证实.直到1827年英国植物学家布朗(Brown,1773-1858)用显微镜观察水中悬浮的藤黄粒子所做的永不停止的无规则运动——布朗运动,它间接地显示了物质分子的存在,并且表明了聚集成液体或气体的分子是处于永恒的热运动中的.以后又得到了理论上的解释,并为实验所证实.
　　2.分子和原子有关问题的疑难解析
化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学.研究化学,必须从分子、原子入手.分子、原子是学习化学的基础.分子、原子又是很抽象的知识.因此,有必要对分子、原子的有关问题做以下剖析:
(1)物质是由分子、原子、离子三种粒子构成的
绝大多数物质由分子构成,如气态非金属、部分非金属氧化物等.例如:氧气是由氧分子构成的;氮气是由氮分子构成的;水是由水分子构成的;像酒精、二氧化碳、淀粉等都是由分子构成的.
少数物质由原子直接构成,如金属、固态非金属和稀有气体.如铁由铁原子直接构成、氦气由氦原子直接构成等.
多数酸、碱、盐和金属氧化物等由阴阳离子构成.如氯化钠由钠离子和氯离子构成.
由此可知,分子可以构成物质,原子、离子也能构成物质.
(2)分子是由原子构成的
如:1个水分子由1个氧原子和2个氢原子构成;1个氧分子由2个氧原子构成;1个氢分子由2个氢原子构成;1个五氧化二磷分子由5个氧原子和2个磷原子构成.
(3)用分子的观点解释物理变化和化学变化
由分子构成的物质,在发生物理变化时,物质的分子本身没有变化——分子种类没有改变,分子还保持它原来的性质.例如:品红溶于水时,品红分子和水分子都没有改变,它们的化学性质也都没有改变.
水受热变成水蒸气是典型的物理变化.在这一变化过程中,水的状态发生了改变,但水分子本身没有发生改变,水的化学性质也没有改变.也就是说,在该变化过程中,水分子并没有发生变化,仅仅是水分子的运动加快,水分子间的间隔变大了.
水变成水蒸气或冰的过程中,物质的物理性质的确发生了变化,但都是水,其化学性质没有发生改变.
由分子构成的物质,在发生化学变化时,物质的分子本身发生改变——分子种类改变,分子不再保持它原来的性质.
例如:水通电时,水分子首先分解成氧原子和氢原子,然后氢原子两两结合成氢分子,大量氢分子聚集成氢气;氧原子两两结合成氧分子,大量氧分子聚集成氧气.水是由水分子构成的,而生成物是氢气和氧气,分别是由氢分子和氧分子构成的.在该变化过程中,分子发生了变化,水分子变成了氢分子和氧分子(变成了别的物质的分子),不再保持水的化学性质.水不能燃烧,也不能支持燃烧;但生成的氢气能够燃烧,生成的氧气能支持燃烧.在该化学变化过程中,氢原子和氧原子没有变化,只发生了重新组合.反应前,共有2个氧原子、4个氢原子,变化后生成1个氧分子,共有2个氧原子,生成2个氢分子,共有4个氢原子.可见,该变化过程中,原子的种类和个数均没有发生改变.
再如,在加热红色的氧化汞粉末时,氧化汞分子会分解成氧原子和汞原子,每2个氧原子结合成1个氧分子,大量氧分子聚集在一起成为氧气.许多汞原子聚集成金属汞.此变化过程中,汞原子和氧原子的种类和个数均没有发生变化.
由此可见,在物理变化过程中,构成物质的分子不变,物质的化学性质不变;但在化学变化过程中,构成物质的分子都发生了改变,物质的化学性质必定发生改变.反之亦然,构成物质的分子不发生改变,则发生的变化是物理变化;构成物质的分子发生了改变,则发生的变化一定是化学变化.
(4)化学变化的实质
在化学变化中,分子分裂成原子,原子重新组合成新分子.( 分子种类发生改变,元素种类、原子种类不变.)
(5)分子是保持物质化学性质的最小微粒
如:保持水化学性质的最小微粒是水分子;保持二氧化碳化学性质的最小微粒是二氧化碳分子;保持氮气化学性质的最小微粒是氮分子.
(6)原子是化学变化中的最小微粒
在化学变化中,发生变化的是分子,原子没有发生变化.例如,氧原子无论在水中、氧气中,还是在氧化汞中始终是氧原子.可见原子在化学反应中不能再分成更小的粒子.
(7)分子与原子的区别与联系
区别:在化学变化中能否再分.在化学变化中,分子能再分,而原子不能再分.
联系:分子由原子构成.分子、原子都可以构成物质.
分子与原子性质的相似性:①质量和体积都很小.②都在不停地运动. ③都是构成物质的一种微粒.④微粒之间都有一定的间隔.
注意1:不能笼统地比较分子与原子的大小.相对来说,构成分子的原子质量小于分子的质量.如水分子是由氧原子和氢原子构成的,则水分子的质量比构成它的氧原子和氢原子的质量都要大.
注意2:分子是保持物质化学性质的最小微粒.由分子构成的物质,保持其化学性质的最小粒子是分子,原子不能保持它的化学性质;但由原子直接构成的物质,保持其化学性质的最小粒子只能是构成其物质的最小粒子——原子.
因此,在区分分子与原子时,不能依据能否保持物质的化学性质,也不能依据它们的基本性质.唯一的依据就是在化学变化中能否再分.分子在化学变化中能再分(或者说,分子在化学变化中一定发生变化);而在化学变化中,原子不能再分(或者说,原子在化学变化中一定不会发生变化).
