1、教学过程:教师活动学生活动设计意图P1引入师 我们今天要学习的内容是必修二第一章第一节,原子结构。首先观看一段视频。(视频播放)确实很振奋人心。制造氢弹所需的原料同学们也许不知道,是2H和3H,另外还有一种1H原子,这些符号的意义是什么?它们之间又有怎样的关系呢?另外,原子中存在如此巨大的能量,若能合理利用,可以造福人类。所以科学家们从未停止对原子结构的研究。原子的结构到底是怎样的呢?观看视频,感受到氢弹爆炸的威力并为祖国的强大而自豪。思考用氢弹爆炸视频引出两个问题,也是本节内容中心点,另外,可激发起学生的爱国主义情怀P2一个符号和两个关系式第二个问题,我们现在是可以回答的,因为初中咱们已经学
2、习过原子结构,知道原子由原子核和核外电子构成,而原子核又由质子和中子构成。并且,在说的时候,我们的脑海里还能浮现出一个画面,一个很小很小的点,是原子核,在这个点之外,有很大很大的空间,电子在这个广阔的空间里运动。像这样(课件展示画面)。有一个形象的比喻最能说明原子核体积之小,说原子之于原子核,犹如足球场之于蚂蚁。但是不能小瞧原子核,体积虽小,质量很大。接下来,同学们请根据这三种微粒的基本信息回答以下三个问题:(学案上也有)微粒电子质子中子质量(kg)9.10910311.67310271.6751027相对质量0.0054841.0071.008电量1.60210191.60210190电荷1
3、个单位负电荷1个单位正电荷01. 在原子中,质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着怎样的关系?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?(约3分钟左右时间,找学生回答)学生甲(回答问题1):核电荷数=质子数=核外电子数。因为质子带正电,中子不带电,每一个质子带一个单位正电荷,所以核电荷数=质子数*1=质子数。又由于原子显电中性,核外电子带负电,而且每一个电子带一个单位负电荷。所以质子数=核外电子数,即核电荷数=质子数=核外电子数(教师做简单点评与总结)学生乙(回
4、答问题2):质子和中子。因为电子的质量很小,可以忽略。师:第三个问题,我们一起来讨论。先说明一个问题,我们能看到,这三种微粒的质量都非常微小,所以表示起来十分不便。为了简化问题,通常我们将其实际质量转化为相对质量来应用。质子相对质量为1.007,中子相对质量为1.008,电子是0.0005484,这样,就变成了我们很熟悉的数字。也很容易判断,相较于质子和中子,电子的质量确实太小了,完全可以忽略。也就是说原子的质量由质子和中子决定。如果我们再进一步简化处理,将质子和中子的相对质量取整,即均取1,那么,如果原子核内有Z个质子,有N个中子,那么原子的相对质量应近似等于Z*1+N*1=Z+N ?(配合
5、板书原子相对质量质子数+中子数)所以原子的相对原子质量在数值上近似等于原子核内的质子数与中子数之和。我们又规定,原子核中质子数和中子数之和称为质量数。即 质量数=质子数+中子数所以不难理解,质量数是我们的人为规定,它等于质子数与中子数之和。在数值上,实际上质量数就是原子的相对原子质量的近似值。通常我们用A来代表质量数,用Z来代表质子数,用N来代表中子数。认识一个新的符号,这里X代表任意一种元素符号,A是质量数,Z是质子数,同学们如何来理解这个符号呢?学生丙回答:表示一个质子数为Z,质量数为A的原子。比如,就表示一个质子数为1,质量数为3的氢原子。(呼应前文,三个符号的意义)很好,那么,这是直接
6、获得的信息,能否间接获得其他信息?比如得到它的核外电子数?学生:可以!Z 个师:是的,根据。学生:质子数=核外电子数!师:还能得到其他信息吗?学生:中子数!N=A-Z 师:好的,熟记两个关系式,让我们一起加加减减,开始计算吧!请尽快完成学案表格(学案上也有,找部分同学上台来写,余下在学案上完成)粒子符号质子数(Z)质量数(N)中子数(N)核外电子数1101121113211735181717372017204020209223514392想象,在脑海中勾勒出原子结构模型。分析表格信息,回答三个问题思考理解原子的相对质量与质子数和中子数的关系。质量数概念记忆应用关系式回答完成表格暂时跳过了和卢瑟
7、福核式结构模型提出相关的重要实验。一个是同学们已经在初中接受过相关的学习,对原子结构的认识很到位;另一个,是考虑放到最后,做成课堂情景剧。回答问题过程中分,逐渐引出关系式得到两个关系式,同时接受了质量数的概念P3 三个概念练习后,再引出元素、核素、同位素概念定义再想一想,如果是离子,那么各微粒数是否有变化呢?【师】只有电子数会变化,质子数和中子数不变。因为离子是由原子得失电子得来,而电子的得失不影响质子数,也不影响中子数,所以质量数也不变。比如粒子符号质子数(Z)质量数(N)中子数(N)核外电子数1737201820402018【师】由刚才完成的内容,我们来做个小练习,判断正误:1. 同种原子
