第一章 原子結構與元素週期律
第一節 原子結構
一．教材分析
（一） 知識脈絡
通過初中的化學學習,同學們已經知道原子是由原子核和核外電子構成的。本節教材，就是要在已有經驗的基礎上繼續深入地探討原子核的結構以及核外電子的排布的規律，並利用原子結構的知識解釋某些元素的部分性質，使學生初步瞭解原子的最外層電子排布與元素的性質(得失電子能力、化合價等)的關係。同時，通過原子結構知識的學習，爲後階段學習元素週期律、元素週期表和分子結構打下基礎。
（二）知識框架
（三）新教材的主要特點：
新教材（必修）與舊教材相比，刪掉了描述核外電子運動特徵的電子雲；降低了核外電子排布規律的要求；增加了原子結構示意圖，元素的部分化學性質與原子的最外層電子排布的關係；調整了核素、同位素在教材中出現的位置。使得它更符合知識的邏輯關係，符合學生認識規律。同時，新教材更注重了讓學生參與學習，提高了學生學習的主動性，更注重了學生能力的培養。
二．教學目標
（一） 知識與技能目標
1．引導學生認識原子核的結構，懂得質量數和 A ZX的含義，掌握構成原子的微粒間的關係；知道元素、核素、同位素的涵義；掌握核電荷數、質子數、中子數、質量數之間的相互關係。
2.引導學生了解原子核外電子的排布規律，使他們能畫出1～18號元素的原子結構示意圖；瞭解原子的最外層電子排布與元素的原子得、失電子能力和化合價的關係。
（二）過程與方法目標
通過對構成原子的微粒間的關係和氫元素核素等問題的探討，培養學生分析、處理數據的能力，嘗試運用比較、歸納等方法對信息進行加工。
(三)情感態度與價值觀目標
1.通過構成物質的基本微粒的質量、電性的認識,瞭解微觀世界的物質性,從而進一步認識物質世界的微觀本質；通過原子中存在電性不同的兩種微粒的關係，認識原子是矛盾的對立統一體。
2.通過人類探索原子結構的歷史的介紹，使學生了解假說、模型等科學研究方法和科學研究的歷程，培養他們的科學態度和科學精神，體驗科學研究的艱辛與喜悅。
3.通過“化學與技術----放射性同位素與醫療”,引導學生關注化學知識在提高人類生活質量中所起的作用。
4.通過“未來的能源----核聚變能”,引導他們關注與化學有關的熱點問題,形成可持續發展的思想。
三．教學重點、難點
（一）知識上重點、難點：構成原子的微粒間的關係和核外電子排布規律。
（二）方法上重點、難點：培養分析、處理數據的能力,嘗試運用比較、歸納等方法對信息進行加工。瞭解假說、模型等科學研究方法和科學研究的歷程。
四．教學準備
（一）學生準備：上網查閱，14 6C在考古上的應用；核素、同位素在生產和生活中的應用。蒐集有關原子結構模型的資料。
（二）教師準備：教學媒體、課件、相關資料。
五．教學方法
問題推進法、討論法。
六．課時安排
2課時
七．教學過程
第1課時
【提問】化學變化中的最小微粒是什麼?
【學生回答】原子是化學變化中的最小微粒。
【引出課題】這一節就從探討原子的結構開始我們的學習。
【點評】開頭簡潔，直截了當，由初中相關知識提出問題，過渡到原子結構的學習。
【板書】第一節 原子結構
【提出問題】原子是化學變化中的最小微粒。同種原子的性質和質量都相同。那麼原子能不能再分？原子又是如何構成的呢?
【學生思考、回答】
【媒體顯示】利用Flash動畫演示盧瑟福的 粒子散射實驗
1.實驗示意圖
2.現象：
【觀察、思考】在教師引導下，學生思考下列問題：
（1）絕大多數 粒子穿過金箔後仍沿原來的方向前進，原因是什麼？
（2）爲什麼有少數 粒子卻發生了較大的偏轉？
（3）極少數的 粒子幾乎象是被金箔彈了回來，原因是什麼？
【討論】學生分組討論：根據 粒子散射的實驗現象，學生提出自己的原子結構模型。並由代表發言。
【歸納、小結】3.盧瑟福的原子核式模型
原子由原子核和核外電子構成，原子核帶正電荷，位於原子的中心；帶負電荷的電子在原子核周圍的空間做高速運動。
【點評】通過盧瑟福的 粒子散射實驗的介紹, 由學生提出自己的原子結構模型，使學生實現一種科學探究的體驗；瞭解假說、模型等科學研究方法和科學研究的歷程,培養他們的科學態度和科學精神。學會一種方法：通過粒子撞擊實驗，研究微觀世界的規律，使人類獲得了一種嶄新的研究方法。認識一個規律：從實踐到認識，再實踐、再認識……是人類認識發展的必然規律。
【質疑】我們已經知道原子由原子核和核外電子構成。那麼，原子核的內部結構又是怎樣的？電子在覈外空間的運動狀態又是怎樣的呢?
