2019-2020年高中化学1.3《人类对原子结构的认识》学案苏教版必修1

1、2019-2020 年高中化学 1.3人类对原子结构的认识学案苏教版必修 1一、原子结构模型的演变对 于 多 电 子 原 子 ， 可 以 近 似 认 为 原 子 核 外 电 子 是 分 层 排 布 的 ； 在 化 学 反 应 中 ， 原 子 核不发生变化，但原子的最外层电子会发生变化。、原子的构成1原子的构成电量相对质量实际体积占据体积原子原子核质子Z+11小小中子N1小小核外电子e-11/1836小相对很大2几个概念：原子质量：即原子的真实质量也称原子的绝对质量。单位kg粒子相对质量：粒子相对质量=一个粒子的质量一1一个12C原子质量 -12注：单位1（一般不写出）2粒子：可以原子、质子、中

2、子、电子、微观粒子3质子、中子的相对质量约为1质量数：原子中质量数与质子数得和3.有关原子结构常用规律总结 质量关系：质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） 电性关系：原子：核电荷数=质子数=核外电子数阴离子：质子数=核外电子数一电荷数阳离子：质子数=核外电子数+电荷数4.核素、同位素核素：具有一定质子数和一定中子数的某种原子同位素：质子数相同而质量数（或中子数）不同原子的互称H: H H（D）H（T）氢元素有三种核素，三种核素间互称同位素。元素的相对原子质量：=Ax a1%+Azx a2%+A、A为核素的相对原子质量a1%a2%为核素的原子百分数或核素原子的物质的量分数 例题解析例1下列关

3、于原子的说法中，正确的是A，原子不显电性，说明原子内的质子数等于中子数B，同种原子内的质子数相同C，含有相同中子数的原子，一定是同一类的原子D.原子是最小的粒子分析：原子只是化学变化中的最小粒子，而构成原子的质子、中子和电子都比原子小，故D错。原子之所以不显电性， 是由于原子核内的质子数等于核外电子数，故A错。原子的种类由质子数决定，同种原子当然具有相同数目的质子数， 而如果只知中子数相同， 不知质 子数相同，则无法判断是否为同一类原子。故B对C错。例2某元素一种同位素原子的质子数为m,中子数为n,则下述论断正确的是A.不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种元素的相对原子质量为m+nC.若碳

4、原子质量为W克；此原子的质量为（m+n）W克D.核内中子的总质量小于质子的总质量分析：本题设置的意图在于考查对相对原子质量的认识。相对原子质量是化学科学中最基本的概念之一，要学会区分元素的相对原子质量与原子的（核素）相对原子质量；同位素的相对原子质量与同位素的质量数等概念的差异性。相对原子质量全称是元素的平均相对原子质量，不是某一个原子的相对原子质量，因此选项B看上去似乎是正确的，实际是错误的。任一原子的质量不可能是碳原子质量与此原子质子与中子数之和的乘积，而且碳原子有多种同位素，选项C中的W是没有被指定的数值， 只从这一点来看，选项C也不能成立。题目没 有指明是哪种核素， 无法确切知道此核内

5、质子数与中子数的相对多少，故选项D也不对。答案为A。例3（1）原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星，这与铱（Ir丨元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素是，则其核内的中子数是191Xx%+193X(1-x%) =192.22,A.77B.114C.191（2）已知自然界中铱有两种质量数分别为质量为192.22，这两种同位素的原子个数比应为A. 39:61B.61:39C.1：1分析：本题将以当年科技界的一个惨痛的焦点问题: 高和寡，不得不宣布破产为背景， 的同时也在深深的思考“科技应如何转化为生产力”， 起到很好的警示作用。第1问，由质量数=质子数+中子数D.

6、268191和193的同位素，而铱的平均相对原子D.39:11“铱星计划”因缺乏市场需求，曲使学生在解答问题对考生进行有关原子结构知识的考查,第2问，常见的解法：设的原子个数百分比为得：其核内的中子数=x%,则有：对学生将来进入社会更好的发挥能力191-77=114,B正确；8.已知自然界氧的同位素有16O170,180,若氢的同位素有H D,从水分子的原子组成来1.元素的种类和原子的种类（）A.前者大B.后者大C.相等D.不能确定2.用化学方法不能实现的是（）A.生成一种新分子B.生成一种新离子C.生成一种新原子D.生成一种新单质3. xx年度诺贝尔化学奖授予开创“飞秒（107）化学”新领域

