初中课题2 原子的结构教学设计

这是一份初中课题2 原子的结构教学设计，共14页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，教学准备等内容，欢迎下载使用。
本课题包括原子的构成、原子核外电子的排布、相对原子质量三部分内容。第一部分重点介绍原子的构成，同时介绍了原子不显电性的原因，然后又形象的介绍了原子的大小以及原子中各部分的大小和运动情况。
离子的形成是本课题的核心，是教学重点。为了说明离子是什么，它是怎样形成的，就必须介绍原子核外电子的排布和金属、非金属、稀有气体元素原子核外电子层结构的特征与其化学性质的关系，为教学作一个铺垫。因此教材编写了“核外电子的排布”。
教材第二部分主要讲核外电子运动的特点，它有不同于宏观物体运动的规律，远离学生的生活经验，因此学生对电子层的理解有一定困难，是教学的难点，但不是教学的重点。此处只要求学生对核外电子分层排布有一个初步观念就可以了。至于原子结构示意图，仅仅作为原子结构的一种表达手段，教学上不作要求，习题上也不要求会画。
第三部分介绍相对原子质量。由于原子很小，它的质量也很小，所以书写和使用都不方便，于是采用相对原子质量来表示原子的质量。考虑到此时学生尚无同位素的知识，不便提元素相对原子质量是按各种天然同位素原子所占的一定百分比计算出来的平均值，所以此处只能要求学生对相对原子质量做含糊的、初步的了解（将原子的相对原子质量作为元素的相对原子质量使用）。
第1课时 原子的构成与核外电子排布
【教学目标】
1.知识目标
（1）了解原子是由质子、中子和电子构成的。
（2）知道原子核外电子是分层排布的。
（3）进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。
2.能力目标
（1）充分发挥学生的空间想象力。
（2）学习运用对比、归纳的方法在微观世界和宏观世界之间架起一座桥梁。
（3）运用形象恰当的比喻减少学生对微观世界的神秘感。
3.素养目标
（1）对学生进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。
（2）逐步提高学生抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。
【教学重点】
1.原子的构成。
2.原子核外电子的排布。
【教学难点】
1.核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系。
2.核外电子排布。
【教学准备】
多媒体课件
一、导入新课
［创设情景］先播放1964年10月16日我国成功爆炸第一颗原子弹的资料短片，然后教师简要结合国际形势“印巴核竞争”，指出“核力量”是一个国家国防实力的象征……继而“问题激疑”引入新课。
［问题激疑］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。
二、推进新课
1.原子的构成
［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］学生以小组为单位交流各自的想法。
［小组汇报］
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。……
［过渡］大家心目中的原子，是一个没有内部结构的圆球。但是，经过20世纪整整一个世纪的努力，科学家们不但打开了原子的大门，而且发现小小的原子内部结构复杂，构成原子的基本粒子已经发现了很多种，至今仍然在探索中。
［问题激疑］那么原子究竟具有一个什么样的结构呢？
［引导探究］教师播放flash动画：（动画部分内容：居于中心的一个运动着的“球体”，几个“微粒”围绕“球体”在运动）
［问题促思］通过观看“原子的动画模型”，你对“原子的结构”是否有了一个更新的认识呢？
［交流讨论］学生同组之间相互交流对“原子结构”的新看法。
学生1：原来原子不是一个实心球体，它是由更小的微粒构成的。
学生2：在原子内部一些小的微粒在围绕一个大微粒运动，但我们不知道这些微粒是什么？……
［呈现情景］那么这些微粒究竟是什么呢？人类对原子结构的认识是一部壮丽的史诗——汤姆生发现了原子中的电子，卢瑟福发现原子核……
［引导探究］及时用投影出示用“a粒子轰击金箔”的史料图片及文字说明，并提出新问题：你能试着对上述实验现象进行解释吗？
