1、原子结构教案课 题1.1原子结构备课日期课 型授新课教学目标知识与技能1引导学生认识原子核的结构，懂得质量数和X的含义，掌握构成原子的微粒间的关系；知道元素、核素、同位素的涵义；掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。2.引导学生了解原子核外电子的排布规律，使他们能画出118号元素的原子结构示意图；了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系。过程与方法通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。情感态度与价值观1.通过构成物质的基本微粒的质量、电性的认识，了解微观世界的物质性，从而
2、进一步认识物质世界的微观本质；通过原子中存在电性不同的两种微粒的关系，认识原子是矛盾的对立统一体。2.通过人类探索原子结构的历史的介绍，使学生了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程，培养他们的科学态度和科学精神，体验科学研究的艰辛与喜悦。3.通过“化学与技术-放射性同位素与医疗”，引导学生关注化学知识在提高人类生活质量中所起的作用。教学重点1、知识上重点、难点：构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律。2、方法上重点、难点：培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程。教学难点培养分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等
3、方法对信息进行加工教学方法问题推进法、讨论法。教学用具(一)学生准备：上网查阅，C在考古上的应用；核素、同位素在生产和生活中的应用。搜集有关原子结构模型的资料。(二)教师准备：教学媒体、课件、相关资料课时安排2课时板书设计 设计与反思教学内容第一课时【提问】化学变化中的最小微粒是什么？【学生回答】原子是化学变化中的最小微粒。【引出课题】这一节就从探讨原子的结构开始我们的学习。【点评】开头简洁，直截了当，由初中相关知识提出问题，过渡到原子结构的学习。【板书】第一节 原子结构【提出问题】原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成的呢？【学生思考、回
4、答】【媒体显示】利用Flash动画演示卢瑟福的粒子散射实验1.实验示意图2.现象： 【观察、思考】在教师引导下，学生思考下列问题：(1)绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么？(2)为什么有少数粒子却发生了较大的偏转？(3)极少数的粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么？【讨论】学生分组讨论：根据粒子散射的实验现象，学生提出自己的原子结构模型。并由代表发言。【归纳、小结】3.卢瑟福的原子核式模型原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心；带负电荷的电子在原子核周围的空间做高速运动。【点评】通过卢瑟福的粒子散射实验的介绍， 由学生提出自己的原子结构模型，使学生实现一
5、种科学探究的体验；了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程，培养他们的科学态度和科学精神。学会一种方法：通过粒子撞击实验，研究微观世界的规律，使人类获得了一种崭新的研究方法。认识一个规律：从实践到认识，再实践、再认识是人类认识发展的必然规律。【质疑】我们已经知道原子由原子核和核外电子构成。那么，原子核的内部结构又是怎样的？电子在核外空间的运动状态又是怎样的呢？【板书】一.原子核 核素1.原子核的构成，【媒体显示】原子结构示意图【学生阅读】构成原子的微粒-电子、质子和中子的基本数据：微粒 电子质子中子质量(kg)9.10910311.67310271.6751027相对质量0.0054841
6、.0071.008电量(C)1.60210191.60210190电荷-1+10【思考、讨论并提问】请根据表中所列数据讨论:1.在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系？为什么？2.原子的质量主要由哪些微粒决定？3.如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系？【教师引导学生小结】1、数量关系：核内质子数核外电子数2、电性关系： 原子 核电荷数核内质子数核外电子数 阳离子 核内质子数核外电子数阴离子 核内质子数核外电子数3、质量关系：质量数(A)质子数(Z)中子数(N)【归纳小结】Z个质子 Z个原子
