原子结构模型的演变教案

1、备课手册教师姓名范雅唤学生姓名填写时间 月 日课时计划科目化学年 级高一上课时间 月 日 点 点本堂课涉及的学习方法探究思考法本堂课涉及的知识点物质的量，n=N/NA，摩尔质量，n=m/M教学内容and随堂练习引入新课教师：在古代，读书人会把字写在米粒上带到考场去而不会被考官发现，因为那时候科举制度一考就要考个好几天，米是被允许带进去的，在加上米本来就很小，写着上面的字就更小了，同学们有时候也会把字写的很小写在桌面上而进行作弊，当然这个行为是不可取，那么同学们有没有想过，世界上最小的汉字有多小？（创设问题情境）学生：甲 乙教师：同学们说的都不正确（通过幻灯片展示硅原子晶面上形成最小的汉字），这

2、是在硅原子晶面上形成的汉字，现在同学们看到的是放大了180万倍的中国两字，仔细观察的同学会发现图片上是不是有一个个亮点球体，这是硅原子，这么小的字是怎么刻上去的呢？其实是在扫描隧道显微镜下用探针实现的，这个这么高深的科技原理如何呢？那么今天便让我们一起走进着神奇的微观世界吧教师：同学们知道世界上有千千万万的物质，而化学家已经发现和创造了2000多万种化学物质,这么多的化学物质是由什么微粒构成的?比如：我们每天都要用到的食盐氯化钠，我们时刻呼吸着的氧气，还有我们人类必不可少的水分别由什么所组成的？学生：甲：氧气是有氧原子构成的，氯化钠是有氯原子和钠原子构成的，水是有水分子构成的。教师：同学们回答

3、的很好，水是有水分子组成的，也可以说是有氢离子和氧离子构成的，那么也就是说分子可以分成一个个原子，那么原子还可不可以在分成其他微粒吗？学生：甲：可以，原子可以分成中子和质子 乙：不可以，在化学反应中原子不能在分教师： 同学说的都有道理，现在我们都知道原子是有原子核，核外电子构成的，而在以前因诸多因素的限制，科学家们对原子的结构的认识是很有限的，科学家们在实验研究的基础上经过几代甚至是几十代人的努力才逐步揭露原子结构的奥秘。那么今天就让我们一起来认识几位对原子结构的研究有杰出贡献的科学家吧。教师：早在公元前五世纪，古希腊的科学家就指出原子是构成物质的微粒，他们认为万物都是由间断的，不可分的微粒即

4、原子构成的;到了19世纪初，英国科学家道尔顿总结前人的观点提出了原子论，主要观点所有物质是由非常小的，不可再分的物质粒子即原子构成的原子不能被分割；，在化学反应中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造和消失。（让学生指出其中错误观点，并适当补充），他认为的原子结构模型是实心的球体。教师：19世纪的后期，自然科学飞速发展，在1897年英国科学家汤姆森发现原子中存在电子，电子的发现使人们对原子结构的认识进入了新的阶段，认识到原子是有更小得微粒构成的，190年提出了葡萄干面包式的原子模型（馒头），他认为正电荷均匀的分布在原字中，而电子就像葡萄干面包中的葡萄干一样散布在原子正电荷中。（目的：通过实验现象的

5、研究，与学生共同分析、讨论，得出原子是由更小的微粒构成，验证了汤姆生葡萄干面包模型，让学生明白科学的结论是建立在实验的基础上）教师：汤姆森的原子模型在当时看来还算比较完善，但是还是有不少的问题不能解决，渐渐的开始有人对这个理论提出了异议，其中以英国物理学家卢瑟福为代表。于是在1911年卢瑟福根据著名的粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型：原子是有原子核和核外电子构成，原子核点正电荷，位于原子重心，电子带负电荷，在原子核周围空间做高速运动，就像行星饶太阳一样。）教师：英国物理学家卢瑟福的核式模型在当时可谓是权威，解释了当时几乎所有的问题，可惜好景不长，随着电磁理论的发展，卢瑟福的核式模型受到了