8、的质子数必定相同 说明:反之亦成立2. 同一原子的质子数一定等于中子数 说明:二者无必然联系,可能相等,也可能不等。3. 原子核都是由质子和中子构成的 说明: 原子核内无中子4. 凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素 说明:如Cl和Ca2+核外电子数相等,但二者是不同元素。若是核外电子数相同的原子,则必定属于同一元素。因为离子的核外电子数和质子数不等。决定元素种类的是核内的质子数。我们对元素的定义即是:具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。说一样,因为是同一种元素,说不一样,质量数不同,因为原子核内的中子数不同。为了更好地说明这种现象,我们提出了核素的概念。定义:具有一定数目质子和
9、一定数目中子的一种原子为核素。那么可以说,1H、2H、3H是三种不同的核素,自然不一样。而由于三者又是同种元素,我们给这样特殊的关系进行重新定义。同位素:像1H、2H、3H这样质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素,(简而言之,同一种元素的不同核素互为同位素。),所谓“同位”也暗含了同位素在周期表中占据同一位置。周期表中同一种元素只占据一个位置。那么课前提出的第一个问题解决了,氢弹的两种原料2H、3H即为氢元素的两种核素,二者互为同位素。元素有多种核素的现象非常普遍,比如氢元素有H、D、T三种核素,碳元素有12C、13C、14C三种核素,氧元素有16O、17O、18O三种核素,铀元素有2
10、34U、235U、238U三种核素等等。P4同位素的应用1.氢弹的原料: 、 2.核反应堆的燃料3.14C应用于考古学中4.同位素示踪剂5.利用放射性对金属制品探伤、食物保鲜和肿瘤治疗等简单了解完成表格内容,回答问题。回答思考,三种氢原子 的“一样”与“不一样”,理解元素,核素,同位素的意义。了解同位素的广泛存在三个概念,一时不好区分。所以先由关系式完成两种离子的微粒数计算。再结合判断,指出决定元素种类的是质子数。再引出同种元素的不同原子,核素与同位素概念相应引出。P5关于原子结构,我们所接受的其实是科学家卢瑟福所提出的核式结构模型。这只是原子结构发现史其中的辉煌一笔。那么,历史上还有过哪些关
11、于原子结构的理论与模型?卢瑟福的核式模型是终结者吗?我们有请几位科学家来向我们做介绍。(此节内容由三位同学代表三位科学家,向同学们展示其理论观点,借此使同学们融入课堂,活跃气氛,无形间也使枯燥的科学理论深入人心。配合道具:钢珠,枣糕)(教师充当主持人,介绍)【师】第一位是伟大的英国物理、化学家,道尔顿,同时也是位色盲患者。1803年,他继承古希腊朴素原子论和牛顿微粒说,提出了著名的原子论:学生甲(饰道尔顿):物质是由原子组成,原子不能被创造,也不能被毁灭,在化学变化中不可再分割,在化学反应中保持本性不变。(用道具展示)【师】:这位伟大的科学家被恩格斯誉为近代化学之父。但是,另一位伟大的科学家汤
12、姆生却在1897年发现原子中存在电子,并测出了电子的质量。据此发现,汤姆生提出:学生乙(饰汤姆生):原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,原子好似一块枣糕”。(道具展示)【师】:然而,又一位科学家卢瑟福,通过他的著名的粒子散射实验,将汤姆生的葡萄干蛋糕模型推翻。学生丙(饰卢瑟福):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,电子带负电荷,在原子核周围空间做高速运动。你们可以想象,就像行星环绕太阳运转一样。【师】:是的,卢瑟福的核式结构模型有时也被称为行星模型,顺便再说一点,卢瑟福是汤姆生的学生。所以科学研究不能迷信权威,要用事实说话。好的,感谢几位科学家以及他们的著名理论。掌
13、声送给他们!(学生归位,有所启发有所顿悟)【师】:其实,科学研究的艰辛与对精确的追求,远超我们想象。例如从道尔顿的理论到汤姆生的理论,经历了近一百年的时间。但人类为了更好地认识自然,唯有经历这些艰辛,才能一步一步地走向深入,一步一步接近事物的本质。所以,也让我们向这些伟大的科学家致敬,是他们带领我们逐渐深入的认识了这个世界。卢瑟福的核式模型也并不是完美的终结,主要是在于对核外电子的描述不够精确。以后,我们还会继续学习其他相关理论。 本节内容到此结束,下课!由学生扮演科学家,一是使学生融入课堂,活跃气氛,二,也可拉近同学们与科学家的距离。本节课基本上都是枯燥的理论知识,为了让学生能参与进来,特设计一个小短剧,进入科学家的角色,更深刻地理解科学家。感受科学研究的艰辛,体会科学研究成果带来的成就感