［交流讨论］
学生1：大多数a粒子能穿透金箔，说明a粒子没有受到阻挡，金原子内部有很大的空间。
学生2：一小部分粒子改变了原来的运动路径，甚至有极少数的a粒子反弹了回去，我们可以想象到a粒子碰到了坚硬的东西，原子内部可能有一个实心的核，就象我们家乡的杏子中有一个“核”一样。
……
［小结］大家猜测得很对！
（教师适时地点击动画中心的“球体”，出现了渐放的“原子核”字样，点击“微粒”出现了渐放的“电子”字样。）学生观看动画印证自己的猜想。
［引导探究］原子核是否和大家的猜想一样可能是一个实心的核呢？请大家看动画（点击“原子核”屏幕上出现了渐放的原子核结构示意图）。
［交流讨论］
学生1：原子核不是一个实心球，它也是由许多微粒构成的。
学生2：从图示上看，应该说它是由一些带正电的微粒和不带电的微粒构成。
［小结］通过刚才的探究，我们对原子的构成有了一个大致的印象，下面让我们来系统观看“原子结构”的动画，并试着用文字简述原子的构成。
［活动探究］通过刚才的学习，我们对原子的结构有了更新的认识，下面请同学们以小组为单位，阅读课本，你能从中获取哪些信息呢？
［交流讨论］
学生1：原子是由原子核和核外电子两个部分构成。
学生2：原子是由质子、中子、电子三种微粒构成的。
学生3：我认为应该加“一般”两个字。
学生4：在原子中质子数等于电子数，但不一定等于中子数。
学生5：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6：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，我的理由是……
2.核外电子的排布
［思考］（1）核外电子的排布特点
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”空间里高速运动。在具有多个电子的原子中，电子是如何运动的呢？
［课件展示］动画展示核外电子的分层运动
［学生阅读］请大家阅读课本“核外电子的排布”一段内容，总结核外电子运动的特点及排布特点。
［分析］由刚才的动画模拟可知：核外电子的运动有自己的特点，它不像行星绕太阳旋转有固定的轨道，但却有经常出现的区域。科学家把这些区域称为电子层。核外电子是在不同的电子层内运动的，人们又把这种现象叫做核外电子的分层排布。
现在发现元素原子核外电子最少的有1层，最多的有7层。最外层电子数最多不超过8个（只有1层的不超过2个）。电子排布时，总是最先排布在离核较近的能量较低的电子层里，然后再依据能量高低逐渐向外层排布。
（2）原子结构示意图
［过渡］为了简明、方便地表示出原子的结构及原子核外电子排布的特点，我们引入了原子结构示意图。
我们以氧元素为例介绍原子结构示意图的画法。
［小结］①圆圈和圆圈内的数字分别表示原子核和核内质子数；
②弧线表示电子层；③弧线上的数字表示该电子层上排布的电子数。
［练习］结合核外电子排布规律画镁原子、氯原子的结构示意图
［小结］核外电子排布规律：
（1）电子是分层排布的，第一层不超过2个电子，第二层不超过8个电子，……，最外层最多容纳8个电子（只有1层的不超过2个）。
（2）电子排布时依据电子层能量的高低，由里向外排布。
三、典例剖析例下列关于原子结构的叙述正确的是（ ）
A．一切原子的原子核都由质子和中子构成
B．在原子中，核电荷数一定等于质子数或核外电子数
C．原子核内质子数一定等于中子数
D．原子是不能再分的粒子
【解析】绝大多数原子的原子核都是由质子和中子构成，但不是一切原子的原子核里都有质子和中子，普通氢原子核内只有一个质子而没有中子，所以A、C错误；对于D来说，原子是化学变化中最小的微粒，在化学变化中确实不可以再分，但在其他变化（如核反应）中可以再分。在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数，所以整个原子不显电性。
【答案】B
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
五、课堂小结
［提问］ 通过今天的学习，你学到了哪些知识？
［小结］本节课我们重点学习了原子的构成、原子核外电子的排布，认识了原子的内部结构。现在我们知道，原子由原子核和电子构成，原子核又由质子和中子构成。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业.