(8)分子、原子与物质分类的关系
任何物质都有固定的组成.也就是说,无论用什么方法获得的物质,也不论物质取自什么地点,只要是同一种物质,其组成元素就是相同的,对应的原子种类和原子个数也是相同的.
①用分子观点解释混合物与纯净物
混合物:由不同种物质组成,因此,混合物中含有不同的分子——由多种分子构成.
纯净物:由一种物质组成,因此,纯净物中只含有一种分子——由同种分子构成.
②用原子观点解释单质、化合物与氧化物
单质:只含有一种元素的纯净物,因此,单质的分子中只含有一种原子.例如氧气属于单质,氧分子中只含有氧原子一种原子.
化合物:含有不同种元素的纯净物,因此,化合物的分子中含有不同种类的原子.如水属于化合物,水分子是由氢原子和氧原子构成的;二氧化硫属于化合物,二氧化硫分子中含有氧原子和硫原子.
氧化物:由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物.因此,氧化物分子是由氧原子和另外一种原子构成的.比如,五氧化二磷属于氧化物,在五氧化二磷分子中除含有氧原子外,还含有磷原子.
课题2　原子的结构
第课时
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.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.
1.培养学生的观察能力,分析综合能力和抽象思维能力.
2.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.
1.进行世界的物质性、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】
原子的构成.
【难点】
原子的构成.
【教师准备】　多媒体课件.
【学生准备】　预习本节内容.
导入一:
【展示】　
【讲解】　有人把物质的构成比喻成“套娃”,套娃是由若干个空心木娃娃一个套一个组成的.物质的内部结构正如同俄罗斯套娃一样,打开一层,又出现下一个层次.通过学习,知道分子是由原子构成的,原子又是如何构成的呢?原子是最小微粒吗?通过研究发现原子也是可以再分的.
导入二:
【展示】　播放相关的视频、图片或文字:1964年10月16日我国成功爆炸第一颗原子弹的资料短片.
【问题】　为什么“原子弹的爆炸”会产生如此巨大的能量呢?要了解这个问题,我们首先要弄清原子结构的奥秘.
　　[过渡语]　我们学习过有关分子和原子的知识,知道物质是由分子、原子等微观粒子构成的,而分子又是由原子构成的.因此我们还要思考原子是否可以再分?如果可以,它又由什么构成呢?
一、原子的构成
思路一
1.原子的体积
【阅读】　教师引导学生阅读教材53页第一段,让学生了解原子的大小.
【讲解】　原子的体积很小.如果将一个原子跟一个乒乓球相比,就相当于将一个乒乓球跟地球相比.
2.原子的构成
【分析】　十九世纪以前,原子一直被认为是坚硬的不可分割的实心球体.1897年,汤姆生发现了电子,从此叩开原子的大门,人们开始揭示原子内部的秘密.之后卢瑟福通过实验证明原子是由原子核和核外电子两部分构成的.下面,我们跟随卢瑟福实验中的α粒子穿进原子内部去“刺探”原子内部的具体构成情况(如图).1911年卢瑟福等人为探索原子的内部结构进行了下面的实验:用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔,结果发现:①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向;②一小部分α粒子改变了原来的运动方向;③极少数α粒子反弹回来.
α粒子轰击金箔
【设问】　产生上述现象的原因是什么呢?
【分析】　①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向——原子内部有很大的空间.②一小部分带正电的α粒子改变了原来的运动方向——原子核带正电,α粒子途经金原子核附近时,受到斥力而改变了运动方向.③极少数α粒子反弹回来——原子中有一个很小的原子核,原子核很小,但集中了较大的质量.
【讲解】　原子核居于原子中心,比原子小得多.原子核的半径只有原子半径的几万分之一,如果把原子比作一个庞大的体育场,而原子核只相当于一只蚂蚁.因此,原子里有很大的空间,电子就在这个空间里做高速运动.
【结论】　原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的.
【提问】　原子核还能不能再分呢?
【分析】　原子弹爆炸正是利用原子核裂变时产生的巨大能量,这说明原子核还能再分.科学家通过不断的实验探究,获得了原子核由质子和中子构成的结论,其中质子带正电荷,中子不带电.并且在不同的原子中,质子、中子本身都一样,区别在于,不同的原子中所含的质子、中子数目不同.
原子原子核(中心)质子(带正电)中子(不带电)核外电子(带负电)不显电性
【投影展示】
表1　构成原子的粒子的电性和质量
粒子种类
电性
质量
质子
1个单位正电荷
1.6726×10-27 kg
中子
不带电
1.6749×10-27 kg
电子
1个单位负电荷
质子质量的1/1836
表2　几种原子的构成
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
氢
1
0
1
碳
6
6
6
氧
8
8
8
钠
11
12
11
镁
12
12
12
氯
17
18
17
　　【思考】　原子中存在带电的粒子,为什么整个原子不显电性?
【分析】　原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成的,原子核又是由质子和中子构成的,质子带正电,中子不带电;由于原子核所带的正电荷(核电荷数)和核外电子所带的负电荷的电量相等,但电性相反,所以整个原子不显电性.
【提问】　请大家看上面的表1和表2,并结合书上的内容,讨论:构成原子的三种基本微粒质子、中子、电子各有何特点,不同原子的内部构成有何不同?