7、的科学家泽维尔，诺贝尔奖委员会对该技术的评语是：“使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成 为可能。你认为该技术不能观测到的是A原子中原子核的内部结构B.化学反应中原子的运动C.化学反应中生成物粒子的形成D.化学反应中反应物粒子的分解4.已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。氧元素原子的核外电子分层排布该同位素的原子核内的中子数是A. 12B.14C.16D.186.（xx年高考上海卷）据报道，科学家已成功合成了少量N4,有关N4说法正确的是（）A.Nk是N2的同素异形体B.Nk是N2的同种物质解得：x%=39%故答案为习题精练1、B2、AF列原子中，与氧元素原子化学性质相

8、似的是5.（xx年高考全国卷II）分析发现，某陨石中含有半衰期极短的镁的一种放射性同位素28Mg示意图为B碳硫8.已知自然界氧的同位素有16O170,180,若氢的同位素有H D,从水分子的原子组成来C.相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:2 D.NL的式量是56g7.（xx年高考广东卷）Se是人体必需微量元素，下列关于说法正确的是（）A.互为同素异形体B.互为同位素C.分别含有44和46个质子D.都含有34个中子看，自然界的水一共有A 3种B 6种C 9种D 12种9.在离子RQn-中，共有x个核外电子，R原子的质量数为A,则R原子核内含有的中子数目是A. A-x+n+48B. A-x+

9、n+24C. A-x-n-24D. A+x-n-2410.下列说法中不正确的是（）1质子数相同的粒子一定属于同种元素；2同位素的性质几乎完全相同；3质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子；4电子数相同的粒子不一定是同一种元素；5一种元素只能有一种质量数；6某种元素的原子相对原子质量取整数，就是其质量数。A.B.C.D.11.正电子、反质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电量均相等，而电性相反。科学家设想在宇宙的某些区域可能存在完全由反粒子构成的物质一一反物质。xx年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大

10、进步。你推测反氢原子是A.由1个带正电的质子和1个带负电的电子构成B.由1个带负电的质子和1个带正电的电子构成C.由1个不带电的中子和1个带负电荷的电子构成D.由1个带负电荷的质子和1个带负电荷的电子构成12.为了探索月球上是否有生命存在的痕迹，就要分析月球岩石中是否包藏有碳氢化合物（当然这仅仅是探索的第一步）。科学家用氘盐酸（DCl）和重水（DO）溶液处理样品，对收集的气体加以分析，结果只发现有一些气体状态的碳氘化合物。这个实验不能用普通盐酸，其理由是A.普通盐酸的酸性太强B.普通盐酸具有挥发性C.普通盐酸和月球岩石中的碳化物无法反应D.无法区别岩石中原来含有的是含碳而不含普通氢的化合物，还

11、是含碳和普通氢的化 合物。13.“原子结构模型”是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹，一种模型代表了人类某一阶段对原子结构的认识。人们对原子结构的描摹，按现代向过去顺序排列为：原子模型、汤姆生原子模型、 _ 原子模型、电子云模型、玻尔原子模型。14.已知1个N2O3分子的质量为akg,1个N2O5分子的质量为bkg，若以1个氧原子(16O)质量的1/16作为相对原子质量的标准，则NQ的式量为 _。15.(xx浙江省高考理综) 已知Q与R的式量之比为9:22，在反应X+2Y=2Q+F中，当1.6 gX与Y完全反应后，生成4.4 g R，求参与反应的Y和生成物Q的质量之比。参考答案1.B

12、2.C 3.A 4.D 5.C 6.A 7.B 8.C 9.B 10.D 11.B 12.D13.道尔顿、卢瑟福14.15. 16:92019-2020 年高中化学 1.3人类对原子结构的认识教案苏教版必修 1一、学习目标1.通过原子结构模型演变的学习，了解原子结构模型演变的历史，了解科学家探索原子结构的艰难过程。认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。2.了解钠、镁、氯等常见元素原子的核外电子排布情况，知道它们在化学反应过程中通过得失电子使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。了解化合价与最外层电子的关系

13、。3.知道化学科学的主要研究对象，了解化学学科发展的趋势。二、重点、难点重点：原子结构模型的发展演变镁和氧气发生化学反应的本质难点：镁和氧气发生化学的本质 三、设计思路本课设计先让学生描绘自己的原子结构模型，继而追随科学家的脚步，通过交流讨论， 逐步探讨各种原子结构模型存在的问题，并提出改进意见，让学生主动参与人类探索原子结 构的基本历程，同时也可体会科学探索过程的艰难曲折。通过镁和氧气形成氧化镁的微观本 质的揭示，初步认识化学家眼中的微观物质世界。四、教学过程导入观看视频：扫描隧道显微镜下的一粒沙子。今天我们还将进入更加微观的层次， 了解人类对于原子结构的认识。你认为我们可以通过什么样的方法

