《人类对原子结构的认识》设计

《人类对原子结构的认识》教学设计●教学目标初步了解原子的组成和核外电子排布。●教学重点1.了解原子的组成和核外电子的排布规律。2．了解元素化合价与核外电子的关系。3．了解元素、核素、同位素的概念。●教学地位原子的组成和核外电子排布是了解物质性质的前提，结构决定性质。了解原子结构是今后学习物质性质的保证。每年的会考、高考都有涉及。●新课导入建议初中化学我们知道了元素、原子及原子的基本组成，知道原子核是由质子和中子构成，那么质子数、中子数和核外电子数有什么关系？核外电子如何排布？如何表示核外电子排布？元素与原子的关系怎样？一种元素是否只有一种原子？要解决上述问题，本课时学习相关内容。●教学流程设计【课前预习安排】：建议课前用10分钟预习阅读教材，完成【课前自主导学】和“思考交流”。⇒步骤1：新课导入——分析本课时教学地位⇒步骤2：对“思考交流1”，要强调最外层不超过8个，对“思考交流2”，要指出核素就是一种原子，只有氕没有中子只有质子。⇒步骤3：对“探究1”要引导学生阅读“原子的构成”和“元素性质与核外电子”的关系然后结合“例1”和“变式训练1”，让学生独立完成，自己体会一些知识规律。步骤6：留出8～10分钟，学生完成当堂双基达标，教师明确答案，点评学生的答案，指出注意的问题。⇐步骤5：师生回顾本节内容，点评小结⇐步骤4：对“探究2”，建议教师强调同位素的判断方法和“三素”的概念及联系。然后教师引导分析“典例1”，学生独立完成“变式训练2”，教师给予点评。“教师备课资源”教师可根据学生实际给予适当补充。课标解读重点难点1.了解原子结构模型的演变。2.了解原子核外电子排布及其表示。3.了解原子核的组成，核素、同位素的含义。1.原子结构示意图的书写。(重点)2.得失电子与化合价变化的关系。(重难点)3.核素、同位素的判断及有关质量数的计算。(难点)原子结构模型的演变历程时间科学家原子结构模型主要论点公元前5世纪古希腊哲学家古代原子学说原子是构成物质的微粒。原子的结合和分离是万物变化的根本原因19世纪初英国科学家道尔顿近代原子学说物质由原子组成，原子在化学变化中不可再分割1897～1904年汤姆生葡萄干面包式的原子结构模型原子中存在电子，原子是由更小的微粒构成的1911年英国物理学家卢瑟福带核的原子结构模型原子由原子核和核外电子构成，电子在原子核外做高速运动1913年丹麦物理学家玻尔原子轨道模型电子在原子核外空间内一系列稳定轨道上绕核做高速运动20世纪初现代科学家现代量子力学原子结构模型(电子云模型)电子运动的规律跟宏观物体运动的规律截然不同，可用量子力学的方法来描述原子核外电子排布1.原子的构成原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。原子核是由带正电的质子和不带电荷的中子构成。2．原子核外电子排布(1)原子结构(2)表示方法：原子结构示意图，如：O：○＋8eq\o(2,\s\up15(),\s\do15())eq\o(6,\s\up15(),\s\do15())；Mg：○＋12eq\o(2,\s\up15(),\s\do15())eq\o(8,\s\up15(),\s\do15())eq\o(2,\s\up15(),\s\do15())。3．元素性质与原子结构关系(1)写出Na、Mg分别与O2、Cl2反应生成产物的化学式分别为Na2O、MgO、NaCl、MgCl2。(2)在活泼金属与活泼非金属的反应中，金属原子失去电子，呈正价，非金属原子得到电子，呈负价。思考交流：1．Ca的原子结构示意图为○＋20eq\o(2,\s\up15(),\s\do15())eq\o(8,\s\up15(),\s\do15())1eq\o(0,\s\up15(),\s\do15())，这种表示正确吗？为什么？【提示】不正确，因为最外层电子数不超过8。原子核的组成1.原子核eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(中子：不带电荷质子：带正电荷，一个质子带1个正电荷。))2．原子的表示符号及意义表示符号：eq\o\al(A,Z)X；表示质子数为Z、质量数为A的一种X原子。3．原子构成微粒之间的数量关系(1)质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得的数值。(2)各微粒之间的关系：①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。