【板書】一.原子核 核素
1. 原子核的構成，
【媒體顯示】原子結構示意圖
【學生閱讀】
構成原子的微粒--------電子、質子和中子的基本數據：
微粒 電子 質子 中子
質量(kg) 9.109×10－31 1.673×10－27 1.675×10－27
相對質量 0.005484 1.007 1.008
電量(C) 1.602×10－19 1.602×10－19 0
電荷 -1 +1 0
【思考、討論並提問】
請根據表中所列數據討論:
1.在原子中，質子數、核電荷數和核外電子數之間存在着什麼關係？爲什麼？
2.原子的質量主要由哪些微粒決定？
3.如果忽略電子的質量，質子、中子的相對質量分別取其近似整數值，那麼，原子的相對質量在數值上與原子核內的質子數和中子數有什麼關係?
【教師引導學生小結】
1、數量關係：核內質子數＝核外電子數
2、電性關係： 原子 核電荷數＝核內質子數＝核外電子數
陽離子 核內質子數＞核外電子數
陰離子 核內質子數＜核外電子數
3、質量關係：質量數（A）＝質子數（Z）＋中子數（N）
【歸納小結】
如果用 A ZX的形式表示一個質量數爲A、質子數爲Z的原子，那麼組成原子的粒子間的關係可以表達爲:
原子 A ZX
【遷移與應用】
1.在科學研究中，人們常用3717Cl符號表示某種原子，請你談談圖中符號和數字的含義。
2.某二價陽離子含有10個電子,12箇中子,求質量數。
3.元素R的一個原子，質量數爲 a ，其陰離子Rn-有b個電子，求中子數。
【回顧】元素的種類是由原子核內的質子數決定的。元素是具有相同質子數(核電荷數)的同一類原子的總稱。
【質疑】同種元素原子的質子數相同，那麼，中子數是否也相同呢?
【媒體顯示】三種不同的氫原子
【比較】三種氫原子結構的異同。
【質疑】它們是不是同一種元素？
【板書】2.核素
核素：人們把具有一定數目質子和一定數目中子的一種原子稱爲核素。
同位素：質子數相同而中子數不同的同一元素的不同核素互爲同位素。
【遷移與應用】1．請你描述構成原子的各種微粒與元素、核素間的關係。
2．請你描述元素、核素、同位素間的關係.
【媒體顯示】元素、核素、同位素三者之間的關係：
【拓展與提高】
1． 下列各組物質中，互爲同位素的是
（A）O2、、O3 、O4 （B）H2、D2、T2
（C）H2O、D2O、 T2O （D）4020Ca 和4220 Ca
2．下列說法正確的是
（A）同種元素的質子數必定相同
（B）不同元素原子的質量數必定不同
（C）原子核都是由質子和中子構成的
（D）凡是核外電子數相同的微粒必定屬於同一元素
【交流與研討】
生物體在生命存續期間保留的一種碳原子----碳-14 （14 6C）會在其死亡後衰變，測量考古遺址中發現的遺物裏碳-14的數量，可以推斷出它的存在年代。根據課本內容與網上資料：闡述14 6C在考古上的應用；列舉核素、同位素在生產和生活中的應用。
【點評】通過上網蒐集資料，然後分組討論，讓學生參與學習，以達到提高學生學習的積極性，激發學生學習熱情的目的。
【簡介】
1．放射性同位素用於疾病的診斷
2．放射性同位素用於疾病的治療
3．未來的能添一一一核聚變能
【點評】本節教材採用問題推進法進行教學，引導學生髮現問題、提出問題以激發學生思考，然後，通過看書、研討、交流等多種方式，尋求問題的解決，探討問題的結果。培養解決問題的能力。
第二課時
【複習提問】
1.構成原子的粒子有哪些,它們之間有何關係?
2.爲什麼原子不顯電性?....
3.爲什麼說原子的質量主要集中原子核上?
【引言】我們已經知道，原子是由原子核和電子構成的，原子核的體積很小，僅佔原子體積的幾千億分之一，電子在原子內有“廣闊”的`運動空間。在這“廣闊”的空間裏，核外電子是怎樣運動的呢?
