化学人教版九年级上册分子和原子等等.doc

一、教学目的要求1.认识物质是由分子、原子等微小粒子构成的。2.认识分子是保持物质化学性质的最小粒子；原子是化学变化中的最小粒子。3.培养抽象思维能力、想像力和分析、推理能力。二、本课题分析本课题开始带领学生进入微观世界。这个过程分为两步走，首先认识物质的微粒性分子、原子的存在；然后进一步认识分子、原子在化学反应中的不同形成分子、原子的概念。现代科学技术已使人能直接观察到原子、分子，课题中所出示的苯分子和硅原子的图像对于分子、原子的存在已很具说服力，但如何把微观粒子与宏观现象联系起来，对学生来说是困难而陌生的。因此本课题的引入还是从简单的宏观物理变化现象着手，首先就学生熟悉的日常现象(水的蒸发、凝结和挥发)及品红在水中的扩散实验现象提出问题，引起学生思考，接着用简单的几句话将人类由此引起的对分子、原子的原始思索与现代证明略做勾勒，在点出前述问题答案的同时，引出一段对前述现象的具体解释，这段解释既有将古人的物质由微小粒子组成的设想具体化的作用，又有如何运用微观粒子运动规律解释宏观现象的示范作用。接着教材利用前面所学知识设计了两个讨论题，将对微观世界的探索引向深入，引导学生用分子、原子的观点分析、比较以前学习过的一些变化(物理变化、化学变化)，进一步从化学变化中认识分子、原子的特性，形成概念。教学建议如下：1.补充一些能用分子或分子运动解释的日常现象，启发学生发挥想像力，引导他们在观察某一物体及其变化现象时，联想到组成它们的分子(或粒子)的存在状态及其运动和变化情况。如一定体积的乙醇和水混合后，其总体积小于二者原体积之和。对此应联想到乙醇和水的分子大小不同，分子间有空隙，当两者混合时，分子运动使有些空隙被挤占了，如同1 L黄豆与1 L小米混合，其总体积必然小于2 L。2.利用自制的投影片、课件等引导学生针对讨论题进行充分的讨论，通过对比、分析、推理得出正确结论。三、实验说明和建议【实验3-2】所用品红的量一定要少。品红的扩散现象极易观察，但从放入水中到扩散均匀需时间则很长。可以留一两份让学生在课外继续观察。用温水做这个实验，时间可缩短。来源:中.考.资.源.网WWW.ZK5U.COM来源:中.考.资.源.网图3-2 分子的永恒运动根据生活经验，学生很可能简单地认为，平时嗅到的花香、酒气等气体扩散只是空气流动传播的结果。为了防止出现这种错觉，建议做一个有色气体扩散的演示实验。按图3-2的装置(瓶后放白色衬屏)，有色气体如溴蒸气或二氧化氮气放在下瓶，当抽出玻璃片后，可以看到有色气体扩散到上瓶，下瓶由于浓度变小而颜色变浅，这样可以证明空气和有色气体的相互扩散。这一现象足以说明分子(粒子)的永恒运动。事实证明分子的热运动几乎不受重力影响(恰好说明密度不同的氧气和氮气在空气中基本上是均匀混合的事实)。同时也说明了气态物质分子间有相对的较大距离。在观察以上实验时，还有一个容易被忽略的问题，即当上下两瓶气体均匀混合后(上下两瓶气体的颜色完全一致)分子运动是否停止?在观察过程中教师若不启发引导，学生能否想到配合观察有意识地考虑到这一点?经验证明：组织学生讨论这个问题，更能巩固、加深学生对分子运动的认识。四、部分习题参考答案及说明2. (1)B (2)C、D五、资料来源:W1.原子、分子概念的发展简史关于物质结构的朴素的原子概念可以追溯到古代。早在公元前500年，印度哲学家蹇拿陀(Konad)认为物质是由最小的质点所构成的，这种质点又由比它本身还小的和不能再分割的某些质点所组成。他的说法接近于现代原子、分子的观点。公元前5世纪，我国当时的著名哲学家墨翟(公元前479381)说，“非半不则不动，说在端。必半，毋与非半，不可也。端，是无间也。”(见墨经)意思是说，物质到了没有一半的时候，就不能斫开它了。物质如果没有可分的条件，那就不能分了。墨子的“端”即物质的最小单位，有现代“原子”的意义，意味着他对物质的非连续性的认识。与此同时，希腊哲学家德谟克利特(Democritus，约公元前460370)认为宇宙万物皆由大量的极微小的、硬的、不可穿透的、不可分割的粒子所组成，他称这些粒子为原子(希腊文即“不可分割”的意思)。按照这种学说：各种原子没有质的区别，只有大小、形状和位置的差异；原子遵循必然的规律在“虚空”里不断运动；它们集合时形成物体，分离时物体就消灭；物体“投射”出来的形象(影像)跟感官接触就引起色、声等感觉，感觉是认识的基础。到古希腊后期的伊壁鸠鲁(Epicurus,公元前372271)和古罗马的卢克莱修(Lucretius，公元前9955)继承和发展了前人的学说，认为各种原子在质上也有差异。当时正处于实用及自然哲学时期，化学发展的特点是，进行实践的人不讲求理论探索(以罗马人为代表)，而讲理论的人又不做实验，和实践完全脱节(以希腊人为代表)。经过了漫长的中世纪之后，原子概念受到了不少科学家的重视。随着生产和自然科学的发展，原子学说也得到了发展。