6、极大的挑战，很多问题不断出现。很多科学家开始试图找出新的理论来解决。到了1913年丹麦物理学家玻尔在研究原子光谱时引入量子论观点，大胆地提出新的原子结构模型：原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都具有一个确定的能量值，核外电子在这些轨道上运动既不放出能量，也不吸收能量。教师：20世纪初科学家揭示了波粒二象性的规律，认识到原子核外电子的运动不遵守经典力学原理，必学用量子力学模型描述核外电子运动，这些理论今天我们暂时不讨论，在今后的学习中进一步研究。（教学方法：讲授法，演示法。用时15分钟）以上过程中介绍科学史的过程中，应注意不要平铺直叙，结合图片进行解释。教师：我们从刚才原子结构模型

7、演变的过程中，知道科学的探究并不是一帆风顺的，是曲折艰辛的，那么我们来看几道题目，看看同学们对原子结构模型的演变理解多少？（PPT展示题目学生一起回答）小结：道尔顿-原子学说；汤姆森-葡萄干面包式原子模型；卢瑟福-粒子散射现象-带核原子结构模型；玻尔-原子轨道模型（教学方法：练习法。目的:巩固刚才所学内容，加深记忆，培养学生运用所学知识解学问题的能力。用时：5分钟）教师：刚才我们学了原子结构演变的过程，像汤姆森发现了电子，玻尔发现了电子轨道，我们也知道原子是有原子核和核外电子构成的，这些原子在排布的时候是杂乱无章的还是有一定的规律呢？那么现在我们来研究下原子核外电子排布，同学们看一下（展示原子

8、核外电子排布图片），这便是这几种原子的核外电子排布，同学们有没有看到每种原子的电子排布都有好几个轨道，科学上规定第一个轨道称为K层（展示下一副PPT），第二层为L层依次类推，由内到外能量逐渐升高排列的。教师：（下一张幻灯片）那么同学们再来观察一下1-10号原子的核外电子排布，观察一下他们有没有什么共同点？学生:K层最多是2个L层最多是8个教师：同学们说的不错，K能最多能容纳2个电子，幻灯片上的原子有点少，那么我们在把书翻到最后一下，在观察一下他们每层的电子数还有那些共同点？学生：最外层最多有8个电子教师：回答正确，最外层最多只能有8个电子，那么我来给同学们归纳一下：1 K层最多只有2个电子。2

9、 最外层电子不能超过8个。3 次外层最多18个电子。4倒数第三层最多32个电子 5第N层最多只能拍2N平方个电子，在排的时候要遵守能量最低原则，也就是先排K层，排满K层在排L层，一次类推。教师：和用n的表示物质的量一样，为了更形象的表示原子结构，这个时候我们用原子结构示意图来表示原子得核外电子排布。看一下p29页氧原子的原子结构示意图，原子核里是不是和原子的核外电子排布一样都是写了+8？这个+的符号是因为原子核带正电，所以写正，K层轨道是不是和电子排布一样都是2个，第二层是不是也是6个，那么我们在看一下镁，是不是也和它每层排布的电子数一样的，我们在写原子结构示意图的时候现在中间画个圆，再在中间

10、写上给原子的核电荷数，在画上半圆弧，在圆弧中间写上该层电子数，那么我们在看下其他原子（展示1-18号原子结构示意图），我们刚才也说了最外层只能排布8个电子，那么为什么只能排8个呢？学生：8个电子为稳定状态教师：对了，这个时候我们要注意一下，任何电子都有趋向8个电子的稳定状态的倾向，所以活泼的电子会发生电子的得失，也就是发生了化学反应。那么我们看一下书本P29页的图1-28与活泼非金属反应时，镁的最外层电子是2个，它是不是易失去2个电子变成了镁离子，那同学们想一想，钠易失去几个电子，铝呢？学生：钠易失去1个电子，铝易失去3个电子教师：同学们说的很对，那么我们是不是可以总结出与活泼非金属反应时，活