【點評】通過對上節課內容的複習，過渡到新課的引入；由新的問題的提出，給出將要學習的內容，創設一種探究學習的氛圍。
【板書】二、核外電子排布
【講述】電子的運動具有區別於宏觀物體的幾大特徵:(1)質量很小(9.109×10-31kg)；(2)帶負電荷；(3)運動空間範圍小(直徑約10-10m) ;(4)運動速度快(接近光速)。因此，電子的運動特徵就與宏觀物體的運動有着極大的不同一一它沒有確定的軌道。
【質疑】我們如何去描述核外電子的運動呢?
【交流與研討】根據課前蒐集的有關資料：討論電子在原子核外是怎樣運動的?
【簡介】原子結構模型的演變
1.道爾頓原子結構模型： 2.湯姆遜原子結構模型:
3.盧瑟福原子有核模型 4. 玻爾原子結構模型:
【點評】通過原子模型的歷史回顧,讓學生體驗假說、模型在科學研究中不可替代的作用; 嘗試運用假說、模型的科學研究方法。
【閱讀與討論】學生閱讀課本第六頁第三自然段，分小組討論核外電子排布的有哪些規律？
並派代表回答。
【歸納並板書】
核外電子排布的規律:
1.電子是在原子核外距核由近及遠、能量由低至高的不同電子層上分層排布；
2.每層最多容納的電子數爲2n2(n代表電子層數)；
3.電子一般總是儘先排在能量最低的電子層裏，即最先排第一層，當第一層排滿後，再排第二層，等等。
4．最外層電子數則不超過8個(第一層爲最外層時,電子數不超過2個)。
【討論】電子與原子核距離遠近、能量高低有何關係？
【板書】
電子層 1 2 3 4 n
電子層符號 K L M N ……
離核距離 近 遠
電子的能量 低 高
最多能容納的電子數 2 8 18 32 2n2
【媒體顯示並講述】嘗試運用上述規律,排出鈉原子核外的電子，並用原子結構示意圖加以表示。
【試一試】完成下表，看看誰較快。
核電荷數 元素名稱 元素符號 各層電子數
K L M
1 氫 H 1
2 氦 He 2
3 鋰 Li 2 1
4 鈹 Be 2 2
5 硼 B 2 3
6 碳 C
7 氮 N
8 氧 O
9 氟 F 2 7
10 氖 Ne
11 鈉 Na 2 8 1
12 鎂 Mg
13 鋁 Al
14 硅 Si
15 磷 P
16 硫 S 2 8 6
17 氯 Cl
18 氬 Ar 2 8 8
【媒體顯示】
核電荷數從1到18的元素的原子結構示意圖
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si p S Cl Ar
【遷移與應用】
1. 下列微粒結構示意圖表示的各是什麼微粒?
2. 下列微粒結構示意圖是否正確？如有錯誤，指出錯誤的原因。
【點評】通過上述應用，使學生加深對核外電子排布的規律的認識，對容易出現的錯誤，讓學生自我發現，以加深印象。
【閱讀、思考、交流】學生閱讀教材第七頁，思考、交流下列三個問題：
1.元素的化學性質與原子的最外層電子排布有什麼關係? 金屬鈉、金屬鎂在化學反應中常表現出還原性，而氧氣、氯氣在化學反應中常表現出氧化性，你能用原子結構的知識對這一事實進行解釋嗎?
2.金屬元素原子最外層電子數非金屬元素原子最外層電子數一般是多少?
3.元素的化合價的數值，與原子的電子層結構特別是最外層電子數有什麼關係?
【點評】通過上述交流與討論，讓學生認識元素的性質與原子結構的內在聯繫,初步瞭解元素性質的變化規律。爲後階段學習元素週期律、元素週期表打下基礎。
【概括與整合】
構成原子的各種微粒之間的關係及相關知識如下圖所示。
原子中各微粒間的數量關係、電性關係、
質量關係
原子核 （質子、中子） 核素、同位素的含義
元素與原子的關係
原子結構
核外電子排布規律
核外電子
核外電子排布與元素性質間的關係
【遷移與應用】
1．質子、中子、核外電子從不同角度描述了元素或原子的某些性質和特點，試填下表說明質子、中子、核外電子數目的多少分別決定着什麼？
微粒或微粒組合
決定屬性
質子
決定元素的種類
中子
電子
質子和中子
質子和電子
2．現有 微粒結構示意圖，試填表，當n取不同值時相對應的微粒名稱和微粒符號。
n值
微粒名稱
微粒符號
【作業】書後練習1、2題
【點評】本節教材主要採用的是討論法教學，在整個教學活動中始終注意學生學習的主動性，突出自主與合作的學習方式，充分調動了學生學習的積極性。
