新蘇教版高中化學必修1教學設計2：2.3.1 人類認識原子結(jié)構(gòu)的歷程 原子核的構(gòu)成

新蘇教版高中化學必修1PAGEPAGE1專題2研究物質(zhì)的基本方法第三單元人類對原子結(jié)構(gòu)的認識第1課時人類認識原子結(jié)構(gòu)的歷程原子核的構(gòu)成教學目標1.了解人類認識原子結(jié)構(gòu)的歷程。2.了解原子是由原子核和核外電子構(gòu)成，絕大多數(shù)原子的原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的。能根據(jù)原子組成符號判斷原子的構(gòu)成。知道核素、同位素等概念。教學重難點構(gòu)成原子的微粒之間的量的關系。教學過程【引入】同學們，你們知道在世界史上最早提出“原子”這一名詞的人是誰嗎？（學生中會有人說道爾頓、德謨克利特……）對，在公元前5世紀，古希臘哲學家德謨克利特就提出了哲學概念上的“原子”這一名詞，他認為物質(zhì)是由不可分割的微粒即原子構(gòu)成的。在希臘語中，原子就是“不可分割的”意思。那么，現(xiàn)代意義上的原子又是什么呢？【投影】掃描隧道顯微鏡下的硅晶體、以及在掃描隧道顯微鏡下用原子書寫的“中國”圖片。【講述】這是我們借助先進的掃描隧道顯微鏡觀察到得原子的表面，那原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又如何呢？據(jù)報道，英國耗資3.8億英鎊、使用占地5個足球場的超級顯微鏡，能觀察到原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當然科學家經(jīng)其他實驗研究已證實，原子是由更小的微粒構(gòu)成的。顯然，從2500年前的古希臘到今天，“原子”的意義已經(jīng)發(fā)生了明顯地變化。那么，2500年來，科學家是怎樣探索原子的結(jié)構(gòu)的呢？原子結(jié)構(gòu)模型的演變經(jīng)歷了哪幾個階段？又有哪些科學家對此作出了卓越貢獻呢？請同學們快速閱讀課本第27~28頁的交流與討論，并找到重要的科學家及他們的主要觀點?！緦W生】學生閱讀?！景鍟咳祟愓J識原子結(jié)構(gòu)的歷程【講述】好，閱讀完了，大家對人類探索原子結(jié)構(gòu)的過程應該有了一個初步的了解。接下來，就讓我們一起沿著科學家探索原子結(jié)構(gòu)的足跡來認識原子。那對此作出重要貢獻的科學家有哪幾位呢？【講述】在近代化學史上，最早提出原子結(jié)構(gòu)模型的人是道爾頓，在1803年，提出了具體的原子模型，建立了近代原子學說。那道爾頓的主要觀點是什么呢？【學生】（集體回答）物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子是不可分割的實心球體?！局v述】可是，在1897年，湯姆生在實驗中發(fā)現(xiàn)了電子，并且發(fā)現(xiàn)電子是帶負電荷的，且質(zhì)量非常的小。由于原子呈電中性，所以湯姆生認為原子中的正電荷是均勻地分布在整個原子中，而帶負電荷的電子則鑲嵌其中，正負電荷總數(shù)相等。于是于1904年提出了被稱為“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型?！局v述】科學探索的腳步并沒有停止，1911年英國物理學家盧瑟福在做α粒子散射實驗時發(fā)生意想不到的現(xiàn)象?！就队啊喀亮Ｗ由⑸鋵嶒瀳D片【提問】從這一實驗現(xiàn)象中，你能得出什么結(jié)論？【學生】（1）原子的大部分體積是空的。（2）中間有一個幾乎集中了所有原子的質(zhì)量且體積很小的粒子——原子核?！景鍟勘R瑟福：原子包括原子核和核外電子?！就队啊勘R瑟福的主要觀點：（1）原子的大部分體積是空的。（2）中間有一個幾乎集中了所有原子的質(zhì)量且體積很小的粒子——原子核。（3）電子隨意地圍繞著一個帶正電荷的很小的原子核運轉(zhuǎn)?！具^渡】后來，盧瑟福和他的學生經(jīng)過進一步的實驗研究證實，絕大多數(shù)的原子核是由（1919年）質(zhì)子和（1932年）中子構(gòu)成的，并且發(fā)現(xiàn)質(zhì)子帶一個單位的正電荷，而中子不顯電性。【板書】原子核包括質(zhì)子和中子?！具^渡】那么構(gòu)成原子核的質(zhì)子、中子以及與核外電子之間有何聯(lián)系呢？由于原子呈電中性，由此可見原子中，電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)。