11、泼金属易失去电子形成稳定的电子层结构，显正价，相反我们在看一下氧，最外层电子是6个是不是容易得到2个电子，形成8电子的稳定结构，氟氯等活泼非金属也一样，易得到电子，形成8电子稳定结构，显负价。教师：我们来看下P30页“问题的解决”（做习题）总结（PPT展示）（教学方法：讲授法。教学目的：用时9分钟）板书：一）原子结构模型的演变历史 道尔顿原子模型 汤姆生原子模型 卢瑟福原子模型玻尔原子模型（二）原子核外电子排布及其与元素性质的关系1、原子（不稳定）离子（稳定）2、化合价的数值=得到或失去的电子数得电子显正价，失电子显负价原子核外电子排布【引入】日常生活中，我们经常接触到一些运动着的物体，如：奔

12、驰在公路上的汽车；飞行的炮弹；围绕地球作高速运转的人造卫星；遨游在浩瀚太空的宇宙飞船它们的运动和原子核外电子这样的微观粒子的运动有什么区别呢？原子核外的电子到底是如何运动的？有什么特点？原子核外电子的排布【设问】核外电子的运动和宏观物体的运动有什么不同？有何规律？这是我们这节课要研究的主要内容。【板书】一、原子核外电子运动的特征【软件演示】宏观物体运动和核外电子运动的区别：1 宏观物体运动速度和核外电子运动速度相比可忽略不计。2 核外电子运动范围和宏观物体的运动范围相比可忽略不计。3原子核外电子的质量和宏观物体的质量相比可忽略不计。原子核外电子的质量很小，约为9.11×10-31kg

13、，只有质子质量的1/1836！【提问】从这些数据中，你能得出什么结论？由于原子核外电子的质量很小，运动速度很大，运动范围又很小所以它和宏观物体的运动规律不同。我们们法描述电子的运动轨迹，也无法指出在某一时刻或某一瞬间它在空间所处的位置。【过渡】原子核外电子是如何运动的呢？怎样描述原子核外电子的运动？讨论后回答：电子在原子核外的这个极小的空间内作高速运动，时而出现在离核远处，时而出现在离核近处，没有固定的轨道。【设问】电子的绕核运动没有固定的轨道，是不是说电子绕核运动没有规律？【举例】日常生活中，蜜蜂在某一朵花附近采蜜时，没有确定的飞翔路径，一会儿向西，一会儿向东，蜜蜂在这朵花的近处、远处都可能

14、出现，似乎没有什么规律。但经过仔细观察不难发现：蜜蜂在花朵附近出现的次数比在远离花朵的地方大得多。【解释】电子在原子核外的这个极小的空间内作高速运动，时而出现在离核远处，时而出现在离核近处，我们不能精确测定或计算出电子在某一时刻的位置，但是能从理论上统计出它在原子核外某一范围内出现的机会的多少。【投影】氢原子核外电子云示意图。【总结】电子在原子核外的空间各处出现的结果，好似一团“带负电的云雾”笼罩在原子核的周围，电子出现机会多的地方，这团“云雾”就显得浓密些，在电子出现机会少的地方，这团“云雾”就显得“疏淡”些。这团“带负电的云雾”被形象地称为“电子云”。【板书】原子核外电子的运动规律与宏观物

15、体的运动规律不同。【提问】在多电子的原子中，电子的能量是不同的。能量不同的电子在核外运动时离核的距离相同吗？【讲述】科学上形象地把能量不同的电子运动的区域称为电子层。离核最近的称为第1电子层，也叫K层；能量稍高，离核较远的电子层称为第2电子层，也叫L层；由里往外依次为第3，4，5，6层，也叫M，N，O，P层等等。这样不同能量的原子核外电子排布规律：1电子总是从能量最低的电子层排起，然后再由里往外，依次排在能量逐渐升高的电子层里。如：H和He的原子核外分别有1和2个电子，这1和2个电子就排在第一个电子层里。请画出它们的原子结构示意图。2每个电子层只能容纳一定数目的电子，所容纳的电子数最多只能容纳

