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1、第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)教案
一. 教材分析
(一) 知識脈絡(luò)分析
通過初中化學(xué)和《化學(xué)必修1》的學(xué)習(xí),同學(xué)們已經(jīng)知道原子 結(jié)構(gòu)的知識,了解了部分元素及其化合物的性質(zhì)。本節(jié)教材,就是要 在已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)深入地探討原子核的結(jié)構(gòu)以及核外電子的 排布的規(guī)律,并利用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋某些元素的部分性質(zhì),使學(xué) 生初步了解原子的最外層電子排布與元素的性質(zhì)(得失電子能力、化 合價等)的關(guān)系。同時,原子結(jié)構(gòu)知識也是學(xué)習(xí)元素周期律、元素周 期表和分子結(jié)構(gòu)(離子鍵、共價鍵)的基礎(chǔ)。因此,本節(jié)教材在化學(xué) 必修模塊中起承上啟下的作用。
(二) 知識網(wǎng)絡(luò)框架
核外電 子運動 的特點
核外
電子
核外電子排
2、布規(guī)律(原 子結(jié)構(gòu)示意 圖)
原子的構(gòu)成
原子核 (質(zhì)子和Y 中子)
原子中各微粒 之間的數(shù)量關(guān) 系、電性關(guān)系 和質(zhì)量關(guān)系
核素和 同位素
核外電子排布與元素性質(zhì)(原子得 失電子能力和化合價)間的關(guān)系
(三)學(xué)情分析
學(xué)生在初中已學(xué)習(xí)了原子的簡單知識,有一定的知識儲備。新教 材(必修)與舊教材相比,刪掉了描述核外電子運動特征的電子云; 降低了核外電子排布規(guī)律的要求;調(diào)整了核素、同位素在教材中出現(xiàn) 的位置;增加了原子結(jié)構(gòu)示意圖,元素的部分化學(xué)性質(zhì)與原子的最外 層電子排布的關(guān)系。這種編排更符合知識的邏輯關(guān)系,符合學(xué)生認識 規(guī)律。同時,新教材更注重了讓學(xué)生自主參與學(xué)習(xí),提高了學(xué)生學(xué)
3、習(xí) 的主動性,更加注重了學(xué)生能力的培養(yǎng)。
二. 教學(xué)目標
(一) 知識與技能
1. 引導(dǎo)學(xué)生認識原子核的結(jié)構(gòu),懂得質(zhì)量數(shù)和AX的含義,掌握構(gòu) 成原子的微粒間的關(guān)系;知道元素、核素、同位素的涵義;掌握核電 荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)之間的相互關(guān)系。
2. 引導(dǎo)學(xué)生了解原子核外電子的排布規(guī)律,使他們能畫出1?18號元 素的原子結(jié)構(gòu)示意圖;了解原子的最外層電子排布與元素的原子得、 失電子能力和化合價的關(guān)系。
(二) 過程與方法
通過對構(gòu)成原子的微粒間的關(guān)系和氫元素核素等問題的探討,培 養(yǎng)學(xué)生分析、處理數(shù)據(jù)的能力,嘗試運用比較、歸納等方法對信息進 行加工。
(三)情感態(tài)度與價值觀
1
4、. 通過構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒的質(zhì)量、電性的認識了解微觀世界的物 質(zhì)性,從而進一步認識物質(zhì)世界的微觀本質(zhì);通過原子中存在電性不 同的兩種微粒的關(guān)系,認識原子是矛盾的對立統(tǒng)一體。
2. 通過人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史的介紹,使學(xué)生了解假說、模型等科 學(xué)研究方法和科學(xué)研究的歷程,培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,體 驗科學(xué)研究的艱辛與喜悅。
3. 通過“化學(xué)與技術(shù)----放射性同位素與醫(yī)療”,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué) 知識在提高人類生活質(zhì)量中所起的作用。
4. 通過“未來的能源----核聚變能”,引導(dǎo)他們關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的熱 點問題,形成可持續(xù)發(fā)展的思想。
三. 教學(xué)重、難點
構(gòu)成原子的微粒間的關(guān)系和核外電子
5、排布規(guī)律。
四. 教學(xué)準備
(一) 學(xué)生準備:上網(wǎng)查閱,14C在考古上的應(yīng)用;核素、同位素在 生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。搜集原子結(jié)構(gòu)模型的相關(guān)資料。
(二) 教師準備:多媒體課件、相關(guān)資料。
五. 教學(xué)方法
問題設(shè)疑推進法、合作討論法。
六. 課時安排
2課時
七. 教學(xué)過程
第1課時
【教師提問】化學(xué)反應(yīng)中的最小微粒是什么?