結(jié)合盧瑟福的α粒子散射實驗和表中的數(shù)據(jù)，請思考：質(zhì)子中子電子質(zhì)量/kg1.673×10-271.675×10-279.109×10-31相對質(zhì)量1.0071.0081/1836信息提示：質(zhì)量數(shù)：將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取整數(shù)，加起來所得到的數(shù)值。相對質(zhì)量：質(zhì)子、中子的質(zhì)量與C-12原子質(zhì)量的1/12相比較所得的數(shù)值?！就队啊竣旁拥馁|(zhì)量與質(zhì)子、中子的質(zhì)量關系。⑵原子的相對原子質(zhì)量與質(zhì)子、中子的相對質(zhì)量的關系。⑶原子中質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)和質(zhì)量數(shù)之間的關系?！緦W生】學生代表回答結(jié)論：原子的質(zhì)量≈所有質(zhì)子的質(zhì)量+所有中子的質(zhì)量原子的相對原子質(zhì)量≈所有質(zhì)子的相對質(zhì)量+所有中子的相對質(zhì)量質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)【板書】1.原子中：質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）≈原子的相對原子質(zhì)量【追問】那在離子中，這些等式關系還成立嗎？【板書】離子中：質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)±電荷數(shù)【過渡】不同原子中，質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)是不同的，那能否用一個符號準確地表示出一個原子的具體組成呢？【講述】在這里我們可以用原子的組成符號來表示,其中X表示元素符號，Z表示原子的質(zhì)子數(shù)，A表示原子的質(zhì)量數(shù)?！景鍟俊局v述】如C-12可以表示為【講述】從這個式子中，我們可以看出該C原子核內(nèi)有6個質(zhì)子和6個中子，核外有6個電子?！局v述】接下來，同學們一起來看一下2組原子組成符號，請仔細分析它們有什么特點?！就队啊竣泞啤緦W生】它們的質(zhì)子數(shù)相同，但質(zhì)量數(shù)不同，所以應該是同一種元素的不同原子，互為同位素?！局v述】分析得很好。【投影】元素：具有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子總稱。核素：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素互稱為同位素。【提問】同位素原子的組成不同，那它們的物理性質(zhì)是否相同？比如、、它們的性質(zhì)一樣嗎？【講述】利用某些同位素的放射性，我們已經(jīng)將同位素廣泛地應用于醫(yī)學、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源和科學研究等各個領域，甚至是國防事業(yè)。說到國防，我們自然會想到核武器，大家知道現(xiàn)在全球局勢最緊張的兩個地區(qū)是——伊朗和朝鮮，都與“核”有關。【投影】“朝核危機”已引起全球矚目，其焦點是朝鮮核電站采用輕水反應堆還是重水反應堆。重水反應堆核電站在發(fā)電的同時還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚-239()，這種可由鈾-239()，經(jīng)過多次β衰變而得，下列有關與的說法中正確的是（C）A．二者互為同位素Ｂ．二者是同一種核素Ｃ．二者具有相同的質(zhì)量數(shù)Ｄ．二者具有相同的中子數(shù)【過渡】絕大多數(shù)的原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，那么人們對于原子結(jié)構(gòu)的認識是否就到此為止了呢？質(zhì)子、中子是否就是構(gòu)成原子的最小微粒呢？【板書】發(fā)現(xiàn)夸克【投影】夸克的發(fā)現(xiàn)史【講述】隨著科技的發(fā)展，人類不僅在地球上探索微觀世界，更把目標投向了整個宇宙?！就队啊棵绹纫恍﹪野l(fā)射的航天器將我國研制的磁譜儀帶入太空，其目的是探索反物質(zhì)。反物質(zhì)的主要特征是電子帶正電荷，質(zhì)子帶負電荷。請寫出反氫原子和反氧原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖。【投影】科學家最近發(fā)現(xiàn)一種只由四個中子構(gòu)成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱之為“零號元素”。下列有關“四中子”粒子的說法中錯誤的是(C)A.該粒子不顯電性B.該粒子的質(zhì)量數(shù)為4C.在元素周期表中與氫元素占同一位置D.該粒子質(zhì)量比氫原子大【講述】隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人類對于原子結(jié)構(gòu)的認識還在不斷地深入，夸克會是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒嗎？誰也不知道物質(zhì)世界的至小盡頭會在何處？這個謎底正等待著在座的各位同學去揭開，也許你就是未來的諾貝爾獎獲得者。人類在微觀的世界里繼續(xù)探索前行……【結(jié)束語】這堂課，我們沿著科學家探索原子結(jié)構(gòu)的過程，認識了原子的結(jié)構(gòu)，同時人類探索自然科學的這種精神也給了我們很多的啟迪，同學們，你們能說說你們的收獲嗎？從中我們不難感受到科學探究是一個漫長的、艱辛的過程，科學發(fā)展總是在不斷糾錯中前進，科學發(fā)現(xiàn)是永無止境的……相信你們能給人類帶來全新的明天！板書設計第1課時人類認識原子結(jié)構(gòu)的歷程原子核的構(gòu)成課堂小結(jié)原子中各微粒的數(shù)量關系質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）當堂檢測1．道爾頓的原子學說曾經(jīng)起了很大作用。他的學說中包含下述三個論點：①原子是不能再分的粒子；②同種元素原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同；③原子是微小的實心球體。從現(xiàn)代觀點看，你認為三個論點中不確切的是(D)A．只有③B．只有①③C．只有②③D．①②③【解析】由現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識可知，原子中還含有基本粒子，如質(zhì)子、中子、電子等；同種元素還包含各種同位素，而同位素的質(zhì)量是不相同的；原子核外的電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的無規(guī)則運動，且分層排布。故①②③均不確切。2.原子、元素、核素、同位素等都屬于重要的化學基本概念。下列八種化學符號：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H2、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(6,3)Li、eq\o\al(23,11)Na、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(7,3)Li、eq\o\al(24,12)Mg。(1)涉及到的核素共有______種。(2)互為同位素的是__________和____________。(3)質(zhì)量數(shù)相等，但不能互稱為同位素的是______________和______________________。(4)中子數(shù)相等，但質(zhì)子數(shù)不相等的是________________和________________。【答案】(1)8(2)eq\o\al(6,3)Lieq\o\al(7,3)Li(3)eq\o\al(14,6)Ceq\o\al(14,7)N(4)eq\o\al(23,11)Naeq\o\al(24,12)Mg【解析】一種核素就是一種原子。在這八種化學符號中，eq\o\al(2,1)H2涉及到的核素是eq\o\al(2,1)H，其余的七種各為一種核素的符號。同位素研究的對象是原子，互為同位素的原子屬于同一種元素。eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)都是3，中子數(shù)分別是3和4，它們是鋰元素的不同種原子。eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H是同位素，但eq\o\al(2,1)H2是一種分子而不是原子，所以eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(2,1)H2不是同位素。質(zhì)量數(shù)相等的是eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N(都是14)，但eq\o\al(14,6)C的質(zhì)子數(shù)是6，屬于碳元素，