【结论】　原子结构中的一些规律:
(1)核电荷数=核内质子数=核外电子数.
(2)质子数不一定等于中子数.
(3)原子里的质子数不同,原子种类也不同.
(4)并不是所有的原子都有中子.
思路二
【猜想】　以“我想象中的原子结构”为题,请提出你的假设.
【交流讨论】　以小组为单位交流各自的想法.
学生1:我们小组认为,原子像一个实心小球.
学生2:原子像一个乒乓球.
学生3:像我们家的樱桃.
……
[设计意图]　引起思考,调动学生的形象思维,提高学生的想象能力.
【讲解】　大家心目中的原子,是一个没有内部结构的圆球.让我们追逐科学家的足迹看看他们是怎样发现原子结构的.
【展示】　多媒体呈现:人类对原子结构的认识是一部壮丽的史诗.
(1)原子学说的提出者——道尔顿认为,原子是一种极其微小,不可分割的微粒.对于原子是否可以再分,原子的结构到底如何的问题,科学家进行了长达近一个世纪的研究、探讨、论证.
(2)从英国化学家和物理学家道尔顿创立原子学说以后,很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球,里面再也没有什么花样了.汤姆生(Joseph John Thomson)发现了电子的存在,说明原子内部还有结构.
(3)英国物理学家卢瑟福提出的原子模型像一个太阳系,带正电的原子核像太阳,带负电的电子像绕着太阳转的行星.
[设计意图]　通过原子结构发现史的介绍让学生体会科学研究永无止境,学习科学家不断地发现新问题,研究新问题的思路方法.
【问题激疑】　那么原子究竟具有一个什么样的结构呢?
【展示】　原子结构的放大模型.
【小结】　原子原子核质子中子核外电子
【问题促思】　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?
【播放】　flash动画:原子内部的运动.
【质疑】　大家通过观看“原子的动画模型”,对“原子的结构”是否有了一个更新的认识呢?谁能概括一下?
【小结】　
原子原子核(居于原子中央)质子(带正电)中子(不带电)核外电子(带负电)
【对比归纳】　分组讨论,通过下表你能得出什么结论?
表1　构成原子的粒子的电性和质量
粒子种类
电性
质量
质子
1个单位正电荷
1.6726×10-27 kg
中子
不带电
1.6749×10-27 kg
电子
1个单位负电荷
质子质量的1/1836
表2　几种原子的构成
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
氢
1
0
1
碳
6
6
6
氧
8
8
8
钠
11
12
11
氯
17
18
17
　　【小组汇报】　
学生1:原子是由质子、中子、电子三种微粒构成的.
学生2:我认为应该加“一般”两个字.
学生3:在原子中质子数等于电子数,但不一定等于中子数.
学生4:原子很小,但有一定的质量,原子的质量主要集中在原子核上.
学生5:从表中我们可以看出,原子虽然由一些带电的微粒构成,但它并不显电性.
[设计意图]　让学生学会用对比归纳的方法获取新知识,形成良好的学习习惯和方法,培养表达能力.
二、相对原子质量
思路一
【提问】　我们已经知道原子很小但也有质量,那么原子的质量等于什么呢?
【回答】　因为原子由原子核和核外电子两部分构成,原子核又分为质子和中子,所以原子的质量应等于质子质量、中子质量以及核外电子质量三者之和.
【分析】　不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同,所以它们的质量也不同,比如1个氢原子的质量为1.67×10-27 kg,1个氧原子的质量为2.657×10-26 kg.这样小的数字,无论书写、记忆,还是使用都极不方便,就像用吨作单位来表示一粒稻谷或小麦的质量一样.为了便于研究问题,国际上采用原子的相对质量——相对原子质量来表示原子质量的大小.
【讲解】　国际上以一种碳原子质量的1/12为标准,其他原子质量跟它相比较所得的比,作为这种原子的相对原子质量.
相对原子质量(Ar)=该原子的质量碳原子的质量×1/12
【分析】　也可以用比较形象的方法解释.
【展示投影】　
【分析】　相对原子质量只是一个比,不是原子的实际质量,单位是1,通常不写.在相对原子质量的计算中,所选用的一种碳原子是碳12,是含6个质子和6个中子的碳原子,它的质量的1/12约等于1.66×10-27 kg.构成原子的粒子有质子、中子、电子,1个质子和1个中子的质量都约等于1个电子质量的1836倍,所以电子的质量与原子的质量相比可以忽略不计.故相对原子质量可以近似地表示为:
相对原子质量(近似等于)=质子数+中子数
【分析】　其他原子的相对原子质量是多少我们不需要再去计算,因为科学家已经测定出了所有元素的相对原子质量.我国科学院院士张青莲教授就为相对原子质量的测定做出了卓越贡献.在教材62页,还可查阅氧元素、硫元素、钠元素、碘元素等元素的相对原子质量.
思路二
【提出问题】　展示三种原子的质量测定值:
1个碳原子:1.977×10-26 kg
1个氢原子:1.67×10-27 kg
1个氧原子:2.657×10-26 kg
用这样小的数量来表示原子的质量很不方便,能不能用一种化繁为简的方法使原子质量好写、好记、好用呢?
【教师】　会计记账通常用“万元”作单位,例如50000元记作“5万元”,不用画那么多“0”了.像这种处理问题的方式,在我们日常生活中还有很多,如商店以“件”为单位记录当天销售汽水的量……
【交流讨论】　组织学生分组讨论,交流表达.