14、去认识原子的内部结构 呢？直接法和间接法，直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进，而间接法则 依赖精巧的实验和大胆的假设。事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子 的内部结构，所以在人们认识原子结构的过程中，实验和假设以及模型起了很大的作用。一、中国古代物质观提出问题我们通常接触的物体，总是可以被分割的（折断粉笔） 。但是我们能不能无限 地这样分割下去呢？介绍中庸提出： “语小，天下莫能破焉” 。惠施的人也说道“其小无内，谓之小一” 墨家则提出：“端，体之无序最前者也。 ”在英文里，如今被译成原子”的Atom词，源于希腊语，它的字面上的意思是in divisible“不可

15、分割” 。第一个把Atom介绍到我国的是严复翻译的穆勒名学，他将其译为“莫破”二、西方原子鼻祖介绍德谟克利特认为就像用一块块砖头砌墙一样，物质是由不可分割的原子构成。道尔顿在化学哲学的新体系一书中指出： “化学的分解和化合所能做到的，充其量只 是使原子彼此分离和再结合起来。正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现 存的行星一样，我们不可能创造出或消灭一个氢原子。 ”这种观点换作现在更有趣的说法，在 化学反应中原子既不会产生，也不会被消灭，他们只是被分开，再重新组合，你鼻尖上的某 个碳原子可能正是亿万年前恐龙尾巴上的呢。书中他系统地阐述了其原子学说。道尔顿的原子学说是建立在大量实验事实

16、基础上的，成功地解释了化学定律。当然我们 现在知道受当时的科学发展水平限制，这个理论仍有一些不完善的地方。三、汤姆生模型介绍到了19世纪末，由于电的发现，化学家们有条件去研究物质在通电条件下的性质了。他们发现将一些气体装在密封的玻璃管中，再抽气使之比较稀薄，然后通上高压电，会有一束射线从玻璃管的阴极通过气体到达阳极，人们称之为阴极射线。这种射线是什么呢？ 英国科学家汤姆生做了一系列实验：他发现在电场或磁场的作用下该射线会发生偏转（这就 是现在我们家里电视机中的电子管的工作原理） ；他通过研究电场和磁场对该射线的作用，发 现这种射线带负电，并测出了其电荷与质量之比，这个比值很大；Thomso n

17、又使用了不同的电极材料、在玻璃管中充入不同的气体，发现所得射线的电荷与质量之比都一样。提出问题这些电子是那儿来的呢？为什么不管什么电极材料、什么气体所得到的射线 都一样呢？其电荷与质量之比很大又说明什么？这样汤姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表均匀分布的正电荷，电子则像葡萄干一样 嵌于其中。四、卢瑟福模型介绍几乎是在汤姆生实验的同时，居里夫人以及英国科学家卢瑟福等人开始了对放射现象的研究。这其中对原子结构的认识贡献最大的是卢瑟福的a粒子散射实验。a粒子带两个单位正电荷，相对质量为4（现在我们知道它是氦原子核）。卢瑟福将一束a粒子射向一张非常薄的金箔，又将涂有硫化锌的屏幕放在其周围，a粒子撞在屏

18、幕会产生荧光，通过观察各个方向的荧光，卢瑟福发现大多数a粒子穿过了金箔，方向几乎没有任何变化；但有一些a粒子在穿过后方向发生了偏转，还有大约0.1的a粒子甚至以不同角度被弹向金箔的前 面。提出问题如果按照汤姆生的葡萄干面包模型，会这样吗？那该如何解释实验现象呢？1.为什么会被弹回来？应该是由于同种电荷间的斥力。2.为什么只有0.1%？只有少数a粒子靠近了正电荷，也就是说原子内的正电荷不可能均匀分布，它占据的空间必然很小，原子应 该有一个带正电的核。3.a粒子被弹回来了，核却没有被弹出，可见金原子的原子核的质量 一定很大。卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数a粒子得以穿过金箔。原子所有的

19、正 电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。卢瑟福的原子模型很像行星围绕着太阳，因此当时年仅27岁的卢瑟福就和他的行星模型一起载入了化学史。五、波尔模型介绍根据经典的电磁场理论，电子绕核运动时会不断产生电磁波，从而辐射出能量， 离核越来越近，最终落在原子核上。行星模型不能稳定存在？波尔研究了氢原子的光谱，看着这些不连续的谱线，也就是特定的能量，他受到启发， 意识到这是由电子的运动产生的，电子远离或者靠近原子核时应该是跳跃式变化，也就是说， 电子只能在一些特定的不连续的轨道上运动。举个例子，你从楼梯上扔硬币，它只能落在某 个台阶上，而不会停留在两个台阶之间。波尔认为在能量最低的轨道，电