16、2n2个（n为电子层数）。即K层最多只能容纳2个电子：L层最多只能容纳8个电子；而第3层最多只能容纳18个电子。请判断元素3Li的原子结构示意图为：11Na的原子结构示意图为：3最外层最多只能容纳8个电子（K层为最外层时，最多只能容纳2个电子）。次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。请判断19K的原子结构示意图是：【投影】课堂练习1请画出质子数120各元素的原子结构示意图。2质子数为13，核外有10个电子的微粒的符号和结构示意图是（    ）。（A）符号：Al结构示意图： （B）符号：Al3+结构示意图： （C）符号：Al结构示意图： （D）

17、符号：Al3+结构示意图： 3K电子层和M电子层电子数目相同的原子的结构示意图为（    ）。4电子层结构和氖原子相同的-1价阴离子的符号和结构示意图为（    ）。【总结】实际原子核外电子的排布规律远比以上三点要复杂得多。我们只要求掌握以上三点规律。但要注意：以上三点规律是相互联系的，必须同时遵守。课后作业一、单项选择题：1首先发现原子中存在电子的科学家是（）A道尔顿 B玻尔 C汤姆生D卢瑟福2首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子稳定性的科学家是（）A道尔顿B爱因斯坦C玻尔D卢瑟福3元素的化学性质主要决定于（）A最外层电子

18、B最内层电子 C电子层数D核电荷数4下列关于核外电子的描述中不正确的是（）A电子质量很小，且带负电荷B电子是在离原子核约10-10m的空间内高速运动C电子的质量约为氢离子质量的1/1836D核外电子的运动具有确切的轨道5同种元素的原子和离子具有相同的（）A质子数 B核外电子总数C核外电子层数D最外层电子数6具有下列质子数的元素中，属于金属元素的是（）A17 B13 C16D187依据氯原子的结构示意图分析，在发生化学反应时，它们的最外层电子分别（）A容易得到1个电子 B容易失去1个电子C容易得到7个电子D容易失去7个电子8下列关于原于的叙述不正确的是（）A是构成物质的基本微粒之一B原子可以结合

19、成分子C原子的质量、体积都很小D原子中原子核的体积极小，所以所占原子的质量也很小9具有下列结构示意图的微粒，既可以是原子又可能是阴离子和阳离子的是（）10在多电子原子中，能量最高的电子是（）A离核最近的电子 B离核最远的电子C中间电子层上的电子 D最难失去的电子11在下列元素中，最高正化合价数值最大的是（）ANa BP CC1DAr12两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在核电荷数为l10的元素中，满足上述关系的元素共有（）A 1对 B2对 C 3对13核电荷数l18的元素中，下列叙述中正确的是（）A最外层只有1个电子的元素一定是金属元素B最外层只有2个电子的元素一定是金属

20、元素C非金属元素原子最外层电子数都大于4D核电荷数为17的元素的原子易获得1个电子二、填空题：14画出下列元素的原子或离子结构示意图。N：_；Si：_；F-：_：Ne：_；Na+：_；Mg2+：_。15某微粒的结构示意图如右图，当X取不同值时，有各自对应的微粒。请写出5种不同的X值和对应微粒的化学式。16请你阅读教科书中关于原子结构模型演变的有关内容，完成以下填空：（1）人类探索自然奥秘的一个重要方法是研究物质的微观结构，对原子结构的认识经历了以下几个原子模型演变阶段：公元前5世纪，古希腊哲学家曾提出，世间万物都是由不可分割的微粒，即原子构成的。19世纪初，英国科学家_提出了原子学说，认为_。19世纪末，科学家_发现原子中存在电子，并于1904年提出了_的原子结构模型。1911年，英国物理学家卢瑟福提出_原子结构模型。1913年，丹麦物理学家_提出了原子结构的轨道模型。1926年，科学家又提出