第3节 原子结构的模型.doc

第3节 原子结构的模型1.原子结构模型的建立与修正(第1课时)“原子核式结构发现”的课堂教学中，尝试用“特殊一般”的归纳式教学法进行课堂教学。充分利用“角色效应”，让每一位学生都扮演小科学家，在假想让时光倒退100年的前提下，一起作原子世界的科学探索，努力使学生体验成功的喜悦，收到了良好的教学效果。教学目标 （l）了解a粒子散射实验和卢瑟福的原子核式结构。 （2）结合教学内容，进行科学思维方法的教育，培养学生的创造意识。教学重点 a粒子散射实验原理及原子核式结构的建立。教学方法 探究式教学，师生共同讨论教具准备 高亮度液晶投影仪、实物展示台、多媒体、鸡蛋1只、盛水烧杯1只教学过程一、新课引入 出示一只鸡蛋并设问：假如你以前从来没有吃过鸡蛋，甚至没有见过鸡蛋，你想知道蛋壳里面是什么，有什么办法吗？ 学生们异口同声地回答：把它打碎！ 又问：如果你不想打破它但又想知道这里面是什么，有什么办法呢？ 学生议论，提出实验方案：透视、摇晃、称量等等 演示实验：将鸡蛋放入清水中。 实验现象：这只鸡蛋漂浮在水面上 学生讨论：提出各种各样的猜想、假设 演示实验：得出鸡蛋里面是空的 归纳得出：科学家进行科学探索时常用的思维方法：即观察物理现象建立理想模型理论实验验证。 （注1：用1只鸡蛋作为课题的引入，一是寓意原子的核式结构；二是激活学生的思维。学生们对第一个问题会不介意，对第二个问题觉得有点棘手。但为了能展现他们的聪明才智，个个开动脑筋争先恐后地发言。当他们看到鸡蛋漂浮在水面上时，他们感到惊讶，又开始了新一轮的猜测，此时教学气氛十分活跃。创设具有感染力的物理情境，能激活课堂教学气氛，有效地调动学生的学习热情；第三是让学生体会科学探索的方法。）二、新课教学 （l）电子的发现 简单介绍汤姆生发现电子的过程。 提问：不同物质都能发射电子，这说明了什么？电子的发现有何意义？ 让学生讨论并回答。 （2）汤姆生原子模型 根据原子是电中性的、电子是带负电的事实，让学生讨论、猜测原子的结构投影展示学生提出的原子结构方案，并介绍汤姆生原子模型。 课件演示：汤姆生原子模型（如图1所示，说明：球体表示带正电荷的物质，黑色球形小粒子表示电子）。 原子是球体； 正电荷均匀分布在整个球内； 电子却像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里面。 （3）a粒子散射实验 介绍英国物理学家卢瑟福，用a粒子来探测原子结构 介绍a粒子散射实验装置；课件演示a粒子散射实验现象。现象： 绝大部分a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进；少数a粒子却发生了较大的偏转；极少数。粒子偏转角超过90度，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180度。 让学生进一步讨论、猜测原子的结构，投影展示学生提出的原子结构方案 （注3：根据已有现象作进一步的猜测，让学生体会科学家在探索未知世界时所遇到的重重困难。学会分析研究，大胆设想。） （4）卢瑟福的原子核式结构学说 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。 课件演示：原子的核式结构（如图4所示，说明：中心黑色的大粒子表示原子核，黑色的小粒子表示高速运动着的电子，曲线是其运动轨道） （5）原子核的电荷和大小 原子核带正电，由a粒子散射实验可以测得所带的正电荷的量。 原子核大小：原子核半径是原子半径的万分之一，其体积是原子体积的万亿分之一，集中了几乎全部的质量，密度约为1016kgm3。 形象比喻：若把电子运动的范围比做一个大型的运动场的话,那么原子核就象在运动场内的一粒芝麻. （6）介绍卢瑟福生平事迹 根据课前的布置，要求收集有关卢瑟福的资料，让学生代表上讲台介绍卢瑟福生平事迹（本文略），并展示画面。 （注4：以物理学家们的成长历程、卓越贡献为素材，让学生们多了解物理学家的高尚的人格、拼搏进取的精神和取得的科学成就，从中获得成功启示和力量，增强学生的情感迁移，促使学生自觉地把科学伟人作为自己的学习楷模，发奋学好物理这门学科。