7、核中子 （A-Z）个核外电子 如果用X的形式表示一个质量数为A、质子数为Z的原子，那么组成原子的粒子间的关系可以表达为: 原子X【迁移与应用】1.在科学研究中，人们常用Cl符号表示某种原子，请你谈谈图中符号和数字的含义。2.某二价阳离子含有10个电子，12个中子，求质量数。3.元素R的一个原子，质量数为 a ，其阴离子Rn-有b个电子，求中子数。【回顾】元素的种类是由原子核内的质子数决定的。元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。【质疑】同种元素原子的质子数相同，那么，中子数是否也相同呢？【媒体显示】三种不同的氢原子【比较】三种氢原子结构的异同。【质疑】它们是不是同一种元素？【板书
8、】2.核素核素：人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。【迁移与应用】1请你描述构成原子的各种微粒与元素、核素间的关系。2请你描述元素、核素、同位素间的关系.【媒体显示】元素、核素、同位素三者之间的关系：元素核素1核素n同位素【拓展与提高】1下列各组物质中，互为同位素的是（ ） (A)O2、O3 、O4 (B)H2、D2、T2 (C)H2O、D2O、 T2O (D)Ca 和 Ca2下列说法正确的是 （ ） (A)同种元素的质子数必定相同 (B)不同元素原子的质量数必定不同 (C)原子核都是由质子和中子构成的 (D)凡
9、是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素【交流与研讨】生物体在生命存续期间保留的一种碳原子-碳-14 (C)会在其死亡后衰变，测量考古遗址中发现的遗物里碳-14的数量，可以推断出它的存在年代。根据课本内容与网上资料：阐述C在考古上的应用；列举核素、同位素在生产和生活中的应用。【点评】通过上网搜集资料，然后分组讨论，让学生参与学习，以达到提高学生学习的积极性，激发学生学习热情的目的。【简介】1放射性同位素用于疾病的诊断 2放射性同位素用于疾病的治疗 3未来的能添一一一核聚变能【点评】本节教材采用问题推进法进行教学，引导学生发现问题、提出问题以激发学生思考，然后，通过看书、研讨、交流等多种方式，寻求
10、问题的解决，探讨问题的结果。培养解决问题的能力。布置作业:练习卷一张教学效果追忆:第二课时【板书设计】第二课时【引言】从上一节课我们所学的知识可以知道：原子核相对于原子很小，即在原子内部，原子核外，有一个若大的空间供电子运动，那么，电子在核外的运动与宏观物体是否相同？我们又怎样来描述核外电子的运动呢？下面我们就来探讨这个问题。【板书】第一节 原子结构(第二课时)二、原子核外电子运动的特征【电脑演示以下运动】1.物质的自由落体运动；2.火车的运动；3.炮弹的抛物线运动；4.天体的运行；5.氢原子的一个电子在核外闪烁运动。【讨论】核外电子的运动规律跟宏观物体的运动规律有什么不同？【生】1.宏观物体
11、的运动有固定的方向，电子没有。2.宏观物体的运动有确定的路线，电子没有。【讲述】正如大家所述，宏观物体的运动，如天体的运行、导弹的发射、车辆的行驶等，它们都有确定的轨道，我们可用宏观物体的运动规律准确地测出它们某一时刻所处的位置和运动速度，可以描画出它们的运动轨迹。当电子在原子核外很小的空间内作高速运动时，其运动规律跟普通物体不同。它们没有确定的轨道，因此，我们不能准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出它的运动轨迹。那么，我们应该如何去描述核外电子的运动呢？让我们先来研究氢原子核外的一个电子的运动特点。【电脑显示】氢原子核外一个电子的运动示意图(由慢到快)【师】我们看到，当
12、电子的运动速度加快时，在原子核周围有一团云雾，我们形象地称它为“电子云”电子形成的云雾之意。【问】氢原子核外只有一个电子，它怎么能形成一团云雾呢？【启发】这是由于电子在核外的运动速度太快(2.2106 m/s)，使我们眼花缭乱的结果。【问】大家有没有在什么地方见过类似的现象？【生】1.快速进退录像带时，与此情景有点相似。2.武打影片里，形容剑舞得快时，舞剑人的周围常是一团剑影。3.科幻动画片里，飞蝶的运行，及争斗场面。【师】好，大家的联想很丰富。以上场面，都有一个共同的特点快。电子的运动速度更快得多。因此，在核的周围形成带负电的电子云便好理解了。由于电子难以捕捉，又没有确定的轨道，我们在描述核
