高中化学人类对原子结构的认识教案

第三单元 人类对原子结构的认识引言：先问大家一个常识性问题：洗了的衣服为什么会晒干？学生回答：水蒸发，水分子扩散（也就是什么微粒向外扩散了？）教师讲述：这说明水是由什么微粒构成的？学生回答：分子提出问题：是不是所有物质都是由分子组成的呢？展示图片：Cu、食盐教师讲述：很多化学物质都是由这三种微观粒子构成的。而分子又是由什么构成的（原子），离子又是带电的原子或原子团，所以有了对原子结构的认识就可以更好探索物质的组成、结构、性质及应用。原子大家熟悉吗？但人类对原子的认识和探索却已经历了2500多年的漫长历史，#带着下列问题:(1)原子结构模型的演变经历了那些阶段?(2)每个学说的创始人是谁? 主要内容有那些?(3)这些学说相互间有何联系?新的学说主要因为什么而提出? 认真阅读教材P27-28原子结构模型的演变史 公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特提出古代原子学说。 他认为原子是构成物质的微粒;原子的结合和分离是万物变化的根本原因。 19世纪初,英国科学家道尔顿提出了原子学说； 他认为物质都是由原子构成的; 在化学反应中,原子不可再分、本性不变原子是化学变化中不可再分的实心球体。在道尔顿的原子学说中，原子是元素的最小单元，它们是不可再分割的原子真的是不可再分割的微小粒子吗？这个观点在19世纪末受到了严重的挑战 1897年英国物理学家汤姆生发现了原子中存在电子； 提出“葡萄干面包式” 原子结构模型。他本人也因为发现电子而荣获1906年度的诺贝尔物理学奖他认为原子是均匀的带正电的球体其中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成中性原子;电子的发现使人们认识到原子是可以再分的。汤姆生根据自己的实验结果，同时借鉴了别的科学家的研究成果，给原子世界描绘了这样一幅图像：原子里充满了带正电的液体，电子都浸在这种“正电液”中，就像葡萄干点缀在一个蛋糕里电子所带负电荷的总和与“正电液”所带正电荷的总和，在数值上相等，所以原子从外面看上去是中性的谁也不曾想到，汤姆生提出的如此美妙的“葡萄干蛋糕原子模型”，会在10多年后被他的学生卢瑟福所推翻 1911年，英国物理学家 根据 提出了带核的原子结构模型，他认为原子由 和 组成，原子核带 ，位于 电子带 ，在原子核周围空间作1 ；就像行星环绕太阳运转一样。于是，他进行了著名的散射实验，即用a粒子去轰击金箔实验的结果，促使他重新提出了一个新的原子模型：原子中有一个很重的核心(叫“原子核”)，它集中了原子质量的99%，还集中了全部正电荷；至于电子，则像太阳系的行星一样分布在核心四周绕着它转人们把卢瑟福的原子模型称为“行星模型”卢瑟福的原子模型与当时的电磁场理论发生了矛盾怎样解决这个矛盾，一直是当时的人们所探索的1911年，卢瑟福的实验室里来了一位丹麦的青年物理学家，他叫玻尔玻尔原先跟随汤姆生研究金属中的电子理论，后来却一头扎进原子模型中去了 1913年，丹麦物理学家 引入量子论观点，提出原子核外，电子在一系列稳定的 运动他认为核外电子是分层排布的。现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提出必须用 的方法来描述核外电子运动。现代量子力学原子结构模型（电子云模型）原子由原子核和核外电子构成电子运动的规律跟宏观物体运动的规律截然不同；对于多电子的原子，电子在核外一定的空间近似于分层排布二、原子核外电子的分层排布 电子按能量高低在核外分层排布。图由内到外，能量逐渐升高#提出问题：核外电子是如何分层排布的呢？ 思考归纳：观察教材P29页图1-27几种原子的核外电子排布，归纳核外电子分层排布的规律#图1-27#原子核外电子排布规律能量最低原理:先排K层，排满K层后再排L层.