学生根据教师的指导，课外自己去收集卢瑟福的业绩，在课上互为补充热烈发言。）思考：学习了原子的核式结构模型，已知氦原子核外有2个电子，你能建立一个氦原子的模型吗？（用图表示）典型例题分析： 下列关于原子的叙述正确的是（ ）A构成一切物质粒子 B.用化学方法不能再分的粒子C保持物质化学性质的粒子 D.原子可以构成分子分析：物质可能由分子、原子或离子构成，原子不是构成一切物质的粒子；物质由哪种粒子保持其化学性质，关键是看该物质是由哪种粒子构成，由分子构成的，保持该物质化学性质的最小粒子就是分子，由原子构成的，保持该物质化学性质的最小粒子就是原子。故选B、D。巩固拓展：（当堂练）第一课时1、提出近代原子学说的科学家是 ，发现原子里有电子的科学家是 。2、原子是 中的最小微粒，原子是由居于原子中心的带 电的 和核外带 电的电子构成的。3、原子和分子的根本区别在于（ ）（答案：B）A质量不同 B.在化学变化中是否可分C分子能直接构成物质，原子不能 D.分子能保持原物质的化学性质，原子不能 4、化学变化中的最小微粒是（ ），在化学变化中可分的微粒是（ ）。（答案：A、B）A原子 B.分子 C.电子 D.原子核5、下列叙述正确的是（ ）（答案：B、C）A原子都是由原子核和电子构成的 B原子和分子都是构成物质的一种粒子，它们都是在不停地运动的C原子既可以构成分子，也可以构成物质D物质在发生物理变化时，分子发生了变化，在发生化学变化时，原子发生了变化2.揭开原子核的秘密(第二课时)教学目标 1.复习卢瑟福的原子模型，使学生掌握组成原子的几种基本微粒; 2.使学生了解原子核内各种微粒的电性; 3.了解原子核内各种微粒之间的数量关系; 4.培养学生的空间想象能力、抽象思维能力、科学的分析推理能力及对所学知识的应用能力。教学重点 组成原子核的几种微粒 教学难点 组成原子核的各种微粒之间的联系教学方法 启发、诱导、设问、激疑、形象比喻、讨论、练习、讲述教学用具 投影仪、胶片、画面一样的音乐贺卡和普通贺卡、铁锁、电脑教学过程一、新课引入教师举起两张外表一样的生日贺卡师同学们，我这儿有两张生日贺卡，现在我把它们打开，请大家说出它们最明显的不同点在哪里？教师打开贺卡生一个会响，一个不会响。师如果你想要知道这张音乐贺卡为什么会发出美妙动听的声音，你首先想要做的是什么？生拆开看看！师对！也就是说首先要了解它的结构。我们知道，一种物质之所以区别于另一种物质，是由于它们具有不同的性质。而它们的性质又决定于它们各自的结构。因此，我们很有必要掌握有关物质结构的知识。二、新课讲授 卢瑟福的原子核式结构学说在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。 由于原子核很小，又带正电荷，因此要认识原子核的结构就更加困难了。科学家根据卢瑟福的经验依然采用高能量的粒子撞击的方法去研究原子核的组成。（用高能量的粒子撞击、打碎核的方法是研究微观粒子结构的一种科学方法。）介绍原子核的结构投影展示表 构成原子的粒子及其性质构成原子的粒子电子质子中子电性和电量1个电子带1个单位负电荷1个质子带1个单位正电荷不显电性质量/kg9.10910311.67310271.6751027相对质量1/1836（电子与质子质量之比）1.0071.008师通过上表我们知道，构成原子的粒子中，中子不显电性，质子带正电，电子带负电。 我这儿有一把铁锁，（举起铁锁）接触它是否会有触电的感觉？生不会。问题探究金属均由原子构成，而原子中又含有带电粒子，那它为什么不显电性呢？生可能是正负电荷互相抵消的缘故吧！师对，因为原子内部，质子所带正电荷和电子所带负电荷电量相等、电性相反，因此原子作为一个整体不显电性。从原子的结构我们可知，原子核带正电，它所带的电荷数核电荷数决定于核内质子数，我们用Z来表示核电荷数，便有如下关系：板书核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数。师下面，我们再来深入了解一下原子核与原子的关系。问谁能形象地比喻一下原子核和原子的体积的相对大小？ 确切地讲，原子核的体积只占原子体积的几千万亿分之一。原子核虽小，但并不简单，它是由质子和中子两种粒子构成的，几乎集中了原子的所有质量，且其密度很大。