打开原子世界的大门.doc

高一化学第一学期第一章教案第一章 打开原子世界的大门本章概述： 本章意图在教材中充分展示科学概念和原理的演变与发展，让学生知道关于原子结构的知识和理论是怎样得来的，体现知识结论与学习过程同样重要。加强学生科学态度和科学方法的教育，追求教育目标的多元化，促使学生学术潜力和非学术潜力的全域发展，以符合课改的要求。本章的教学目标有：（1）学科知识技能目标，包括原子结构的基础知识，李子结构和带电状况。（2）科学态度和科学方法目标，包括科学家为探索原子结构奥秘迈过的艰辛征程和付出的努力，体会科学家的踏实创新的科学精神以及对人类科技发展和社会进步做出的重大作用。（3）能力目标，包括能运用原子结构，离子，同位素和元素放射性及其半衰期等科学概念理解和分析一些简单的与化学有关的科学，社会，生活问题。能进行有关元素的平均相对原子质量的简单计算。第一节 从葡萄干的面包模型到原子结构的行星模型教学目标：（1） 了解原子结构发现的过程及相关实验，明白它对近代化学发展的影响。（2） 通过感性地体验科学家探索的过程，形成学生对科学的兴趣与热情，培养求真，求实的科学态度，增强社会责任感。教学重难点：科学实验对原子结构发现的作用。学生发现问题能力的培养。教学方法：模拟情景教学模式。引言：化学的萌芽到化学作为一门科学的确立，转折点在“原子论”的提出。学生活动：让学生自由讨论，简单了解化学的发展史。情景一：出示一只粉笔。教师提问（设问：对这一物体，你在思考些什么？）学生自由回答，结果分类汇总。教师介绍古代原子学说（西方和中国古代哲学家提出的观点）以及夭折的经过。思考分析古代原子学说无法确立的原因。情景二：道尔顿的气体实验（两种气体能均匀混合） 微观世界的气体的微小微粒的运动导致气体的相互混合。学生思考：为什么气体能过均匀混合，这一现象对“原子存在”事实的启迪。学生讨论交流，得出可能的推测。教师活动：介绍道尔顿“原子学说”的主要内容情景三：凭借你已有的知识，分析道尔顿的“原子学说”存在错误吗？例题：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）原子是不能再分的粒子（2）同种元素的原子的各种性质和质量都相等（3）原子是微小的实心球体。从现代原子理论的观点看，你认为这三个观点中不确切的（ D ）A 只有3 B 只有1 3 C 只有 2 3 D 1 2 3 学生讨论分析：指出“原子学说”的不足。情景深化：科学是怎样发现这些不足的呢？阅读：从“X-射线到元素反射性的发现“，讨论得出”原子可以再分为带正电的粒子和带负电的电子“的结论。教师讲述：最早发现电子的科学家是英国科学家汤姆生。例题：19世纪末，科学家们开始了揭示原子内部秘密的研究，最早发现电子的科学家（ ）意大利物理学家阿伏加德罗：提出分子概念的科学家法国化学家拉瓦锡：提出近代原子学说的科学家英国科学家汤姆生：提出发现了电子英国科学家达尔顿：是第一个测定分子成分的科学家设问：那么原子的结构到底是怎样的我们在下节课共同讨论。呈现方式：演讲文稿或网页。（第二课时）教学目标：（1） 了解原子结果模型的确立过程（2） 通过对原子结构发现过程所涉及的方法理性分析，了解科学探索的一般过程和科学方法。（3） 学习体验从“个别到一般“的探究方法，提高学习与研究的相关策略。教学重难点：原子结构模型的形成。通过对待特例“原子结构的发现”理性分析，提炼科学探索的一般过程和方法。教学方法：自主发现探究学习模式教学过程：教师讲述：上节课我们已经发现，原子是由带正电的粒子与带负电的电子组成的，那它们是怎样分布的呢？学生讨论并且大胆猜测呈现：汤姆生葡萄干的面包模型图，分析其合理成分。情景一：粒子轰击金箔设问：怎么想到用粒子去轰击？共同讨论回答。情景深化：轰击时发生了什么现象？这些现象说明了什么？结论：展示原子结构行星模型结论：古代原子学说观察，猜测 （大量实验，事实，推测） 道尔顿原子论结论 （电子与放射性现象的发现，实验修正） 原子可分结论 （粒子轰击金箔）原子结构模型结论资料内容：自从有了人类，化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火，用火烧煮食物，烧制陶器，冶炼青铜器和铁器，都是化学技术的应用。正是这些应用，极大地促进了当时社会生产力的发展，成为人类进步的标志。