20、子运动可以看成是在“平地”上的状态，这时不会释放 能量。一旦电子获得了特定的能量，它就获得了动力，向上“攀登”一个或几个台阶，到达 一个新的轨道。当然，如果没有了能量的补充，它又将从那个能量较高的轨道上掉落下来， 回到较低的轨道上。同时释放出相应能量，对应于其光谱线。而从第二个台阶下来，或者从 第三个台阶下来放出的能量不同，也就对应着一根根不同的谱线。波尔将量子理论引入原子 结构，扫清了原子稳定性的问题。六、结构决定性质提出问题研究原子结构是为了更好地理解元素的性质，解释化学反应的原理。比如说， 钠能与氯气剧烈反应，生成白色的氯化钠颗粒。为什么钠能在氯气中燃烧？该如何解释该反 应的原理呢？我们

21、首先从微观的角度来看这个反应。 这个反应是如何进行的呢？每个钠原子 一共有多少电子？为什么每个钠原子失去一个电子？每个氯原子一共有多少电子？为什么每 个氯原子得到一个电子？ （核外电子分层排布） （8电子稳定结构） 元素的化合价和什么有关？ 现在我们知道了化学反应中元素化合价的变化与电子转移有关。大家有没有注意原子得失电 子后体积的变化？原子得电子变为阴离子后体积变大，原子失电子变成阳离子后体积变小。为什么参加反应的钠原子和氯原子个数比是1:1?那么，如何解释镁和氧气的反应呢？镁与氯气反应，生成的产物氯化镁化学式应该是怎样的？为什么是1:2?七、神秘的夸克介绍其实，人类对于原子结构的认识仍在发

22、展。后来，又有科学家提出电子等微观粒 子就像光一样，既是一种粒子，又有波的性质，电子等微观粒子具有波粒二象性，电子在核 外运动像是一团带负电的云雾。而原子核内的质子和中子又分别由夸克构成。可夸克和电子就是基本粒子吗？它们会不 会也是由其它更基本的粒子组成呢？为进一步探求原子的内部结构， 现在的科学家们又在使用着什么样的手段呢？由于我们 仍然无法直接观察，那就只能通过“打靶” 、“轰击”来改变对象的状态，再分析改变后的结 果，以了解其更微观的结构。其实原理仍然类似于卢瑟福的a粒子轰击原子的实验，只不过卢瑟福实验用的粒子源是天然射线。而要想更深入地进行研究，就需要速度更快、能量更高和束流更强的粒子

23、，更快、更高、更强。怎样才能获得这样的粒子呢？我们的旅程到底有没有尽头呢？第3单元课时2认识原子核一、学习目标1.了解原子由原子核和核外电子构成，认识原子组成的符号。2.初步了解相对原子质量的概念，知道核素、质量数、同位素的概念。3.培养学生观察能力、分析综合能力和抽象思维能力。4.世界的物质性、物质的可分性的辨证唯物主义观点的教育。二、教学重、难点原子核的组成；同位素等概念。三、设计思路本课时设计从原子相对比较形象、具体的“质量”出发，在学生了解原子的质量基础上，回顾上节课所涉及到的卢瑟福的a粒子散射实验，让学生推测原子核的电性，并与电子比较质量相对大小，使学生主动参与原子核的组成、性质以及

24、核素、同位素等概念的探讨四、教学过程导入我们已知道原子很小但有质量，那么原子的质量到底有多大呢？不同的原子质量各不相同，可以用现代科学仪器精确地测量出来。例如：一个碳原子的质量是：0.00000000000000000000000001993kg,即1. 993X10-26kg；一个氧原子的质量是2.657X10-26kg; 一个铁原子的质量是9.288X10-26kg。这样小的数字， 书写、记忆和使用起来都很不方便，就像用吨做单位来表示一粒沙子的质量一样。因此，在 国际上，一般不直接用原子的实际质量，而采用不同原子的相对质量-相对原子质量。板书相对原子质量：某原子的质量与C12原子质量的1/12的比值。提出问题你知道C 12原子指的是什么原子吗？讲解我们已经知道原子是构成物质的一种微粒。它是由原子核和核外电子构成的。那原子核中又有哪些结构和性质呢？今天就让我们来认识原子核。提出问题卢瑟福的a粒子散射实验说明原子具有怎样的结构？板书一、原子的组成：一中子原子核厂质子1.原子核外电子讲解绝大多数原子的原子核都是