投影练习粒子符号核电荷数质子数中子数核外电子数氧原子88铝原子-2713钠原子-2311铜原子-6329氢原子-11问题探究是不是任何原子核都是由质子和中子构成的？生不是，如上述练习中氢原子，核内无中子，仅有一个质子。讲述：科学家们又对质子和中子的构成进行了研究，发现质子和中子都是由更小的基本粒子-夸克构成。夸克现在已是科学家们研究的一个热点。三、小结 质子数=核外电子数=核电荷数典型例题分析：(该题由精讲精练第7页“范例”改编而成)阅读课本第14页的表格，通过此表，可总结出“在原子了质子数等于电子数”，还能总结出：（1） （2）（3）巩固拓展：第二课时1、氧原子的中心有一个带8个单位正电荷的 ，核外有8个 作高速运动。科学实验证明，每个 带一个单位的正电荷， 不带电，可见氧原子上所带的8个单位正电荷数（即核电荷数），就是核内 的数目。2、填表：该题由励耘精品系列丛书科学精讲精练八年级（下）（浙江教育出版社出版）第8页第8题改编而成粒子符号核电荷数质子数中子数核外电子数铁原子3026钠原子1112氧原子88103、原子核是由 （ ）A电子和质子构成B质子和中子构成C电子和中子构成D质子、中子和电子构成4、在原子里质子数等于 （ ）A中子数 B电子数 C中子数和电子数之和 5、在分子、原子、原子核、质子、中子、电子等粒子中，找出符合下列条件的粒子填空：该题由励耘精品系列丛书科学精讲精练八年级（下）（浙江教育出版社出版）第7页第5题改编而成（1）能保持物质化学性质的是 ；（2）化学变化中的最小粒子是 ；（3）带正电荷的是 ；（4）带负电荷的是 ；（5）不显电性的是 ；（6）在同一原子中数目相等的是 ；（7）普通氢原子中不含有的是 3.原子的“孪生兄弟”-同位素(第3课时)带电的原子-离子教学目标 1、 了解同位素的概念和结构特点； 2、 了解同位素在实际生活中的用途； 3、 知道物质也可以由离子构成，认识离子微粒大小的数量级； 4、 体会科学理论是不断发展完善的。教学重点构成同位素的粒子的数量关系教学难点离子的概念和形成教学准备投影片、钠、氯气、表面皿教学过程一、引入新课复习引入 质子数=荷外电子数=荷电荷数二、新课讲授1、同位素的概念给出投影片观察：A原子核中有 个质子，有 个中子；B原子核中有 个质子，有 个中子；C原子核中有 个质子，有 个中子。启发：A、B、C三个原子核都有8个质子，但中子数不同，他们之间有什么关系吗？讲述：A、B、C三个原子核的质子数相同，我们把质子数相同的同一类原子总称元素。如氧元素就是所有氧原子的总称。我们同时可以看到虽然质子数相同但是原子的中子也可以不同。我们把原子核内质子数相同、中子数不同的同类原子统称为同位素原子。例如原子核内含8个质子，即核电荷数为8的所有原子（不管中子数多少）都是氧原子，都是氧的同位素原子。提问： 上面的A、B、C三种同位素原子其核外电子是多少？上面的A、B、C三种同位素原子其核外电子是多少？ 举例： 氕 含1个质子，不含中子 氢的三种同位素 氘 含1个质子，含1个中子 氚 含1个质子，含2个中子 为了区分元素的同位素原子，我们采用如下的表示方法： 氕 1H 氘 2H 氚 3H2、同位素的用途 医学上同位素用于治疗疾病 用于鉴定古董 用于杀菌用于测定年代3、离子 演示实验：（教材图1-26钠在氯气中的燃烧） 现象：钠在氯气中剧烈燃烧，生成一种白色的固体物质。 讨论：钠和氯气这两种物质是如何经过反应而生成另一种物质的？ 讲述： 离子也是构成物质的一种微粒，但是离子并不是都只由一种元素组成，也可以由多种原子合在一起而组成。例如硫酸根离子等。三、小结典型例题：（该题由励耘精品系列丛书精讲精练八年级（下）第8页第8题改编而成）粒子名称核内质子数核外电子数粒子所带电荷氕原子氚原子氯离子18铝原子13巩固拓展：第三课时1、写出氢的三种同位素原子 、 、 。2、氯原子和氯离子属于（ ）该题由励耘精品系列丛书科学精讲精练八年级（下）（浙江教育出版社出版）第8页第8题改编而成（答案：D）A同一种物质B同一种分子C同一种原子D同一种元素3、某粒子核外有18个电子，核内有16个质子和16个中子，该粒子是（ ）（答案：D）A