13、外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。【投影展示】(在通常状况下氢原子电子云示意图)【讲述】图中的每一个小黑点表示电子曾在那里出现过一次。黑点多的地方也即电子云密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现机会多，反之，出现的机会少。从这张图中，我们可以看出，氢原子的核外电子在离核远的地方单位体积内出现的机会少，在离核近的地方单位体积内出现的机会多。因此，原子核外电子运动的特征是：【板书并讲述】运动速度快，没有确定的轨道，可用电子云形象地表示。【过渡】在氢原子的核外，只有一个电子，运动情况比较简单。对于多电子原子来讲，电子运动时是否会在原子内打架？它们有没有一定的组织性和
14、纪律性呢？下面我们就来学习有关的知识：【板书】三、原子核外电子的排布【讲解】科学研究证明，多电子原子中的电子排布并不是杂乱无章的，而是遵循一定规律的。通常，能量高的电子在离核较远的区域运动，能量低的电子在离核较近的区域运动。这相当于看足球比赛，观众中坐在最外面的人往往是活动余地最大的(能量高)，而里面的人往往是活动余地较小的(相当于能量低的电子)；我们可以把他们的座位分为甲、乙、丙、丁等不同的区域。同样，我们可以把核外电子运动的不同区域按能量的低高，分为1、2、3、4等不同的电子层，并分别用符号K、L、M、N来表示。【讲解并板书】1.电子层的划分电子层(用n表示)1、2、3、4电子层符号 K、
15、L、M、N离核距离 近 远 能量高低 低 高【师】核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。核外电子的分层排布，遵循以下规律：【讲解并板书】2.核外电子的排布规律(1)各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层)(2)最外层电子数不超过8个(K层是最外层时，最多不超过2个)；次外层电子数目不超过18个，倒数第三层不超过32个。(3)核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布(即排满K层再排L层，排满L层才排M层)。【师】以上规律是相互联系的，不能孤立地机械地套用。知道了原子的核电荷数和电子层的排布规律以后，我们就可以画出原子结构示意图。如
16、钠原子的结构示意图可表示为 ，请大家说出各部分所表示的含义。【生】圆圈表示原子核，+11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。【练习】请根据以上规律填写课本P93表53核电荷数为120的元素原子核外电子层排布。【学生练习，教师巡视】【投影练习】1.判断下列示意图是否正确？为什么？ 【答案】(A、B、C、D均错)A、B违反了最外层电子数为8的排布规律，C的第一电子层上应为2个电子，D项不符合次外层电子数不超过18的排布规律。2.根据核外电子排布规律，画出下列元素原子的结构示意图，并与课本P36和P72相对照：(1)3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs(2)9F 17C
17、l 35Br 53I【师】请大家分析课本P93表52稀有气体元素原子电子层排布。【问】稀有气体的最外层电子数有什么特点？【生】除氢为2个外，其余均为8个。【问】元素的化学性质主要决定于哪层电子？【生】主要决定于最外层电子数。【问】稀有气体原名为惰性气体，为什么？【生】因为它们的化学性质懒惰，不活泼，一般不易和其他物质发生化学反应。【师】我们把以上分析归纳起来，会得出什么结论呢？【生】原子最外层电子数为8的结构的原子，不易起化学反应。【师】回答得很好。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。当元素原子
18、的最外层电子数小于8(K层小于2)时，是不稳定结构。在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式使自己的结构趋向于稳定结构。【板书】3.稳定结构与不稳定结构【问】依据氯原子和钠原子的结构示意图分析，在发生化学反应时，它们的最外层电子分别容易发生怎样的变化？【生】钠原子易失去一个电子形成8电子稳定结构，氯原子易得一个电子形成8电子稳定结构。【概括总结】很对，原子的核外电子排布，特别是最外层电子数决定着元素的主要化学性质。从初中所学知识，我们知道，金属元素的原子最外层电子数一般少于4个，在化学反应中比较容易失去电子达到相对稳定结构，表现出金属性；而非金属元素的最外层一般多于4个电子，在化学反应中易得到电子而达到8个电子的相对稳定结构，所以非金属元素表现出非金属性。请大家看以下投影：【投影展示】【师】从以上投影可以看出，原子得到或失去电子后的阴阳离子也可用结构示意图来表示，称作离子结构示意图。【板书】4.离子结构示意图【投影练习】1.写出下列离子的离子结构示意图：Mg2+ F- Br- Ca2+2.填空(1)当质子数(核电荷数) 核外电子数时，该粒子是 ， 电性。(2)当质子数(核电荷数)核外电子数时，该粒子是离子，带 电荷。(3)当质子数(核电荷数)核外电子数时，该粒子是离子，带电荷。