【學(xué)生】原子是化學(xué)變化中的最小微粒。
【引入】原子的結(jié)構(gòu)是怎樣的?這一節(jié)我們一起探討原子的結(jié)構(gòu)。
【點評】開頭簡潔,單刀直入,由初中相關(guān)知識提出問題,過渡到原
子結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。
【板書】第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)
【提出問題】原子是化學(xué)變化中的最小微粒。同種
6、原子的性質(zhì)和質(zhì)量
都相同。那么原子能不能再分?原子又是如何構(gòu)成的呢?
【多媒體展示】利用Flash動畫演示盧瑟福的以粒子散射實驗
1. 實驗示意圖
2.現(xiàn)象:
【觀察、思考】在教師引導(dǎo)下,學(xué)生思考下列問題:
(1) 絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進,原因是什么?
(2) 為什么有少數(shù)^粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)?
(3) 極少數(shù)的a粒子幾乎是被金箔彈了回來,原因是什么?
【合作討論】學(xué)生分組討論:根據(jù)a粒子散射的實驗現(xiàn)象,學(xué)生提 出自己的原子結(jié)構(gòu)模型。并由代表發(fā)言。
【小結(jié)】3.盧瑟福的原子核式模型
原子由原子核和核外電子構(gòu)成,原子核帶正電荷,位于原
7、子的中 心;帶負電荷的電子在原子核周圍的空間做高速運動。
【設(shè)疑】我們已經(jīng)知道原子由原子核和核外電子構(gòu)成。那么,原子核 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是怎樣的?電子在核外空間的運動狀態(tài)又是怎樣的呢
【板書】一.原子核核素
1. 原子核的構(gòu)成,
【多媒體展示】原子結(jié)構(gòu)示意圖
【學(xué)生閱讀】
構(gòu)成原子的微粒- 電子、質(zhì)子和中子的基本數(shù)據(jù):
微粒
電子
質(zhì)子
中子
質(zhì)量(kg)
9.109X10—31
1.673X 10—27
1.675X 10—27
相對質(zhì)量
0.005484
1.007
1.008
電量(C)
1.602X 10—19
1.602X10—19
0
8、
電荷
-1
+ 1
0
【思考、討論并提問】
請根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)討論:
1. 在原子中,質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)和核外電子數(shù)之間存在著什么關(guān)系? 為什么?
2. 原子的質(zhì)量主要由哪些微粒決定?
3. 如果忽略電子的質(zhì)量,質(zhì)子、中子的相對質(zhì)量分別取其近似整數(shù)值, 那么,原子的相對質(zhì)量在數(shù)值上與原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有什么 關(guān)系?
【教師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)】
【板書】1、數(shù)量關(guān)系:核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)
2、 電性關(guān)系:原子 核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)
陽離子 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)〉核外電子數(shù)
陰離子 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)V核外電子數(shù)
3、 質(zhì)量關(guān)系:質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z) +中子數(shù)
9、(N)
【歸納總結(jié)】
可以用身乂的形式表示一個質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的原子,那么組成
原子的粒子間的關(guān)系可以表達為:
...質(zhì)子 z個
,原子核 Y
J L中子 (A-Z)個
原子ZX
【遷移應(yīng)用】 核外電子Z個
1. 在科學(xué)研究中,人們常用37ci符號表示某種原子,請你談?wù)剤D中符 號和數(shù)字的含義。
2. 某二價陽離子含有10個電子,12個中子,求其質(zhì)量數(shù)。
3. 元素R的一個原子,質(zhì)量數(shù)為a,其陰離子Rn有b個電子,求其中 子數(shù)。
【回顧】元素的種類是由原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定的。元素是具有相同 質(zhì)子數(shù)(核電荷教的同一類原子的總稱。
【質(zhì)疑】同種元素原子的質(zhì)子數(shù)相同,那
10、么,中子數(shù)是否也相同呢
【多媒體展示】三種不同的氫原子
ft(H) 笊(D) 氤(T)
口 質(zhì)子
」J A q中子
圖1-1-5覺、笊、氤的原子結(jié)構(gòu)示意圖 °電子
【比較】三種氫原子結(jié)構(gòu)的異同。
【質(zhì)疑】它們是不是同一種元素?