今天，化学作为一门基础学科，在科学技术和社会生活的方方面面正起看越来越大的作用。化学史大致分为：远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金木士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富责的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书藉，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书耕，第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy，即炼金术。chemist至今还保留昔两个相关的含义：化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。定量化学时期，即近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。科学相互渗透时期，即现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到了逐步的解决。人物介绍：墨子：墨子（约前480-前400年），是春秋末战国初时期的思想家、学者，墨家学派的创始人。本名翟，鲁国人，有的说是宋国人。 墨子平民出身，是小工业者。他精通手工技艺，可与当时的巧匠鲁班想比。他自称是鄙人，被人称为布衣之士和贱人。汉朝的王充甚至说，孔子和墨子的祖先都是粗鄙之人。墨子曾做宋国大夫，自诩说上无君上之事，下无耕农之难，是一个同情农与工肆之人的士人。墨子曾经从师于儒者，学习孔子之术，称道尧舜大禹，学习诗、书、春秋等儒家典籍。但后来逐渐对儒家的烦琐礼乐感到厌烦，最终舍掉了儒学，形成自己的墨家学派。 德谟克利特：古希腊哲学家，原子唯物论的创立者德谟克利特(Democritus)出生于色斯雷的海滨城市阿布德拉。在宇宙原子论的发展方面占有重要地位的希腊自然哲学家。道尔顿：1803年9月6日，道尔顿在他笔记中写下了原子论的要点： （一） 原子是组成化学元素的、非常微小的、不可在分割的物质微粒。在化学反应中原子保持其本来的性质。 （二） 同一种元素的所有原子的质量以及其他性质完全相同。不同元素的原子具有不同的质量以及其他性质。原子的质量是每一种元素的原子的最根本特征。 （三） 有简单数值比的元素的原子结合时，原子之间就发生化学反应而生成化合物。化合物的原子称为复杂原子。 （四） 一种元素的原子与另一种元素的原子化合时，他们之间成简单的数值比。 汤姆生：约瑟夫约翰汤姆生(JosephJohnThomson)1856年12月18日生于英国曼彻斯特郊区，父亲是苏格兰人，以卖书为业。汤姆生14岁进曼彻斯特欧文学院学习工程。1876年入剑桥大学三一学院，毕业后，进入卡文迪许实验室，在瑞利指导下进行电磁场理论的实验研究工作。1884年，年仅28岁便当选为皇家学会会员。同年末，又继瑞利之后担任卡文迪许实验室教授。当时，关于阴极射线的研究，有两派学说，一派是克鲁克斯、佩兰等人的微粒说，认为阴极射线是带负电的“分子流”；另一派是哥德斯坦、赫兹等人的波动说，认为阴极射线是一种电磁波。汤姆生用旋转镜法测量了阴极射线的速度，否定了阴极射线是电磁波。他又通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，得出了阴极射线是带负电的粒子流的结论。他进一步测定了这种粒子的比荷，与当时已知的电解中生成的氢离子的荷质比相比较，他假定阴极射线的电荷与氢离子的电荷相等而符号相反，从而得出阴极射线粒子的质量约为氢原子的千分之一。他还给放电管中充入各种气体进行试验，发现其荷质比跟管中气体的种类无关。他又用铅和铁分别作电极，其结果也不改变。由此他得出结论，这种粒子必定是所有物质的共同组成成分。汤姆生把这种粒子叫做“电子”。1897年汤姆生的发现，使人类认识了第一个基本粒子，这在物理学史上是有划时代意义的。教学后记：本节对于学生来讲，不是知识点的灌输，而在于通过探究科学家在研究原子结构的过程中，所付出的努力和艰辛，明白对于未知世界的探索是充满神秘和漫长的道路的，旨在给学生一种思想方法，是一种放之四海皆准的真理。