学生1:我明白了,用一个比实际质量更小的质量作比较的标准,小的原子质量被它除,得数就变大了.
学生2:这样的数字最好在两位数以内,这样用起来方便一些……
【小结】　阅读教材56页的相关内容,结合投影展示“相对原子质量”的定义:以一种碳原子质量的1/12作为标准,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.
【提问】　哪位同学能用一个简洁的式子表示原子的实际质量与相对质量的关系?
【讲解】　相对原子质量(Ar)=某原子的质量碳原子的质量×1/12.从中我们知道:相对原子质量是一个比值.运用这个式子我们来计算一下碳、氢、氧原子的相对原子质量.
[设计意图]　培养学生的阅读归纳能力.
【阅读感知】　下面让我们来熟悉一下某些原子的相对原子质量并了解张青莲教授对相对原子质量的测定做出的卓越贡献.
【投影】
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
相对原子质量
氢
1
0
1
1
碳
6
6
6
12
氧
8
8
8
16
钠
11
12
11
23
氯
17
18
17
35
铁
26
30
26
56
　　【提问】　请同学们观察上表:各原子相对原子质量的近似值与什么有关?
【小结】　观察找规律:相对原子质量≈质子数+中子数
[设计意图]　通过对数据的观察与分析,找出规律,拓展思维,便于运用.
[知识拓展]　
1.原子结构中的一些规律
(1)核电荷数=核内质子数=核外电子数.
(2)质子数不一定等于中子数.
(3)原子里质子数不同,原子种类也不同.
(4)并不是所有的原子都有中子.
(5)质子数+中子数=相对原子质量(近似相等).
2.原子核和核外电子所带电量相等,电性相反.核内质子数与核外电子数相等,即电量相等,电性相反.
1.原子的结构
原子(不显电性)原子核(带正电)质子(带正电)中子(不带电)核外电子(带负电)
核内质子数 = 核外电子数 (不一定等于中子数)
2.相对原子质量
相对原子质量(Ar)=该原子的质量碳原子的质量×1/12
相对原子质量(近似等于)=质子数+中子数
1.下列说法中错误的是 (　　)
A.原子核由质子和电子构成
B.化学变化中原子不能再分
C.分子和原子都在不断运动
D.原子的质量主要集中在原子核上
解析:原子核由质子和中子构成;原子是化学变化中的最小粒子,所以化学变化中原子不能再分;分子和原子都是不断运动的;原子中电子的质量很小,可以忽略不计,所以原子的质量主要集中在原子核上.故选A.
2.(2014·广州中考)原子的构成示意图如图,下列叙述正确的是 (　　)
A.原子是实心球体
B.质子、中子、电子均匀分布在原子中
C.质子与电子质量相等
D.整个原子的质量主要集中在原子核上
解析:原子由带正电的原子核和核外带负电的电子构成,原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的,原子不是不可分割的实心球体;质子、中子、电子不是均匀分布在原子中的;质子与电子的质量不相等;整个原子的质量主要集中在原子核上.故选D.
3.电子的质量约为中子(或质子)质量的11836,中子的质量与质子的质量几乎相等.
下表列出了部分原子的质子数、中子数、核外电子数以及相对原子质量.
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
相对原
子质量
氢
1
0
1
1
碳
6
6
6
12
氧
8
8
8
16
钠
11
12
11
23
铁
26
30
26
56
　　通过此表可以总结出“原子中的质子数等于电子数”的规律.除此之外,你还能总结出的规律是:
(1)　 .?
(2)　 .?
(3)　 .?
(4)　 .?
解析:根据题中提供的信息和表中的数据,观察质子数、中子数、核外电子数、相对原子质量之间的关系,可以看出:原子种类不同,质子数不同;在原子里质子数等于核外电子数;质子数不一定等于中子数;相对原子质量等于质子数和中子数之和;原子核内不一定都有中子.故答案为:
(1)并非所有的原子都含有中子　(2)在原子中,质子数不一定等于中子数　(3)相对原子质量=质子数+中子数　(4)不同的原子核内质子数不同
课题2　原子的结构
第1课时
一、原子的构成
　　原子原子核(居于原子中央)质子(带正电)中子(不带电)核外电子(带负电)
质子数=核外电子数=核电荷数
原子的质量主要集中在原子核上
二、相对原子质量
1.定义
2.计算式
3.相对原子质量≈质子数+中子数
一、教材作业
【必做题】
教材第57页练习与应用第3、5题.
【选做题】
教材第57页练习与应用第4、6题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.(2014·郴州中考)原子的质量主要决定于原子的 (　　)
A.质子数 B.中子数
C.中子数和核外电子数 D.质子数和中子数
2.下列粒子不显电性的是 (　　)
A.质子 B.电子 C.原子核 D.分子
3.原子是构成物质的基本粒子.下列有关原子的叙述不正确的是 (　　)
A.原子的质子数等于核外电子数
B.原子质量主要集中在原子核上
C.原子在化学变化中能够再分
D.分子由原子构成
4.组成太阳核的主要元素氦(He)的相对原子质量为4,其原子核内质子数为2、中子数为2,则He原子核外的电子数为 (　　)
A.4 B.2 C.6 D.8
【能力提升】
5.(2014·滨州中考)硒是人体必需的一种微量元素,严重缺硒有可能诱发皮肤疾病.已知硒的原子序数为34,质子数与中子数之和为79.下列有关硒原子的说法中,不正确的是 (　　)
A.核电荷数为79 B.核外电子数为34
C.质子数为34 D.中子数为45
6.如图是核聚变燃料氦的原子结构模型.该原子核外有2个电子,则其原子核内的质子数为 (　　)
A.1 B.2
C.3 D.5
【拓展探究】
7.人类对原子结构的认识是逐渐深入的.如图是不同时期科学家提出的原子结构模型.