每个电子层最多只能容纳2n2个电子。 最外层最多只能容纳 8个电子（K层为最外层时不能超过2个 次外层最多只能容纳18个电子（K层为次外层时不能超过2个） 倒数第三层最多只能容纳32个电子注意：多条规律必须同时兼顾。#为了形象地表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。教师讲述：为了书写方便和形象。采用这种形式（ ）来表示，这种表示方法把它称为原子结构示意图，学生练Na 、Al 、N、Cl。#1-18号原子结构示意图三、原子结构与原子性质的关系 （结构决定性质）稀有气体元素原子核外电子排布（1）稳定结构：最外层电子数为8(注意:He最外层为2),原子既不容易失去电子又不容易得到电子（如He、Ne、Ar等）2）不稳定结构：最外层电子数不为8,因此可能失去电子或者得到电子转变为稳定结构最外层为8（氢原子变为0或2 ）个电子。(如，失去： Na、Mg、Al 得到：F、O、Cl)稀有气体每层都达到饱和，处于稳定状态。所以化学性质稳定。 过渡：通过刚才的分析，大家知道稀有气体原子核外电子排布达到稳定结构，很难与其它物质发生反应，那么活泼金属、活泼非金属最外层无达到稳定结构，他们碰撞在一起会怎么样呢？视频演示：钠在氯气中燃烧的反应，分析形成过程。交流与讨论：从氯化钠的形成过程和教材P29 图1-28氧化镁的形成过程中，你能得出什么结论？(从电子得失、离子的核外电子排布、化合价等去分析)1、活泼金属元素的原子容易失去最外层上的电子变为带正电荷的阳离子，阳离子所带正电荷的数目等于原子失去的电子的数目。2、活泼非金属元素的原子容易得到电子变为带负电荷的阴离子，阴离子所带负电荷的数目等于原子得到的电子的数目。学生汇报：、活泼金属与活泼非金属反应时，活泼金属容易失去电子，而活泼非金属容易得到电子；最终使最外层达到“稳定结构”。3、元素的化合价与其在反应中得失电子的数目有一定的关系。4.在化学反应过程中，原子核不发生变化，原子的最外层电子数会发生变化问题：那么离子结构示意图怎么画呢？与原子结构示意图有什么异同？ 问题解决：学生完成教材P29问题解决金属最外层电子数4时，易失去电子（化合价失去的电子数目）非金属最外层电子数4时，易得到电子（化合价最外层电子数8）关系：元素化合价在数值上等于原子失去或得到的电子数目（失为正，得为负）随堂检测：1、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：原子是不能再分的粒子；同种元素的原子的各种性质和质量都相同；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 B、只有 C、只有 D、有2、19世纪末，人们开始揭示原子内部的秘密，最早发现电子的科学家是（ ）A、法国的拉瓦锡 B、瑞典的舍勒 C、英国的道尔顿 D、英国的汤姆生3、下列四位科学家都对原子结构的认识起到过重要的推动作用，其中首先提出原子核外的电子在一定轨道上运动的是（）A.汤姆生 B.道尔顿 C.玻尔 D.卢瑟福4、已知最外层电子数相等的元素原子具有相似化学性质。下列原子中，与氧元素原子的化学性质相似的是（）A. Ne B. Mg C. S D. C5、Mg原子最外层电子数为 ，反应中容易 个电子而显示 价；F原子最外层电子数为 ，反应中容易 个电子而显示 价。 在上述过程中，F原子和Mg原子通过 都形成了8电子稳定结构。写出氟化镁的化学式_。 6、用下面的结构示意图的字母填空：（1）属于金属原子的是-；（2）属于非金属原子的是-；（3）属于离子结构示意图的是-；（4）具有稳定结构的是-。2、钠、镁、铝等活泼金属与活泼非金属反应时最容易#，氧、氟、氯等活泼非金属