化学必修一第三单元 人类对原子结构的认识教案

　1.3.1原子结构模型的演变

学习目标

知识技能：

对原子结构有个基本的认识。

过程方法：

采用学生自主讨论的方法，多创设情景让学生自主学习、自主得出结论。多考虑利用多媒体手段给学生提供丰富多样的素材，深入浅出地向学生介绍科学家对原子结构的最新认识成果。

情感态度：

从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，并培养学生对科学探索的热爱。

教学准备　多媒体课件

教学过程

情景设计

1.化学家已经发现和创造了2000多万种化学物质，这么多的化学物质是由什么微粒构成的？请同学们观察教材图1-24，分析金属铜、氯化钠、水是由什么微粒构成的。

2.原子，是大家非常熟悉的一个名词，但人类对原子的认识和探索已经历了2500多年的漫长历史。直到20世纪80年代科学家用扫描隧道显微镜观察到物体表面的原子，才对原子结构有了进一步的认识。

展示图片：

图1 原硅晶体

图2  用隧道扫描显微镜观测到的硅晶体表面

图3 氦原子结构示意图

引入新课：

问“原子是大家非常熟悉的一个名词，你有没有思考过下列问题？”

⑴原子到底是一个什么“东西”？

⑵科学家眼里的原子是怎样的？

⑶科学家是怎样探索原子结构的？原子结构模型的演变经历了哪几个阶段？各阶段对原子结构的认识各有什么样的特点？

教师引导：

欲了解这些内容，请同学们自学教材内容。

交流讨论：（师生一起）

整理归纳：

一、原子结构模型的演变

【学生阅读教材，试着总结填写】

⒈德谟克利特的古代原子学说。

古希腊哲学家德谟克利特是          奠基人，他认为          是构成物质的微粒。                                        是万物变化的根本原因。

⒉道尔顿的近代原子学说。

英国科学家          是          的创始人。他认为物质都是由          构成的，原子是不可分割的          ，同种原子的质量和性质都          。

⒊汤姆生的“西瓜式”原子结构模型。

英国科学家          发现了电子，他认为                    ，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子。          的发现使人们认识到原子是可以再分的。

⒋卢瑟福的带核原子结构模型。

物理学家卢瑟福根据α-粒子散射现象，指出原子是由          和          构成的，          带正电荷，位于          ，它几乎集中了原子的全部质量，          带负电荷，在原子核周围空间作高速运动，就像行星环绕太阳运转一样。

⒌玻尔的轨道原子结构模型。

丹麦物理学家指出；电子在原子核外空间内一定          上绕核作高速运动。

⒍电子云模型（现代原子结构学说）。

现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提出用量子力学的方法          描述核外电子运动。

问题解决：

问题：从原子结构模型的演变我们得到的启迪是什么？

二、原子核外电子排布

指出原子核外电子运动区域与电子能量的关系：

电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动 ，把原子核外分成七个运动区域，又叫电子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7…表示，分别称为K、L、M、N、O、P、Q…，n值越大，说明电子离核越远，能量也就越高。

核外电子分层运动，又叫电子分层排布。

设问：每个电子层最多可以排布多少个电子呢？通过比较，发现规律：

①  最外层最多只能容纳8个电子（氦原子是2个）；

②  次外层最多只能容纳18个电子；

③  倒数第三层最多只能容纳32个电子；

④  每个电子层最多只能容纳2n2电子。

另外，①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里；

②各电子层所能容纳的电子数必须服从于其所在的位置。

交流讨论：

⒈原子核外电子是         排布的

⒉金属元素的原子最外层一般         个电子，在化学反应中易          电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阳离子（稳定结构）。

⒊非金属元素的原子最外层一般         个电子，在化学反应中易          电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阴离子（稳定结构）。

⒋化学反应中，原子核不发生变化，但原子的          发生变化，元素的化学性质主要决定于原子结构中的          。

信息博览：

新华网3月27日电 日本奈良尖端科技研究生院的大门宽教授应用“圆偏振光光电子衍射原理”开发成功立体显微镜，能够把原子的排列结构扩大100亿倍，从而使人得以对微观世界的物质进行立体性的观测和摄影。

　　据这位科学家提供的资料说，使用这种新型显微镜对钨的晶体进行的观测，发现了由4个原子构成的边长为2.74埃(1米的百亿分之一)的菱形结构。

　　他说，这是在世界上第一次对物质的原子结构进行高倍率的观测，它的观测倍率要比现有最高水平的电子显微镜提高大约200倍，今后在开发超导物质等新功能材料及解析催化剂的反应机制等应用物理和化学领域将会发挥重要作用。

课堂训练

道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用，他的学说中，包含有下述三个论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代的观点看，你认为这三个论点中，不确切的……………………………（   ）

A只有 ③                   B只有①③

C只有②③                  D有①②③

实践巩固

⒈金属单质Na、Mg能分别与非金属单质O2、Cl2反应生成氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯化物的化学式。

⒉根据Na、Mg、O、Cl原子在反应中失去或得到电子的数目和该原子的最外层电子数目，推断其氧化物和氯化物中元素的化合价，将结果填入下表：

一些元素的原子得失电子的情况