1803年,英国科学家道尔顿提出了原子论.他认为物质都是由原子直接构成的;原子是一个实心球体,不可再分割;同一类原子性质相同;不同的原子以简单的整数比相结合.
1897年,英国科学家汤姆生发现原子中存在电子.1904年汤姆生提出了一个被称为“西瓜式”结构的原子结构模型,电子就像“西瓜子”一样镶嵌在带正电的“西瓜瓤”中.电子的发现使人们认识到原子是由微小的粒子构成的.
1911年,英国科学家卢瑟福做了一个实验,用一束质量比电子质量大很多的带正电的高速运动的α粒子轰击金箔,结果发现:大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向,但也有一小部分改变了原来的方向,还有极少数的α粒子被反弹了回来.据此他提出了带核的原子结构模型:原子是由原子核和核外电子构成的.
根据以上材料,请回答:
(1)道尔顿提出了原子论,汤姆生发现了原子中的电子,这在当时是件很了不起的事,但由于受到当时科学技术水平的限制,他们的理论中存在一些缺陷甚至错误,按照你学的原子结构的理论,你认为道尔顿的原子论和汤姆生的原子结构模型中存在缺陷或错误的观点是　　　　;　　　　;　　　　.?
(2)根据卢瑟福的实验所产生的现象,不能够获得的结论是　　　　(填字母序号).?
A.原子核体积很小 B.原子核质量较大
C.原子核带有正电 D.核外电子带有负电
(3)通过人类认识原子结构的历史,你对科学的发展有哪些感想?　　　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　　.?
【答案与解析】
1.D(解析:原子的质量主要集中在原子核上,而原子核中含有质子和中子,即原子的质量主要取决于原子的质子数和中子数.故选D.)
2.D(解析:每一个质子带一个单位的正电荷,所以质子显正电性;每一个电子带一个单位的负电荷,所以核外电子显负电性;原子核是由中子和质子构成的,质子带正电,中子不带电,所以原子核带正电;在原子中,由于原子核所带的正电荷数和核外电子所带的负电荷数相等,电性相反,所以原子不显电性,分子是由原子构成的,所以整个分子也不显电性.故选D.)
3.C(解析:在化学变化中分子分成原子,原子重新组合成新的分子,所以原子在化学变化中不能够再分.故选C.)
4.B(解析:根据在原子中,质子数=核外电子数,He原子的核内质子数为2,则He原子核外的电子数为2.故选B.)
5.A(解析:由题意可知“硒的原子序数为34,质子数与中子数之和为79”,再根据“原子序数=核内质子数=核外电子数=核电荷数”,则可知:硒原子的核外电子数为34、质子数为34,中子数为79-34=45,核电荷数为34.故选A.)
6.B(解析:因为原子中质子数=电子数,由题意该原子的核外电子数为2,故其原子核内的质子数为2.故选B.)
7.(1)物质都是由原子直接构成的;原子是一个实心球体,不可再分割;电子就像“西瓜子”一样镶嵌在带正电的“西瓜瓤”中　(2)D　(3)科学的发展是漫长而曲折的;科学知识来之不易;应珍爱科学知识　　
　　本节课的教学过程中,因为教学内容抽象,学生对于原子结构的发现、原子的结构等微观方面的化学知识,在头脑中没有形成表象,通过灵活合理的使用多媒体课件演示原子结构的发现、原子的结构等,形象直观地展示了微观方面的化学知识,突破了教学难点,提高了学生的学习兴趣.全体学生自始至终兴趣盎然地积极参与课堂活动,达到了良好的教学效果.
在学习原子的构成时,先播放课件展示原子结构示意图和教材中的表格,提出思考问题,使学生不仅看到了原子是一个可分的粒子,而且知道了原子的构成,学生通过观察和分析,能用语言描述原子的结构,突破了教学难点,提高了课堂教学效率.
本节课着重体现学生的主体地位,让学生积极参与其中的思考和探究,教师教学的重点在于引导学生正确的思维和探究,引导学生学习新的知识和技能.
　　一、原子结构模型的提出
人类对原子结构的认识是逐渐深入的,不同时期科学家提出了不同的原子结构模型.
1.1803年,英国科学家道尔顿提出了原子论.他认为物质是由原子直接构成的;原子是一个实心球体,不可再分割;同一类原子性质相同;不同的原子以简单的整数比相结合.
2.1897年,英国科学家汤姆生发现原子中存在电子.1904年汤姆生提出了一个被称为“西瓜式”结构的原子结构模型,电子就像“西瓜子”一样镶嵌在带正电的“西瓜瓤”中.电子的发现使人们认识到原子是由微小的粒子构成的.
3.卢瑟福的原子有核模型
(1)1911年,英国科学家卢瑟福做了一个实验,用一束质量比电子质量大很多的带正电的高速运动的α粒子轰击金箔,结果是大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向,但也有一小部分改变了原来的方向,还有极少数的α粒子被反弹了回来.据此他提出了带核的原子结构模型:原子是由原子核和核外电子构成的.
