第3单元课题2 原子的构成

第三单元物质构成的奥秘课题2原子的构成从容说课本课题包括原子的构成、相对原子质量两部分内容。第一部分重点介绍原子的构成，同时介绍了原子不显电性的原因，然后又形象的介绍了原子的大小以及原子中各部分的大小和运动情况。第二部分介绍相对原子质量。由于原子很小，它的质量也很小，所以书写和使用都不方便，于是采用相对原子质量来表示原子的质量。为了对学生进行爱国主义教育，教材还介绍了为相对原子质量的测定作出卓越贡献的我国科学院院士——张青莲教授。本课题内容较抽象，远离学生的生活经验，而且前面三个单元学到的微观知识不多，感性知识不充分，这就给教学带来了一定的困难。在教学过程中，主要从以下几个方面着手对难点进行突破：1．注意拓展学生的视野。2．培养学生的抽象思维能力、想象力和分析、推理能力。3．采取更为开放的探究方式，让学生体验科学过程。4．为学生发挥丰富的想象力提供一定的空间。教学目标1．知识与技能(1)了解原子是由质子、中子和电子构成的。(2)初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。(3)进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。2．过程与方法(1)充分发挥学生的空间想象力。(2)学习运用对比、归纳的方法在微观世界和宏观世界之间架起一座桥梁。(3)运用形象恰当的比喻减少学生对微观世界的神秘感。3．情感态度与价值观(1)对学生进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。(2)逐步提高抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。教学重点1．原子的构成。2．相对原子质量。教学难点1．核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系。2．相对原子质量概念的形成。9 教学方法提出问题→学生活动→问题讨论→得出结论→教师总结→拓展思维。教具准备1.教师用具，投影仪、录像机、挂图(原子的构成)。2．学生用具：原子构成的有关资料和张青莲教授的事迹简介。课时安排1课时教学过程[创设问属情景]上一单元我们学习过有关分子和原子的知识，知道物质是由分子、原子等微小粒子构成的。关于分子和原子，你还有哪些问题?还想知道与它们有关的哪些知识?[学生提出问题]1．在化学变化中，分子是可分的，原子是不可分的，究竟原子能不能再分?2．原子是不是简单的，不可分割的实心球体?3．原子有没有质量?它的质量有多大?4．如何去称量分子和原子的质量?5．原子到底有多大?……[引入新课]同学们提出了很多有关分子和原子的问题，可见大家有强烈的探究欲和求知欲。为了搞清楚这些问题，在本单元我们将进一步探索物质构成的奥秘。本节课我们首先探索原子的构成。[板书]第四单元物质构成的奥秘课题1原子的构成[过渡]原子到底能不能分?如果能分，它又是由哪些部分构成的呢?带着这些问题，我们来学习本课题的第一个问题——原子的构成。[板书]一、原子的构成[学生活动]让学生阅读课本P68内容——原子的构成，在阅读的基础上讨论问题。[投影]打出下列讨论题：1．原子是由哪两部分构成的?2．原子核和核外电子都带电，为什么整个原子不显电性?3．原子核是由哪些粒子构成的?这些粒子有什么异同?4．不同类原子的内部构成有什么不同?(学生带着问题认真阅读课本内容，随后小组之间展开激烈争论。教师可以巡视学生阅读情况并适时参与他们的讨论)9 [学生活动]……[学生讨论结束后，找学生代表陈述讨论结果，其他小组可以表明自己的不同意见][问题1的答案]原子由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，所以说原子由原子核和核外电子两部分构成。[思考]原子核居于原子中心，它在原子中的体积如何?占很大一部分吗?