练习： 第二节 同位素和相对原子质量教学目标：1. 理解同位素的概念，进一步掌握原子的构成。2. 能根据元素中各同位素的原子百分含量，计算元素的平均相对原子质量。3. 理解C-14在考古断代中的应用。4. 学习物质的量概念，学会物质的量，物质的质量和微粒数三者之间的简单换算。情感目标：通过学习同位素在考古断代中的应用，了解我国的考古文化。知识讲解：一 同位素思考1：我们是如何知道文物年代的？学生讨论思考2：查阅资料，说出碳的两种不同原子之间是什么关系？探究：同位素是怎样发现的？提出问题：卢瑟福发现元素具有三种辐射，辐射以后变成了什么元素？这些元素性质如何？实验事实：有些元素质量相同，而化学性质不同；有些元素的质量不同，化学性质却相同。同位素概念的提出：1913年，英国科学家索第提出了同位素的概念。思考3：为什么同位素的化学性质相同，质量却不同？推测：化学性质相同，表明他们的结构相同。元素的化学性质是由原子的核外电子排布所决定的。化学性质相同，一定时原子核外电子排布相同。结论：同位素具有相同的质子数，不同的中子数。思考4：查阅资料，同位素有什么特点？结论：1.各同位素原子的化学性质完全相同，但它们的相对原子质量一定不同。2天然存在的各同位素原子，他们所占的原子百分数是保持不变的。思考5：同位素的应用十分广泛，用的较普遍的有什么方面？探测金属器件缺陷，粮食育种，保存食物，医疗疾病，研究化学反应机理等二 原子核的组成探究1：从同位素的概念思索，原子核有怎样的组成？讲述：两种同位素的质量不同，但电子数和质子数相同，由于只有电子实在原子核外运动的，则构成原子核的微粒除质子外，还一定存在另一种微粒（这种微粒称为中子）结论：原子核由质子和中子组成。探究2：质子和中子的质量哪个大？结论：中子不带电，质量与质子的质量几乎相等。质量数的概念：质子的相对质量（取正整数）和中子的相对质量（取正整数）之和。 质量数=质子数+中子数 思考：通过以上讨论和总结，你对原子有什么认识？1.原子不显电性。 2.原子的质量都集中在原子核上。补充内容：1元素符号的表示方法。 2.相对原子质量的概念（同位素的相对原子质量和元素的平均相对原子质量的区别） 3.平均值法的应用例题 天然氯元素有两种同位素Cl-35和Cl-37，其元素的平均相对原子质量为35.46,试求各同位素的个数百分数三 一个原子的质量的研究思考：从曹冲称象，你得到什么启示？四C-14在考古断代中的应用1.测定文物的原理2.半衰期3.年代的计算方法 c1=c0(1/2)x c1 表示文物中的C-14的浓度， c0 表示大气中的C-14浓度，x表示半衰期的个数讨论1.自然界中有112种元素，是否就是有112种原子？2是否所有的元素有同位素存在？补充内容：有关物质的量的概念教学后记：该课时向学生介绍原子核的组成的发现过程，内容对于学生来说较易理解。练习：第二节 揭开原子核外电子运动的面纱知识目标：1.能用原子结构示意图和电子式表示1-20号元素的原子核简单李子的核外电子排布。2.进一步体会核外电子排布规律，理解电子重视优先进入能量较低的电子层中。3.能从离子的广泛应用中巩固离子的概念。掌握离子的带电状况与得失电子的关系。 本节内容重点在理解原子结构示意图和电子式的意义和应用。原子和离子的核外电子排布。难点在原子和离子的转化。一 核外电子的运动状态的描述探究1.查阅资料，说明原子核外电子是怎样运动的？ 电子式一个带单位负电荷的微粒，质量很小，运动速度快。原子很小，因而电子的运动空间很小。所以电子的运动状态与宏观物体的运动不同，电子在核外并不是在一个固定轨道上运动，而是在核外一定区域内运动，科学家用电子运来描述和外电子的运动状态。核外电子的运动是用单位时间内在原子核外空间某处出现机会的多少加以描述的。电子云的概念思考：氢原子电子云图中，小黑点代表电子。那么，此电子云图是否代表氢原子核外有许多个电子？解析：小黑点表示电子曾经在某处出现过，离核近处出现的机会多，离核远处出现的机会少。思考：核外电子运动状态如何表示？推测：如果用电子云表示核外电子运动状态，那么，这种表示方法不适用，写起来繁。结论：结构示意图是其中的一种表示方法。举实例引导学生二 原子结构示意图与电子式举简单微粒的电子式要求学生能够描述三 探究原子核外电