以α粒子轰击金箔,在原子中带电物质的电场力作用下,使它偏离原来的入射方向,从而发生散射现象.α粒子(氦核)质量是电子质量的7 500倍,粒子运动不受电子影响.绝大部分粒子经金箔散射后,散射角很小(2°~3°),但是,有1/8000的粒子的偏转大于90°.
(2)卢瑟福原子有核模型
①原子的中心是原子核,几乎占有原子的全部质量,集中了原子中全部的正电荷.
②电子绕原子核旋转.
③原子核的体积比原子的体积小得多.
(3)有核模型与经典理论的矛盾
按经典理论,电子绕核旋转,做加速运动,电子将不断向四周辐射电磁波,它的能量不断减小,从而将逐渐靠近原子核,最后落入原子核中.轨道及转动频率不断变化,辐射电磁波频率也是连续的, 原子光谱应是连续的光谱.实验表明原子相当稳定,这一结论与实验不符.实验测得原子光谱是不连续的谱线.
二、原子构成的研究和发现
原子(atom)是构成化学元素的基本单元和化学变化中的最小微粒,即不能在化学变化中再分的微粒.原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成,原子核非常小,它的体积约为整个原子体积的10-15,但原子质量的 99.95%以上都集中在原子核内.质量很小的电子在原子核外的空间绕核做有规律地高速运动,原子核和核外电子相互吸引,组成中性的原子.在科学昌盛的20世纪,科学家已经能够利用场发射显微镜直接观察到原子图像,这是证明原子存在的最有力的证据.
原子的特点:
原子是化学元素的最小组成单元,是组成分子和物质的基本单元,它具有该元素的化学性质.原子由带正电荷的原子核和在原子核的库仑场中运动的带负电的电子组成.原子是非常微小的粒子.假设原子是球体的话,典型原子的直径大约是10~8厘米,质量大约是10~23克.原子的概念最初是由英国化学家约翰·道尔顿提出的.1803年他发表“原子说”,提出所有物质都是由原子构成的.
原子的组成:核子(质子、中子)、电子,并隐含中微子. 原子的中心是一个微小的由核子(质子和中子)组成的原子核,占据了整个原子的绝大部分质量.原子核中的质子和中子紧密地堆积在一起,因此原子核的密度很大.质子和中子的质量大致相等,中子略高一些.质子带正电荷,中子不带电荷,是电中性的.所以整个原子核是带正电荷的.原子核即使和原子相比,还是非常微小的——比原子要小100000倍.原子的大小主要是由最外电子层的大小所决定的.如果原子是一个足球场,那原子核就是场中央的一颗绿豆.所以原子几乎是空的,被电子占据着.
原子非常小,其直径大约有千万分之一毫米.虽然原子很小,但它却是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子构成的,这些电子绕着原子核的中心运动,就像太阳系的行星绕着太阳运行一样.原子在化学反应中是最小的微粒,无法再变化.原子是由原子核和核外电子构成的.原子核由质子和中子构成,而质子和中子由三个夸克构成.电子的质量为9.1091×10-28克,而质子和中子的质量分别是电子的1836倍和1839倍.
电子是具有波粒二象性的微观粒子,要用适合于宏观世界的经典物理的波或粒子的概念来给电子的行为以恰当的描述是不正确的.量子力学认为,应该用电子在给定时间内在空间的几率分布的图像来描述电子的运动,这些图像就是电子云.电子出现几率大的地方,电子云“浓密”一些;电子出现几率小的地方,电子云“稀薄”一些.但电子云的正确意义并不是说电子真的像云那样分散,电子云只是一种几率云.
原子尺寸的数量级大约是10-10 m.
第课时
1.了解原子结构示意图是一种模型化的方法.
2.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)原子核外电子的排布特点.
3.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.
培养学生的观察能力,分析综合能力和抽象思维能力.
进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点的教育.
【重点】
原子核外的电子是分层排布的;典型元素(稀有气体、金属和非金属)原子核外电子的排布特点.
【难点】
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)原子核外电子的排布特点.
【教师准备】　多媒体课件.
【学生准备】　预习本节内容.
导入一:
【材料引入】　《漫游原子世界》上有一段话:我是一个小小的电子,我在原子里围绕着原子核不停地运动,虽然空间很大,但我和我的同伴总想挣脱原子核的吸引.可是原子核这个家伙很有能耐,虽然只占原子的一丁点儿空间,里面却由质子和中子构成,中子不带电荷,质子带正电荷,正好把身带负电荷的我和我的同伴深深吸引.
导入二:
【情境引入】　教室中安排座位的情况:如果有的课桌只坐一个人,有的课桌坐了两个人,有的课桌没有人,必然有人产生抱怨情绪,我们称之为不稳定状态.如果每张课桌都坐了两个人,大家觉得比较均等,谁也不会抱怨谁. 当原子中有许多个电子时,原子会如何安排这些电子的座位呢?核外电子是如何运动的?电子能否挣脱原子的吸引?
　　[过渡语]　不安分的电子在原子核外是如何运动的呢?它们能否挣脱原子核的吸引呢?
三、原子核外电子的排布
思路一
【猜想】　核外电子是如何运动的?
【交流】　向你的同学说一说你想象中的核外电子如何运动?
【小结】　电子围绕原子核运动、电子在原子核外自由运动等.