[答案]原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核的半径只有原子半径的几万分之一，如果把原子比作一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁。因此，原子里有很大的空间，电子就在这个空间里做高速运动。[过渡]刚才说的这些都比较抽象，接下来我们看“原子的构成”挂图，看一下原子核在原子中到底能占多大。[挂图]展示“原子的构成”示意图。[学生观看挂图，说出自己从挂图上得到的有关信息][学生陈述自己得到的有关信息]学生甲：从挂图可知，原子并不是一个简单的，不可分割的实心球体，而是由原子核和核外电子两部分构成。学生乙：原子已经很小了，而原子核更小，其半径只有原子半径的几万分之一，微观世界真是很神秘、有趣啊!学生丙：原子内有如此大的空间供电子自由运动，电子可真自由，想到哪里就到哪里，由此我想到了排球场上的“自由人”。学生丁：我想问一个问题：既然原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中不能对原子再进行分割了，那么又是如何发现原子的构成的呢?通过什么方法对它进行分割呢?[教师]同学们所谈的想法很好!大家思维都比较活跃，而丁同学提的问题更及时。可见同学们对化学有强烈的好奇心和求知欲，这正是每一位进行科学研究的人必备的品质和素养。原子在化学变化中不能再分，也就是说用化学方法不能对原子再进行分割了，但是用物理方法可以对原子进行分割。很多年前，人们一直认为原子确实不能再分了，直到十九世纪末，英国的科学家汤姆生发现了电子，人们才开始揭示原子内部的秘密，才知道它本身还具有复杂的结构，还可以再分。[问题2的答案]尽管原子核和核外电子都带电，但原子核带的是正电荷，核外电子带的是负电荷，而且原子核带的正电荷和核外电子带的负电荷电量相等，电性相反，因此整个原子不显电性。[问题3的答案]原子核由质子和中子构成，区别：1个质子带1个单位的正电荷，中子不带电。相同点：质量几乎相等。1个质子的质量为1．672×10-27kg，1个中子的质量为1．674×10-27kg。[思考]1．原子核所带的正电荷从何而来?2．质子数与原子核所带的正电荷有何关系?3．电子数与原子核所带的正电荷有何关系?9 [答案]1．原子核所带的正电荷来自于质子所带的电荷。由于中子不带电，所以原子核所带的正电荷就是质子所带的电荷。2．原子核所带的正电荷数称为核电荷数。因为原子核所带的正电荷全部集中在质子上。而1个质子带1个单位的正电荷，所以具有如下等量关系：核电荷数=核内质子数。3．因为原子核所带的正电荷和核外电子所带的负电荷电量相等、电性相反，而1个电子带1个单位的负电荷，所以有如下等量关系：核电荷数=核外电子数。推广此等量关系，得=核电荷数=核内质子数＝核外电子数。[教师]我们通过一个表格，全面系统地了解质子、中子、电子这几种粒子在电性和质量上的关系。[投影]展示表格。构原子的粒子的电性和质量粒子种类电性质量质子1上单位正电荷1．6726×10-27kg中子不带电1．6749×10-27kg电子1个单位负电荷质子质量的1/1836[请学生说出从此表格中得到的信息][可能有的回答]1．质子和电子带相反的电荷，中子不带电。2．质子和中子的质量大约相等，而电子的质量很小，只有质子和中子质量的l／1836。[问题4的答案]不同种类的原子，核内的质子数不同，核外的电子数也不同。[教师]我们来看下面表格，比较几种原子的构成。几种原子的构成原子种类质子数中子数核外电子数氢101碳666氧8889 钠111211氯171817[提问]通过此表格，你得到了哪些信息?[可能有的回答]1．不是所有的原子都有中子，如氢的中子数就为0。2．可以得到等量关系：质子数=电子数。3．中子数和质子数没有等量关系，某些原子中出现了等量关系，那也是偶然。[小结]通过刚才大家阅读、讨论、思考，我们终于搞清楚了原子的构成。[讲解并板书]1．