课题2 原子的结构
第1课时 原子的构成与核外电子排布
1.原子的构成
（2）核电荷数=核内质子数=核外电子数
（3）不同种类的原子，其核内的质子数不同，核外的电子数也不同。
2.核外电子的排布
（1）核外电子的排布特点：分层排布，能量低，离核近，能量高，离核远
（2）原子结构示意图
（3）原子结构与元素种类及元素化学性质的关系元素种类及元素化学性质与原子的最外层上的电子数目关系最密切。
这一节内容比较抽象，难度较大。由于微观粒子看不见，摸不着，学生缺乏感性认识，教师在课堂上尽可能地运用图片、动画创设情景，通过形象的描绘、科学的推理、史料的佐证，加强教学的直观性，将原子的结构直观而形象地展示出来。在解决“原子构成”的问题中，教师采用了设想、讨论交流、动画启示来逐步完善思维过程的群体探究方式，使学生体验到探究发现的乐趣。整个设计注重对学生科学探究能力的培养。在教学中，教师运用了一系列的“问题情景”，通过引导学生观察、讨论、交流，培养学生的合作、探究意识，体会知识的产生与形成过程。
该课的最大特点是：学生自主活动较为充分，参与面广，气氛浓烈；教师充分挖掘教学内容，注重现有教学资料的整合与利用，使课堂结构与信息输入更加生动活泼而富有吸引力；教师充分发挥了引导者、组织者的作用，始终随学生的思维起伏，特别是在学生群体思维停滞之处，充分利用图表、史料、动画模型，变抽象为具体，变微观为宏观，让学生反思悟法，体会知识的产生与发展过程，使学生在探究过程中，学到了技能，获取了知识，锤炼了思维，张扬了个性。
第2课时 离子与相对原子质量
【教学目标】
1.知识目标
（1）了解离子的形成，初步认识离子是构成物质的一种粒子。
（2）初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。
（3）了解原子结构示意图的含义及原子最外层电子数与元素性质的关系。
2.能力目标
（1）通过想象、猜想——探索证明——归纳原子核外电子的排布。
（2）观察1—18号元素的原子结构示意图，归纳原子最外层电子数与元素性质的关系。
（3）探究分析NaCl的形成过程，了解离子的形成，初步认识离子是构成物质的一种粒子。
3.素养目标
（1）逐步培养学生的微观想象能力和推导思维的方法。
（2）唤起学生对科学的好奇与向往。
【教学重点】
1.离子的形成过程。
2.相对原子质量的意义。
【教学难点】
1.核外电子运动的特点，离子的形成过程，初步认识离子是构成物质的一种粒子。
2.相对原子质量概念的形成。
【教学准备】
多媒体课件
一、导入新课
［复习］原子是如何构成的？
［引入］我们已经知道，原子是由原子核和核外电子构成的。原子核的体积仅占原子体积的几千亿分之一，相对来讲，原子核外空间很大，电子在这个空间里作高速运动。那么，电子的运动有什么规律呢？这就是这节课研究的重点。
二、推进新课
1.离子的形成
［阅读］请学生阅读课本P55“离子的形成”一段内容，同时思考问题。
（1）什么叫离子？什么叫阳离子和阴离子？
（2）如何来表示离子的符号呢？
（3）讲述NaCl的形成过程。
（4）离子与原子有什么区别与联系？
［学生阅读，思考并讨论交流］
［回答］问题（1）带电荷的原子或原子团。带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。
［补充］在化学反应中，由于金属元素最外层电子数少于4，容易失去电子，而非金属元素最外层电子数多于4，容易得到电子，从而使参加反应的原子带上电荷。失去电子带的是正电荷，得到电子带的是负电荷，原子失去几个电子就带几个单位的正电荷，得到几个电子就带几个单位的正电荷。
［回答］问题（2）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；3SO2-4表示3个带两个单位负电荷的硫酸根离子。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，离子带1个单位的正电荷或1个单位的负电荷时，“1”省略不写。
如：①阳离子：Na+，Mg2+，Al3+，NH4+等；
②阴离子：Cl-，SO42-等。
③3个硫酸根离子：3SO42-；两个镁离子：2Mg2+。
［回答］问题（3）：钠与氯气反应时，钠原子的最外层只有1个电子容易失去，形成带1个单位正电荷的钠离子（表示为Na＋）；氯原子的最外层有7个电子，容易得到1个电子形成稳定结构，成为带1个单位负电荷的氯离子（即Cl-），Na＋与Cl-由静电作用结合成不带电性的化合物氯化钠NaCl。像这种由于阴阳离子互相结合而形成的化合物还有很多
［课件展示］ 动画演示钠与氯气反应生成氯化钠的形成过程。
［回答］问题（4）：原子、离子的区别和联系
［提问］原子、分子、离子都是构成物质的粒子，你知道哪些物质是由原子构成的？哪些物质是由分子构成的？哪些物质是由离子构成的？请举例说明。
［学生举例回答］
［小结］①一般来说金属和固态非金属还有稀有气体都是由原子直接构成的。如：铜、铁等。