英国化学家道尔顿(Dalton，17661844)于1803年提出了原子学说，包括以下几个要点：(1)元素的最终组成称为简单原子，它们是不可见的，是既不能创造，也不能毁灭和不可再分割的。它们在一切化学变化中保持其本性不变。(2)同一元素的原子，其形状、质量及各种性质都是相同的，不同种元素的原子在形状、质量及各种性质上则各不相同。每一种元素以其原子的质量为其最基本的特征(这一点是道尔顿原子学说的核心)。(3)不同元素原子以简单数目的比例相结合，就形成化学中的化合现象。化合物的原子称为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素原子质量之总和。同一化合物的复杂原子，其形状、质量和性质也必然相同。来源:中.考.资.源.网WWW.ZK5U.COM道尔顿的原子论使当时的一些化学基本定律得到了统一的解释，因此很快地为当时化学界所接受和重视。只是他忽视了原子和分子的区别。后来法国化学家盖吕萨克(Gay-Lussac，17781850)通过气体反应体积定律提出了分子假说作为对原子学说的补充。之后意大利的阿伏加德罗(Avogadro,17781850)于1811年发表了一篇论文，引入了分子概念，并指出分子跟原子的区别和联系。原子分子学说虽然逐渐被人们接受了，但原子和分子当时还没有得到科学上的证实。直到1827年英国植物学家布朗Brown,17731858)用显微镜观察水中悬浮的藤黄粒子所作的永不停止的无规则运动布朗运动，它间接地显示了物质分子的存在，并且表明了聚集成液体或气体的分子是处于永恒的热运动中。以后又得到了理论上的解释，并为实验所证实。英国化学家卢瑟福(E.Rutherford, 18711937)于1911年根据实验事实提出了原子的核型学说。1913年丹麦原子物理学家玻尔(Bohr，18851962)应用量子概念发表了他的原子结构理论。后来，又发展到以量子力学来研究原子和分子的结构。与此同时，实验技术手段也有很大的改进，如用X射线衍射和电子衍射等方法来研究分子中原子的空间结构、分子的构型等等。现代人们已经能够用电子显微镜等拍摄分子或原子的照片。这些发展和成就充分反映了人们对物质结构认识不断深化的过程。根据现代物质结构理论，特别是根据化学键的观点来分析物质的构成，就出现了较为复杂的情况，不能简单地以原子、分子概念来说明了。例如，数量十分庞大的有机化合物大多是由分子构成的；CO2、O2、N2、HCl等也都属于分子构成，而活泼的金属跟活泼非金属所生成的盐类却是离子型晶体，像氯化钠在固体状态只有钠离子和氯离子相间的排列却无所谓分子可言，即或是在气态也仅仅是氯离子和钠离子结合成的离子对(离子分子)。金刚石、锗、灰锡等单质的晶体是由其相同的原子以共价键相联系而形成的共价晶体。至于金属晶体则是由金属原子以金属键相联系。大多数金属在高温呈气态时，也仅仅是以单原子存在着，唯碱金属有少量以共价键结合的双原子分子。2.电子显微镜利用高速运动的电子束代替光线作为工作媒质制成的一种显微镜。一般光学显微镜不能分辨小于其照明光源波长一半的微细结构，利用它最多只能看到细菌，再小的微粒，它就无能为力了。由于电子束具有波动特性，而其波长仅为可见光波长的十万分之一，故大大提高了显微镜的分辨本领。目前最常用的电子显微镜大致分两种，一种的基本原理是在一个高真空系统中，由电子枪发射电子束，穿过被研究的试样，经由电子透镜聚焦放大，在荧光屏上显示出放大的像，称为通用式电子显微镜；另一种是用电子束在试样上逐点扫描，然后用电视原理进行放大或成像，显示在电视显像管上，称为扫描式电子显微镜。扫描隧道显微镜是在联邦德国恩斯特鲁斯卡教授设计的第一架电子显微镜(1939年)基础上，由瑞士的海因里希罗雷尔博士和联邦德国的格尔德宾尼格博士发展起来的。他们三人因此共同获得了1986年诺贝尔物理奖。这种显微镜是用加上电压的探针接近物质表面，由于“隧道效应”而飞出电子使探针和物质之间有电流通过，当探针靠近物质约110-9 m时，探针沿物质表面扫描，由于表面原子凹凸的影响，使探针同物质间的距离不断发生变化从而引起电流的相应变化。这样就可以原子为单位把表面凹凸图像化。整个系统置于真空中并悬浮在磁场里，可消除地球固有振动对测试的影响。这种用来观察金属或半导体表面结构的显微镜，分辨率第一次达到10-10 m。由于它能看到一个一个的原子，对于大规模集成电路半导体技术、金属材料、新材料设计、节省能源以及生物学研究等都具有特殊重大的意义。1987年12月21日新华社报道了我国科学院北京电子显微镜实验室和中科院化学研究所合作设计研制成功了新的扫描隧道显微镜。分辨率达到原子级，图像质量达到国际水平。又据了解北京大学物理系表面物理研究室在这方面也取得了可喜的成绩。3.分子和原子图像教材图3-7给出的分子图像是选自1988年出版的一份国际科技期刊上刊登的用扫描隧道显微镜获得的苯分子图像。在这篇报道中指出：图像鲜明地显示了苯分子六元环结构，与几十年来化学工作者使用的苯分子模型是何等地相似。教材图3-8给出的原子图像是中国科学院北京