第三单元跨学科实践活动2 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程- 初中化学 人教版九年级上册

第三单元

物质构成的奥秘跨学科实践活动2制作模型并展示科学家

探索物质组成与结构的历程授课老师：***学习目标12模型在科学探究中的作用以水为例探究物质组成与结构（1）物质时由________、______、__________、分子微观粒子构成的。（2）常用的科学探究方法有：________、_________、_______、_______、________、_______、________等。原子分子微观粒子观察法实验法转换法类比法推理法比较法模型法课前检测学习和理解“物质的组成与结构”，有助于形成基于元素和分子、原子认识物质及其变化的视角，建立认识物质的宏观视角和微观视角之间的联系。前面我们已经学过人们对微观世界的认识并不是凭空产生的，而是经由科学家们的不断探索，总结不断发展的，在未来我们也许会对微观世界的探索贡献自己的一部分力量。今天我们就来通过实践活动来探索微观世界！课程导入“酒香不怕巷子深”、“梅花香自苦寒来”，我们是怎么闻到花香、酒香的呢？蔗糖放到水里为什么会消失？湿衣服为什么会晾干？观察图片及文字发生的现象，说一说原因?探究构成物质的微观粒子在物理学和化学的学习中，我们都对微观粒子进行了一定的探索，对比两种不同的实验方式，比较一下物理和化学探究思路和方法的区别和联系？联系：物理和化学的研究都用到了实验方法，都是通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事物。区别：物理探究通过对物质的形态、颜色、位置等发生的变化进行验证，化学探究通过物质的种类改变做为线索进行探究，即物理和化学研究线索来源不同。奇思妙想2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·卢利尔，以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。这些实验为人类探索原子和分子内的电子世界提供了新工具,可测量电子移动或改变能量的过程。利用阿秒光脉冲,科学家有望“看清”各种化学反应的过程,从而理解反应的机理，在此基础上研究如何控制反应过程,进而获得新的产物。阿秒光脉冲

实验是科学探究的重要手段，实验方法的不断进步是化学发展的关键。模型能帮助建立认识宏观物质和微观粒子的桥梁。在我们的化学、物理和生物学等课程中都有多种模型能体现物质的组成与结构。

不同学科根据其学科的研究对象、研究领域的不同具有不同的的特点，能从多方面帮我我们建立更全面的认识。二、认识模型在探索物质组成与结构中的作用各位同学根据元素、分子、原子与物质的层次关系，绘制出四者的结构关系图。奇思妙想科学家认识原子结构的历程不同科学家对原子结构做出的不同猜想建立的原子结构模型1913年波尔量子轨道模型1808年道尔顿实心球模型1897年汤姆森葡萄干蛋糕模型1911年卢瑟福行星模型1926年薛定谔、海森堡电子云模型原子结构模型水的组成发现历程早期观念在很长一段时间内，人们曾认为水是组成世间万物的一种元素，不可再分。这种观念在科学界占据主导地位，限制了人们对水本质的认识1781年后卡文迪许1781年，卡文迪许改进了实验方案，用纯净的氧气代替空气进行实验，发现“可燃空气”在纯氧中可以安静燃烧，发出蓝色火焰，并且1体积氧气和2体积“可燃空气”恰好完全反应，生成物只有水，没有别的物质。1782拉瓦锡1782年，拉瓦锡将水蒸气通过1000多摄氏度高温的金属铁管，获得了“可燃空气”和一种黑色固体（后确认为四氧化三铁）。他由此认为水不是一种元素，而是由“可燃空气”和氧结合形成的化合物。1800年后英国科学家尼克尔森和卡里斯特尔使用“伏打电池”在常温下进行了水的电解实验，并获得了成功。他们进一步证明了拉瓦锡的结论，即水是由氢和氧两种元素组成的1781普利斯特里普利斯特里将氢气通入一个含有空气的封闭球形玻璃瓶中点燃，发现瓶壁上有露珠生成。他多次向朋友展示这一实验，但未能给出合理的解释。水的组成发现历程1.[2024·青岛]科学家运用了模型建构的方法探索原子的结构。下列对原子结构模型演变过程的认识，不正确的是(

)A.道尔顿认为原子是不可再分的实心球,是构成物质的最小粒子B.汤姆孙等人在原子中发现了电子，推翻了道尔顿实心球模型C.卢瑟福等人通过粒子散射实验修正了汤姆孙葡萄干布丁模型D.卢瑟福核式模型是最完善的原子结构模型，不会被替代D(4)1919年，卢瑟福用加速的高能α粒子(由2个质子和2个中子构成)轰击氮原子，α粒子留在氮原子中，使氮原子转化为氧原子，并释放出一个质子，实现了人类历史上第一次人工核反应。该变化不属于化学变化。你认为核变化和化学变化的根本不同点是____________________。原子种类是否发生改变1.①1803年，英国科学家道尔顿在前人研究的基础上，提出道尔顿原子论:一切物质都由原子构成，原子很小、呈圆球状、不可再分……但由于受当时实验条件限制，道尔顿无法用事实证明自己的观点;②1811年，意大利化学家阿伏加德罗提出:有些物质也是由分子构成，原子的基本工作形式是分子;③1897年，汤姆生通过实验发现了____________，进一步发展了原子、分子论。汤姆生主要是纠正了“道尔顿原子论”中的________________观点;④1911年，卢瑟福又通过实验，推测原子是由____________________构成的，并提出了沿用至今的现代原子结构理论。电子原子不可再分原子核和核外电子一.认识物质构成拓展训练2.为了帮助人们理解原子的结构，很多科学家都运用了原子结构模型的方法，下列关于模型的说法错误的是______(填字母）。A.科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程B.模型在科学研究中起着很重要的作用C.汤姆生建立的模型认为电子像行星绕太阳运行D.人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质C拓展训练2.了解了科学家们提出早期的分子学说，根据同学们的部分观点，回答下列问题。观点1:一切物质都是由分子构成的，分子是由原子构成的。观点2:单质分子由相同种类原子组成，化合物分子由不同种类原子组成。观点3:分子不能用物理方法分割，化学方法可使它解离。观点4:分子质量等于组成它的原子质量总和。①按现代分子理论，观点1是否正确?_________(填“是”或“否”）;②从元素角度谈谈你对观点2的认识:__________________________________③根据观点3，从微观角度分析“氢气和氧气反应生成水”，反应中发生改变的微粒是_________(用化学符号表示，下同），不变的微粒是__________;否单质由同种元素组成，化合物由不同种元素组成H2、O2H、O拓展训练二.构建微观模型从宏观走进微观，感受化学的奥秘。1.自从新冠肺炎出现以来，过氧乙酸（微观模型如图H3-2所示）作为高效消毒剂被广泛使用。过氧乙酸在常温下是一种无色有刺激性气味的液体，易挥发，易溶于水和醋酸。过氧乙酸不稳定，易分解生成无毒物质，若用喷雾法消毒，过氧乙酸在半小时内就可完全分解。①用微粒的角度分析过氧乙酸具有刺激性气味的原因:分子是不断运动的_____________________。分子是不断运动的拓展训练②过氧乙酸由________构成;由______________________组成。③过氧乙酸分解过程中发生改变的粒子是__