【探究】　证明假设:阅读挂图.(把教材54页图3 - 12“部分原子的结构示意图” 制作成挂图).
[设计意图]　借此培养学生的想象能力,理解电子分层排布.
【归纳结论】　核外电子是分层排布的.离原子核近的电子能量低.由原子核向外分别为第一、二、三 、四、五、 六、七层.
【启发思考】　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.那么电子为什么有的排在第一层?有的排在第二层?各电子层上的电子数目有什么规律?
【归纳】　核外电子排布的规律:
①第一层最多容纳2个电子;
②第二层最多容纳8个电子;
　　③最外层最多容纳8个电子(若第一层为最外层时,最多容纳2个电子).
[设计意图]　让学生体验科学探究的过程后,进一步启发学生对电子排布的猜想,提醒学生到高中后还会有更深入的研究,有兴趣的同学可自己查阅有关资料.
【展示】　教师板书或投影下图,简述或提问学生原子结构示意图表示的意义:

【练习巩固】　向你的同桌说一说下列原子结构示意图的意义:
【交流】　第一幅图中的质子数为7;电子层数为2;第1 电子层有2个电子,第2电子层有5个电子.第二幅图中的质子数为12;电子层数为3;第1 电子层有2个电子,第2电子层有8个电子,第3电子层有2个电子.
【教师设问】　稀有气体元素原子最外层电子数为8(He为2),达到稳定结构,故化学性质比较稳定.金属元素原子和非金属元素原子最外层电子未排满,要趋向稳定,怎么样才能达到目的呢?我们会进行下一步的探究.
[设计意图]　制造探究情境,引导学生进行下一步的探究.
思路二
【思考】　氢原子核外只有一个电子,这一电子围绕氢的原子核在核外的“巨大”空间里做高速运动.在具有多个电子的原子中,电子是如何运动的呢?
【展示】　核外电子的分层排布图片或动画视频.
【分析】　核外电子的运动不像行星绕太阳运转那样有固定的轨道,但却有经常出现的区域,我们把这些区域称为电子层,电子层最多时有七层.电子在不同的电子层上分层运动,也叫做核外电子的分层排布.
【思考】　各电子层上的电子数目有什么规律?
【回答】　元素原子的核外电子层最少的有1层,最多的有7层.最外层电子数最多不超过8个(只有一个电子层时不超过2个).
【讲解】　用原子结构示意图可以方便地表示原子的结构.有了核外电子分层排布的知识,我们可以用形象、简洁的图示表示原子的内部构成情况.下面我们以氧元素为例介绍原子结构示意图的画法.
【小结】　原子结构示意图的画法:画圆圈标核电荷数,正号写在前,弧线呈扇面,数字一条线.
【展示】　教师指导学生观看教材54页图3 - 12“部分原子的结构示意图”.
【分析】　最外层具有8个电子(只有一个电子层时具有2个电子)的结构属于相对稳定结构.
【思考】　(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的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)不同类元素的原子最外层电子数与元素化学性质有怎样的关系?
【分析】　(1)稀有气体元素的原子最外层电子数为8(氦为2),这种结构被视为稳定结构,所以稀有气体具有“化学惰性”,一般情况下不易和别的物质发生化学反应.
(2)金属元素原子的最外层电子数一般少于4,在化学反应中,易失去电子,形成阳离子.非金属元素原子的最外层电子数一般多于4,在化学反应中,易得到电子,形成阴离子.
(3)元素的性质,尤其是化学性质主要决定于原子的最外层电子数.
　　[过渡语]　学习了原子核外电子的排布,初步认识了部分原子的结构,那么,什么是离子?离子又是怎样形成的呢?
四、离子的形成
思路一
【展示】　①钠和氯的原子结构示意图.②钠与氯气反应生成氯化钠的动画演示.
【学生表演】　两个学生通过观察原子结构示意图,分别扮演钠原子和氯原子(头上贴元素符号,身上贴最外层电子数目的“电子”),其他同学当裁判.
[设计意图]　以表演的形式活泼而又巧妙地考查了学生对原子结构示意图的理解,学生热情高涨地参与,课堂活跃起来.
【讨论】　钠原子和氯原子该如何变化才能形成相对稳定的结构呢?设计一个方案.
【交流与表达】　学生积极设计多种方案:
①氯原子最外层电子中的三个电子转移到钠原子的最外电子层上,使双方最外层电子数平均,分别为4.
②氯原子的最外层七个电子转移到钠原子的最外电子层上,使双方达到稳定结构.
③钠原子的最外层一个电子转移到氯原子的最外电子层上,使双方达到稳定结构.
[设计意图]　这样,较好地暴露了学生的原有思维,有利于教师更有针对性地进行点拨引导,对于方案①,教师要让学生分辨生活中的平衡与化学中的稳定的区别;对于方案②、③,教师可以从学生的生活经验出发,分析发生这两种情况的难易程度.
【学生表演】　两个学生和同学们一起研究各方案,选择最佳方案:把“钠原子”身上最外层的那个“电子”贴到“氯原子”身上.“钠原子” 因失去一个电子而变成Na+,“氯原子” 因得一个电子而变成Cl-,由于静电作用而结合成化合物NaCl.
[设计意图]　直观活泼的表演把枯燥、繁琐的学习内容变得生动有趣,学生自然对原子与离子的概念有了初步的区分,也为原子得失电子的规律埋下伏笔.