【板書】2.核素
元素:具有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子的總稱。
核素:人們把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子稱為核 素。
同位素:質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互為同位 素。
【遷移應(yīng)用】1.請你描述構(gòu)成原子的各種微粒與元素、核素間的關(guān)
系。
2 .請你描述元素、核素、同位素間的關(guān)系
【多媒體展示】元素、核素、同位素
11、三者之間的關(guān)系:
同位素
【課堂練習(xí)】
1. 下列各組物質(zhì)中,互為同位素的是
(A) O2、O3 (B) H2、D2、DT
(C) H;O、Do. TO (D) 40Ca 和22 Ca
2 .下列說法正確的北
(A)同種元素的質(zhì)子數(shù)一定相同
(B )不同元素原子的質(zhì)量數(shù)必定不同
(C)原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的
(D )凡是核外電子數(shù)相同的微粒必定屬于同一元素
【交流與研討】
生物體在生命過程中保留的一種碳原子-—碳-14 (14C)會在 其死亡后衰變,測量考古遺址中發(fā)現(xiàn)的遺物里碳44的數(shù)量,可以推 斷出它的存在年代。請你利用所學(xué)知識分析齡14與碳-12在結(jié)構(gòu)
12、上的 異同。試列舉核素、同位素在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
【資料介紹】
1 .放射性同位素用于疾病的診斷
2. 放射性同位素用于疾病的治療
3 .未來的能添 核聚變能
【教學(xué)反思】本節(jié)教材采用設(shè)疑問題推進法進行教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn) 問題、提出問題以激發(fā)學(xué)生積極思考,然后,通過看書、研討、交流 等多種方式,尋求問題的解決途徑,探討問題的結(jié)果。培養(yǎng)學(xué)生解決 問題的能力。
第二課時
【復(fù)習(xí)提問】
1. 構(gòu)成原子的微粒有哪些它們之間有何關(guān)系?
2. 為什么原子不顯電中性?
3. 為什么說原子的質(zhì)量主要集中在原子核上?
【引入】同學(xué)們已經(jīng)知道,原子是由原子核和電子構(gòu)成的,原子核的 體積很
13、小,僅占原子體積的幾千億分之一,電子在原子內(nèi)有“廣闊” 的運動空間。在這“廣闊”的空間里,核外電子是怎樣運動的呢
【設(shè)計意圖】通過對上一節(jié)課內(nèi)容的回顧,自然過渡到新課的引入; 由新的問題的提出,給出將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)一種探究學(xué)習(xí)的氛圍。
【板書】二、核外電子排布
【教師講述】電子的運動具有區(qū)別于宏觀物體的幾大特征(1)質(zhì)量很 ?。?.109 X10-3ikg); (2)電子帶負電荷;(3)運動空間范圍小(直徑 約10-i°m):⑷運動速度很快(接近光速)。因此,電子的運動特征就 與宏觀物體的運動有著極大的不可---它沒有確定的軌道。
【設(shè)疑】那么我們?nèi)绾蚊枋龊送怆娮拥倪\動呢 【交流與
14、研討】根據(jù)課前搜集的有關(guān)資料:分組討論電子在原子核外
是怎樣運動的? 【簡介】原子結(jié)構(gòu)模型的演變
2.湯姆遜原子結(jié)構(gòu)模型:
1. 道爾頓原子結(jié)構(gòu)模型:
3. 盧瑟福原子有核模型
4. 玻爾原子結(jié)構(gòu)模型:
【設(shè)計意圖】通過對原子模型的歷史回顧讓學(xué)生體驗假說、模型在 科學(xué)研究中不可替代的作用;嘗試運用假說、模型的科學(xué)研究方法。
【閱讀與討論】學(xué)生閱讀課本第六頁第三自然段,分小組討論核外電 子排布有哪些規(guī)律?