原子的构成质子（带1个单位正电荷）原子核原子中子（不带电）核外电子（带1个单位负电荷）2．核电荷数＝核内质子数＝核外电子数3．不同种类的原子，其核内质子数和核外电子数都不相同。[提问]1．原子、质子、中子和电子有没有质量?2．原子的质量该如何去衡量?[回答]原子、质子、中子和电子都有质量。[追问]为什么?[回答]因为物质是由分子、原子等粒子构成的，而原子又是由质子、中子和电子构成的。如果质子、中子和电子没有质量，则原子就没有质量，从而物质就没有质量，可这是不可能的。可见，原子、质子、中子和电子都具有一定的质量。[提问]既然原子有一定的质量，那它的质量又等于什么呢?[回答]因为原子由原子核和核外电子两部分构成，原子核又分为质子和中子，所以原子的质量应等于质子质量、中子质量、核外电子质量之和。[讲解]不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以它们的质量也不同，比如1个氢原子的质量为1．67×10-27kg，1个氧原子的质量为2．657×10-26kg。[提问]若让大家记忆很多原子的质量，大家能记住吗?[回答]记不住。[追问]为什么?[回答]这样的数字太难记忆了。9 [讲解]这样小的数字，无论书写、记忆、还是使用都极不方便，就像用吨作单位来表示一粒稻谷或小麦的质量一样。我们可选用一种跟原子质量相近的“砝码”来表示原子的质量，这就是相对原子质量。[板书]二、相对原子质量[提问]什么叫相对原子质量呢?它是如何来表示原子的质量的?请大家带着问题阅读P69相对原子质量一段内容。[学生活动]……[学生阅读完毕后，请学生代表陈述相对原子质量的概念][回答]以一种碳原子质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量(符号为Ar)。[说明]这里的碳原子指的是含有6个质子和6个中子的碳原子，叫做碳-12，它的质量的1／12等于1．66×10-27kg。[小结]可见，相对原子质量只是一个比值，它并不是原子的真实质量，它是原子的真实质量与作为标准的碳原子质量的1／12相比较所得的比值。[板书]1．概念：以一种碳原子质量的1／12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量(符号为Ar)。[教师]根据这个概念，我们具体的来计算一下氢和氧的相对原子质量。如何计算呢?[可请两位学生到黑板上板演][过程]1个氢原子的质量为1．67×10-27kg，作为标准碳原子质量的1／12为1．66×10-27kg，所以氢的相对原子质量=≈1。同理，1个氧原子的质量为2．657×10-26kg。所以氧的相对原子质量=≈16。经过这样的计算得到的数字都比较简单，便于书写、记忆和计算，对于这个计算过程大家要掌握。[板书]2．计算[讲解]在做题的过程中用到相对原子质量时，我们不需要计算，元素的相对原子质量已经被全部测定了出来。测定相对原子质量是一个非常艰难的过程，我国科学院院士张青莲教授为相对原子质量的测定作出了卓越贡献。请大家阅读课本P69资料，了解有关张青莲教授的事迹。[设问]既然相对原子质量不需要计算，那么我们如何知道元素的相对原子质量呢?[讲解]相对原子质量可以从书中P153的附录Ⅱ查到，这里的相对原子质量表列出了现已9 发现的一百多种元素的相对原子质量。其实，精确的相对原子质量有效数字可高达八位，一般的化学计算多采用它的近似值(整数或1位小数)。[组织活动]下面我们举行一项比赛，看看哪位同学查阅相对原子质量表既快又准。我们查阅如下几种元素的相对原子质量：磷、铝、氮、碳、钠、硫、镁、钙[学生活动)……[请学生说出查阅结果]磷——31铝——27氮——14碳——12钠——23硫——32镁——24钙——40[总结]可见，我们不仅要知道什么是相对原子质量，我们还必须会查阅相对原子质量表。[板书]3．查阅相对原子质量表[小结]本节课我们重点学习了原子的构成和相对原子质量，认识了原子内部的微观结构。