人类对原子结构的认识

人类对原子结构的认识教学设计

一、 教学目标

知识与技能：

1． 了解原子结构模型演变的历史。

2． 了解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。通过氯化钠的形成了解钠跟氯气发生化学反应的本质。

3.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。以及构成原子的微粒及其数量之间的关系。知道核素、同位素等概念。 过程与方法：

1. 通过思考质子、中子、电子及质量数之间的关系，提高分析处理数据的能力。

2. 通过氯化钠形成过程的分析，了解钠跟氯气发生化学反应的本质。 情感、态度与价值观：

1. 通过了解原子结构模型演变的历史，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. 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。

3. 通过氧化镁形成过程的分析，从宏观走向微观，领悟化学反应的本质。

二、 教学重点、难点

教学重点：

1. 原子表示方法及原子结构示意图的书写

2. 构成原子的微粒及其数量关系的理解

3. 核素、同位素概念的掌握

教学难点：

1. 活泼金属与活泼非金属反应的实质

2. 构成原子的微粒及其数量关系的理解

三、 教学过程

【导入】我们通常所接触到的物体都是可以被分割的，比如说一根粉笔，一块石头，提出问题：物质是否无限可分？引用“一尺之棰，日取其半，万世不竭”、“语小，天下莫能破焉”。指出从古至今就有很多哲学家、思想家思考这个问题了，进而思考物质是由什么构成的？讲述公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为，万物是由大量的不可分割的微粒即原子构成。在这之后科学家对原子结构进行了不断地探索，今天就让我们跟着科学家的足迹来一起认识一下原子的结构。

【板书】一、原子结构模型的演变

【讲解】用ppt展示：一起来看一下各位科学家的观点及理想模型

重点介绍卢瑟福通过α离子散射现象提出的带核的原子结构模型。

归纳：道尔顿提出原子学说，其主要观点是物质是由原子构成的，原子是不可分割的实心球体。接着汤姆生提出“葡萄干面包式”结构模型，他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，其中的葡萄干代表了电子，而面包代表的是整个原子。然后是卢瑟福通过α粒子散射实验提出了核式结构模型。接着，玻尔引入了量子力学观点，认为原子的核外电子是分层排布的，在特定的轨道上高速运转。到了20世纪初，又提出了电子云模型。

【总结】从原子结构模型的演变历史，我们可以知道，事物是发展变化的，随着科学技术的进步，我们对世界万物的构成还会有更深刻的认识。期待着同学们去探索发现。

【过渡】自从道尔顿提出原子学说后，人们又发现了电子，α粒子散射现象和氢原子光谱、量子力学等，已经知道，对于多电子原子，可以近似认为原子核外电子是分层排布的。

【板书】二、原子核外电子的分层排布

【展示】原子核外电子是分层排布的。人们通常用原子结构示意图来表示原子结构。

【讲述】人们常用原子结构示意图表示原子的核外电子排布，如氩原子的结构示意图为

，并指出各部分代表什么。圆圈表示原子核，+18表示核电荷数，弧线表示电子

层，弧线上的数字表示该层电子数。

展示1-18号原子的结构示意图，总结排布规律。

【归纳】排布规律：1、核外电子总是最先排布在能量最低的电子层里，由里向外，依次排布在能量较高的电子层里。

2、每层最多容纳电子数为2n2（n表示电子层数）个；

3、最外层电子数目不超过8个（第一层不超过2个）；

4、次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。

【提问】稀有气体（He、Ne、Ar等）的原子结构与此其性质有什么联系？

【归纳】稀有气体的最外层均达到8个电子（氦为2个）的稳定结构，稀有气体的性质稳定。

【讲述】通常，我们把最外层8个电子(只有K层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构。如稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。

钠镁铝等活泼金属最外层一般小于4个，而活泼非金属比如氯氧氟等原子的最外层电子数一般5~7个，那它们要达到8电子稳定结构是不是就要失去或得到电子。

具体来看一个例子，钠与氯气之间的反应，请同学们分别写出钠原子与氯原子的结构示意图，说明钠最外层只有一个电子，很容易失去，达到八电子稳定结构，而氯原子最外层为7个电子，易得到一个电子变成八电子稳定结构，所以当它们反应时，钠就把最外层的一个电子给氯，都达到稳定，指出化学反应的实质就是最外层电子的转移。

提出问题：原子得失电子与化合价的联系？

【小结】在活泼金属与活泼非金属的反应中，金属原子容易失去最外层电子数变成8电子稳定结构，带正电荷，显正价，并且阳离子的正电荷数即为失去的电子数。而非金属原子容易得到电子变成8电子的稳定结构，带负电，显负价，所带的负电荷数即为得到的电子数。并指出元素的化学性质主要由最外层电子数决定。

【过渡】刚才我们说，原子是由核外电子和原子核组成的，那原子核能否再分成更小的微粒呢？

【讲解】课本31页。科学研究证明，绝大多数原子的原子核由质子和中子构成。一个质子带一个单位的正电荷，一个电子带一个单位的负电荷，中子不带电，质子数与核外电子数是相等的，所以原子呈电中性。并且原子的质量主要集中在原子核上，原子核外所有电子的质量总和只占原子质量的极小一部分。

请同学们填一下31页的表1-8，

质量数：质量数A=质子数Z+中子数N，质量数约等于相对原子质量

如果用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，举例书写： 对于中性原子：质子数=核电核数=核外电子数=原子序数

阴阳离子呢？

阳离子：质子数=核外电子数+电荷数

阴离子：质子数=核外电子数-电荷数

【过渡】科学家相继发现质量数为2和3的氢原子，这三种氢原子之间的异同点。 元素：具有相同核电核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称为一种核素。

同位素：把质子数相同、质量数（或中子数）不同的核数互称为同位素。

应用：大家自己课后阅读去阅读拓展视野。

【小结】

四、板书设计

一、原子结构模型的演变

二、原子核外电子排布

三、原子核的组成