各小組派代表回答。
【板書】
核外電子排布的規(guī)律:
1. 電子是在原子核外距核由近及遠、能量由低到高的不同電子層上分 層排布的;
2. 每層最多容納的電子數(shù)
15、為2n2(n代表電子層數(shù));
3. 電子一般總是盡先排在能量最低的電子層里,即最先排第一層,當 第一層排滿后,再排第二層,依次類推。
4. 最外層電子數(shù)則不超過8個(第一層為最外層時電子數(shù)不超過2
個),倒數(shù)第二層不超過18個,倒數(shù)第三層不超過32個。
【合作討論】電子與原子核距離遠近、能量高低有何關(guān)系?
【板書】
電子層
n
電子層符號 K
離核距離
遠
電子的能量
高
最多能容納的電子數(shù)
2n2
1 2 3 4
L M N ……
k 近
低
2 8 18 32
【多媒體展示并講解】嘗試運用上述規(guī)律排出鈉原子核外的電子,
并用原子結(jié)構(gòu)示意圖加以表示
16、。
核電荷數(shù)
【小試牛刀】完成下表,看看誰較快。
核電荷數(shù)
元素名稱
U主比旦
元素符號
1
氫
H
2
氦
He
3
鋰
Li
4
鈹
Be
5
硼
B
6
碳
C
7
氮
N
8
氧
O
9
氟
F
10
氖
Ne
11
鈉
Na
各層電子數(shù)
K
L
M
1
2
2
1
2
2
2
3
2
7
2
8
1
17、
12
鎂
Mg
13
鋁
Al
14
硅
Si
15
磷
P
16
硫
S
2
8
6
17
氯
Cl
18
氬
Ar
2
8
8
【認真觀察】
課本第6頁核電荷數(shù)從1到18的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖
【遷移應(yīng)用】
1.下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖表示的各是什么微粒?
2.下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖是否正確?如有錯誤,指出錯誤的原因。
18、
【設(shè)計意圖】通過上述應(yīng)用,使學(xué)生加深對核外電子排布的規(guī)律的認
識,對容易出現(xiàn)的錯誤,讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn),以加深印象。
【閱讀、思考、交流】學(xué)生閱讀教材第7頁,思考、交流下列三個問 題:
1. 元素的化學(xué)性質(zhì)與原子的最外層電子排布有什么關(guān)奈 金屬鈉、金 屬鎂在化學(xué)反應(yīng)中常表現(xiàn)出還原性,而氧氣、氯氣在化學(xué)反應(yīng)中常表 現(xiàn)出氧化性,你能用原子結(jié)構(gòu)的知識對這一事實進行解釋嗯
2. 金屬元素原子最外層電子數(shù)非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般是 多少?
3. 元素的化合價的數(shù)值,與原子的電子層結(jié)構(gòu)特別是最外層電子數(shù)有 什么關(guān)系?
【設(shè)計意圖】通過上述交流與討論,讓學(xué)生認識元素的性質(zhì)與 原子結(jié)構(gòu)
19、的內(nèi)在聯(lián)系,初步了解元素性質(zhì)的變化規(guī)律。為后階段學(xué)習(xí) 元素周期律、元素周期表打下基礎(chǔ)。
【遷移應(yīng)用】
1.質(zhì)子、中子、核外電子從不同角度描述了元素或原子的某些 性質(zhì)和特點,試填下表說明質(zhì)子、中子、核外電子數(shù)目的多少分別決 定著什么?
微?;蛭⒘=M合
決定屬性
質(zhì)子
決定元素的種類
中子
電子
質(zhì)子和中子
質(zhì)子和電子
2 .現(xiàn)有 ⑴力莒 微粒結(jié)構(gòu)示意圖,試填表,當n取不
同值時相對應(yīng)的微粒名稱和微粒符號。
n值
微粒名
稱
微粒符
【作業(yè)】課后練習(xí)1、2題
【教學(xué)反思】本節(jié)教材主要采用的是討論法教學(xué),在整個教學(xué)活動中 始終注意學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,突出自主與合作的學(xué)習(xí)方式,充分調(diào)動 了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。