【分析】　边分析,边板书:
　　　　　　　
【引导提问】　离子是怎样形成的?什么叫离子?如何区别阳离子和阴离子?离子符号的书写应与原子有什么不同?
【小结】　教师根据下图说明离子的形成.归纳离子的概念和特征.
NaCl(不显电性的化合物)
(1)离子:因得失电子而带电荷的原子或原子团叫离子.如Na+、Cl-、OH-、SO42-等.
(2)离子的分类:
离子阳离子:带正电的离子:质子数>电子数阴离子:带负电的离子:质子数<电子数
(3)离子符号
①写法:在元素符号的右上角标明电量和电性(电量为1的“1”可省略不写).
②表示意义:表示离子(或一个离子),如:Mg2+ ——表示一个镁离子.
【拓展】　
离子符号右上方数字的含义:一个镁离子带2个单位的正电荷.
离子符号前面数字的含义:3Mg2+:表示三个镁离子(离子符号前面的系数表示离子个数.)
思路二
【展示】　图片展示Na+、Cl-、NaCl的形成.
【讲解】　通过结构示意图我们可以知道钠原子最外层有1个电子,而氯原子最外层有7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1个电子形成钠离子(Na+),每个氯原子得到1个电子形成氯离子(Cl-).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(NaCl).
【动画演示】　钠与氯气反应生成氯化钠的示意图.
【小结】　像氯化钠这样由阴、阳离子结合而成的化合物还有很多,一般地,含有金属元素的化合物是由阴、阳离子结合而成的.例如,氯化镁、氯化钾等.
【提问】　那如何来表示离子的符号呢?
【分析】　 就像元素用元素符号表示一样,离子用离子符号来表示.离子符号是用来表示离子的化学符号.离子符号表示式为Xn+或Xn-,X表示元素符号或原子团的化学式,X右上角的“+”或“-”表示离子带的是正电荷还是负电荷,“n”表示带n个单位的电荷.例如,Al3+表示1个带3个单位正电荷的铝离子;3SO42-表示3个带两个单位负电荷的硫酸根离子.
【小结】　离子的写法:先写出元素符号,再在右上角标明该离子带的电荷数,注意“+、-”在数字后面.例:3个硫酸根离子:3SO42-;两个镁离子:2Mg2+.
[知识拓展]　核外电子排布的规律:
①第一层最多容纳2个电子;
②第二层最多容纳8个电子;
③最外层最多容纳8个电子(若第一层为最外层时,最多容纳2个电子)
④倒数第二层(次外层),电子数不能超过18个.
粒子种类
原子
离子
阳离子
阴离子
区别
粒子结构
质子数等于
核外电子数
质子数大于
核外电子数
质子数小于
核外电子数
粒子电性
不显电性
显正电性
显负电性
符号
用元素符号
表示,如Na、Cl
用离子符号表示,
如Na+、Mg2+
用离子符号表示,
如Cl-、S2-
联系
阳离子原子阴离子
1.核外电子分层排布的主要原因是 (　　)
A.电子的能量不同 B.电子的大小不同
C.电子的数量不同 D.电子的质量不同
解析:电子的能量不同,按照能量的高低在核外分层排布;对于某一原子来说,其电子的大小相同,不能根据其大小来排布;电子的数量不同时仍然是按照电子的能量高低来分层排布的;电子的质量很小,对某一原子来说,每个电子的质量是相同的.故选A.
2.对于下面微粒的结构示意图,说法不正确的是 (　　)
A.它们均为稀有气体元素的微粒
B.它们的核外电子排布相同
C.它们的结构都是稳定结构
D.它们对外都不显电性
解析:只有第3个结构示意图是稀有气体元素的微粒,因为满足①核内质子数=核外电子数,②最外层8电子的稳定结构(He除外),其他不满足这两个条件;它们的核外电子排布相同,很明显可以看出:都是第一层2个电子,第二层8个电子,且均是2层;它们的结构都是稳定结构,因为最外层都是8个电子;它们对外都不显电性是错误的,前两个是离子,显电性.故选AD.
3.某阴离子X2-的核外有18个电子,核内有18个中子,则X的相对原子质量为 (　　)
A.54 B.38 C.36 D.34
解析:阴离子X2-的核外有18个电子,该阴离子是X原子得到两个电子形成的,则X原子核外电子数为16,在原子中,质子数=核外电子数,所以X原子质子数为16,故相对原子质量为16+18=34.故选D.
4.某原子的结构示意图为,它的核电荷数x=　　　　,该原子的核外电子分　　　　层排布.?
解析:由题目中的原子的结构示意图,可知核电荷数x=核外电子数=2+8+2=12,该原子的核外电子分3层排布.故答案为:12;3
第2课时
三、原子核外电子的排布
1.电子层:一、二、三、四、五、六、七
离核的距离:最近最远
2.核外电子是分层排布的
3.原子结构示意图
四、元素的性质与核外电子的排布
元素的原子最外层电子数目特点
结构
元素化学性质
金属元素:一般少于4个, 易失去电子
不稳定
不稳定
非金属元素:一般多于4个,易得到电子
不稳定
不稳定
稀有气体元素:一般为8个(氦为2个)
比较稳定
比较稳定
　　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)
元素的化学性质与最外层电子数目的关系最密切.
五、离子的形成
1.形成过程
2.离子的定义
3.离子的分类
4.离子符号
一、教材作业
【必做题】
教材第57页练习