②大部分物质是由分子构成的。如水、氢气、氧气等。
③一种金属与一种非金属互相作用形成的化合物是由离子构成的，如氯化钠、硫化钾等。
［课件展示］展示下列练习：
下面的物质中，哪些是由分子构成的？哪些是由原子构成的？哪些是由离子构成的？
①Ne ②S ③KCl ④Al ⑤N2 ⑥Fe ⑦CO2 ⑧MgS ⑨Cu ⑩Ar
⑪SO2 ⑫P
［答案］①②④⑥⑨⑩由原子构成
⑤⑦由分子构成
③⑧由离子构成
（5）物质的构成
②大部分物质由分子构成。
③离子化合物由离子构成。
［讨论］ （6）元素、分子、原子、离子、物质间有何种关系。
［归纳］
2.相对原子质量
［提出问题］出示三种原子的质量测定值
1个碳原子：1.977×10-26kg
1个氢原子：1.67×10-27kg
1个氧原子：2.657×10-26kg
用这样小的数量来表示原子的质量很不方便，能不能用一种好写、好记、好用、化繁为简的方法来表示原子质量呢？
［讨论交流］以小组为单位，设想解决问题的方法。
［诱思］会计记帐通常用“万元”作单元，例如5万元记作“5”，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］
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……
师：同学们说得很好，这种处理问题的方法，高中化学还会遇到，比如学习“摩尔”、“量”等就是这样。今天你领悟了这种思想方法，对今后的学习和工作都会有帮助。
［课件展示］“相对原子质量”的定义。
［提出问题］上面所说的碳原子，指的是核内有6个质子和6个中子的碳原子，它的质量为1．993×10-26kg，其1/12是1．993×10-26kg×1/12≈1．66×10-27kg，下面请同学们按组分别具体计算一下氢、氧、铁三种原子的相对原子质量。（可以请三个学生到黑板上板演）
［学生演练］学生通过计算，得出氢、氧、铁三种原子的相对原子质量分别是1、16、56。
［阅读感知］相对原子质量是通过艰难的测定过程计算出来的，我国科学院院士张青莲教授为测定相对原子质量做出卓越的贡献。大家阅读课本资料，了解有关张青莲教授的事迹。
［讲解］经过这样的计算得到的数据都比较简单，便于书写、记忆和计算。由于元素的相对原子质量已经被全部测定出来，所以在平时做题过程中，并不需要再计算，只需要查阅书后的元素周期表即可。现在看谁又快又准地把课本表4-2中的五种原子的相对原子质量查出。
［学生查表］氢—1 碳—12 氧—16 钠—23 氯—35.5 铁—56
［引导探究］同学们观察表中数字看相对原子质量与质子数、中子数、电子数的关系？
［讨论交流］思考、讨论。质子数＋中子数 ＝ 相对原子质量
［教师小结］（1）相对原子质量不是原子的真实质量，是一个比值，它的SI单位是一，符号是1（单位1，一般不写出）。
（2）因为跟质子、中子比电子质量很小，所以，原子的质量主要集中在原子核上。质子和中子的质量跟相对原子质量标准相比较，均约等于1。相对原子质量约等于质子数加中子数。
三、典例剖析
例1下面是五种粒子的结构示意图：
（1）属于原子的是 。
（2）属于阳离子的是 。
（3）电子层结构相同的是 。
【解析】在原子中核电荷数与核外电子数相等，阳离子中核电荷数大于核外电子数，阴离子中核电荷数小于核外电子数；电子层结构相同包括电子层数相同，各层容纳的电子数也相同。
【答案】（1）ACD （2）E （3）BE
例2 关于相对原子质量的叙述：①相对原子质量就是一个原子的质量；②相对原子质量是一个碳原子质量的1/12；③相对原子质量是原子的相对质量，是一个比值；④相对原子质量的单位是“千克”；⑤相对原子质量的近似值为质子数和中子数之和；⑥一般化学计算常采用相对原子质量的近似值。其中正确的是（ ）
A．①②③ B．①③④ C．③④⑤ D．③⑤⑥
【解析】相对原子质量不是一个原子的实际质量，是该原子的实际质量与一个碳原子质量的1/12的比值；相对原子质量的单位为1，不是千克；由于电子的质量很小可以忽略不计，质子和中子的质量大致相等，跟相对原子质量标准相比均约等于1，所以相对原子质量约等于质子数和中子数之和；精确的相对原子质量的有效数字可高达八位，一般的化学计算多采用它的近似值。
【答案】D
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分.
五、课堂小结
［提问］ 1.通过今天的学习，你有哪些收获？
2.针对本节课的学习，你还有哪些疑问？
［小结］通过本节的学习，我们知道了离子也是构成物质的一种粒子，离子化合物是由离子构成的。我们还知道了元素的性质与原子核外电子的排布，特别是最外层上的电子数目有密切的关系，所以我们判断一种元素是金属元素、非金属元素还是稀有气体元素，是易得电子、易失电子还是具有稳定结构时，只要看其核外电子排布，观察其最外层上的电子数目即可。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业.
课题2 原子的结构