现在我们知道，原子由原子核和电子构成，原子核又由质子和中子构成；而且还知道，由于原子非常小，它的质量也很小，书写、记忆、计算都不方便，所以采用相对原子质量来表示原子的质量。通过本节学习我们明白了一个道理：国家的强盛、民族的富强是要靠科技进步的，而科技的进步依赖于一代又一代人的努力。所以，我们现在必须认真学好文化知识，将来才能为国家的繁荣昌盛贡献自己的力量，像张青莲教授那样在世界化学史上写下中国人的名字。[布置作业]习题1、2、3、4板书设计第四单元物质构成的奥秘课题1原子的构成一、原子的构成1．原子的构成质子（带1个单位正电荷）原子核原子中子（不带电）电子（带1个单位负电荷）2．核电荷数=核内质子数=核外电子数3．不同种类的原子，其核内的质子数不同，核外的电子数也不同。二、相对原子质量1．概念以一种碳原子质量的1／12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量(符号为Ar)。2．计算①计算一种原子的相对原子质量。9 ②计算一种原子的真实质量。③计算作为标准的碳原子的质量。3．查阅相对原子质量表考题回顾1．1991年，我国著名化学家张青莲教授与另一位科学家合作，测定了铟(In)元素的相对原子质量新值。钢元素的核电荷数为49，相对原子质量为115，铟原子的核外电子数为…………………………………………………………………()A．164B.115C．66D．492．科学家发现一种新元素，它的原子核内有111个质子，161个中子，则该元素原子的核外电子数是……………………………………………()A．111D．161C．50D．272答案：1．D2．A备课资料1．卢瑟福与原子结构原子是由居子原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。1897年，英国物理学家汤姆生通过研究阴极射线确定电子存在。自从电子发现以后，1906年，英国科学家卢瑟福做了著名的α—粒子散射实验，即让一束平行的α—射线穿过极薄的金箔时，他发现穿过金箔的α—粒子，有一部分改变了原来的直线射程，而发生不同程度的偏转，还有极少数的α—粒子(大约一万个中有一个)，好像遇到某种坚实的不能穿透的东西而被折回。卢瑟福设想带有两个正电荷的α—粒子有很大的动能，能够使它改变射程的，只能是α—粒子遇到了原子中具有相当质量并带有正电荷的部分。而这个带正电荷的部分在原子中所占的体积应该很小。因此，卢瑟福提出：原子内部存在着一个质量大、体积小、带正电荷的部分——原子核。由于卢瑟福的这一重要成果。他于1908年获得了诺贝尔奖。在探索原子奥秘的进程中，人们赞誉卢瑟福是第一人。2．原子结构与元素性质的关系元素性质与原子结构密切相关，原子结构与元素性质有以下关系：(1)核内质子数(即核电荷数)决定元素的种类。即质子数相同的原子及其离子都属同一种元素，质子数不同的原子就是不同种元素。如CO2、CuO、CaO、KClO3四种物质中氧原子的质子数都是8，故都属氧元素；Mg和Mg2+，尽管它们电子层结构不同，但核内质子数相同，因此也属一种元素——镁元素。(2)原子最外层电子数与元素的化学性质密切相关。一般来讲，原子最外层电子数少于4个的，在化学反应中易失电子，而使次外层变成最外层，达到8个电子的稳定结构而表现为金属性；最外层电子数多于或等于4个的，在化学反应中易得电子，使最外层达到8个电子的稳定结构而表现为非金属性；最外层电子数为8个(氦为2个)的，是一种稳定结构，一般不跟其他物质发生化学反应而表现为“惰性”。(3)原子的最外层电子数决定元素的化合价。一般来讲，原子最外层电子数少于4个的，在化学反应中易失电子，其元素的化合价表现为正价，且最高正价的数值等于原子的最外层电子数。原子最外层电子数多于4个的，在化学反应中易得电子，其元素化合价一般为负价，且最低负价数值等于8减去最外层电子数。9 (4)质子数与核外电子数是否相等，决定粒子的种类。①质子数＝核外电子数时，为原子：②质子数>核外电子数时，为阳离子；③质子数