②电量关系：质子所带电荷数＝原子核所带电荷数。4．核素和同位素(1)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。①氢的三种核素名称和符号分别为氕(eq\o\al(1,1)H)，氘(eq\o\al(2,1)H或D)，氚(eq\o\al(3,1)H或T)，其中氘称为重氢，氚称为超重氢，它们是制造氢弹的原料。②碳的三种核素符号分别为eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C。(2)同位素：质子数相同、质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素。如氕、氘、氚互称为同位素。2．是否所有核素均有质子、电子和中子吗？【提示】否，氕没有中子。原子结构及元素性质【问题导思】①eq\o\al(238,92)U核素中质子数为多少？中子数为多少？【提示】质子数为92，中子数为238－92＝146。②K、K＋的结构示意图如何书写？【提示】○＋19eq\o(2,\s\up15(),\s\do15())eq\o(8,\s\up15(),\s\do15())eq\o(8,\s\up15(),\s\do15())eq\o(1,\s\up15(),\s\do15())，○＋19eq\o(2,\s\up15(),\s\do15())eq\o(8,\s\up15(),\s\do15())eq\o(8,\s\up15(),\s\do15())③在原子结构中，决定元素化学性质的主要因素是什么？【提示】最外层电子数1．原子的构成(1)原子的组成原子原子核质子数Zeq\o(→,\s\up15(决定))元素种类中子数N与质子数共同决定了同位素和核素核外电子最外层电子数eq\o(→,\s\up15(决定))得失电子数目eq\o(→,\s\up15(决定))主要化合价各层电子数(2)组成原子的各种微粒及相互关系①质子数＝核电荷数＝核外电子数②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)③阳离子eq\o\al(A,Z)Xm＋的电子数：N(e－)＝Z－m④阴离子eq\o\al(A,Z)Xm－的电子数：N(e－)＝Z＋m2．元素的性质与核外电子排布的关系(1)化学反应的特点原子核不发生变化，但最外层电子数可能发生变化。(2)原子最外层电子数和化学性质的关系原子最外层电子数化学性质8(He为2)比较稳定，一般不与其他物质发生化学反应小于4个容易失去最外层电子形成8电子(或2电子)稳定结构等于4个相对稳定，不容易得电子也不容易失电子大于4个容易得到电子形成8电子稳定结构1．元素的化合价一般是由最外层电子数决定的，而且最高正化合价＝最外层电子数。2．金属元素只有正价，没有负价，非金属元素一般既有正价又有负价。eq\o\al(13,6)C—NMP(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析。eq\o\al(13,6)C表示的碳原子()A．该原子的化学性质较稳定，不易发生得失电子B．核内有6个质子，核外有7个电子C．质量数为13，核电荷数为6，核内质子数为7D．质子数为6，核外电子数为6，核内中子数为7【解析】eq\o\al(13,6)C的质量数为13，质子数＝核电荷数＝核外电子数＝6，中子数为13－6＝7，最外层电子有4个，不易得失电子。【答案】AD规律方法符号eq\o\al(A,Z)eq\o(X,\s\up15(±c))eq\o\al(n±,m)中各个字母的含义变式练习\o\al(16,8)O和eq\o\al(18,8)O两种原子的比较中不正确的是()\o\al(16,8)O和eq\o\al(18,8)O的质子数均为8\o\al(16,8)O和eq\o\al(18,8)O的原子结构示意图均为○＋8eq\o(2,\s\up15(),\s\do15())eq\o(6,\s\up15(),\s\do15())\o\al(16,8)O和eq\o\al(18,8)O的化学性质完全不同\o\al(16,8)O和eq\o\al(18,8)O的中子数分别为8、10【解析】eq\o\al(16,8)O和eq\o\al(18,8)O的核外电子数均为8，化学性质相同；eq\o\al(16,8)O和eq\o\al(18,8)O中子数分别为16－8＝8,18－8＝10。【答案】C元素、核素和同位素的区别与关系【问题导思】①HD是一种化合物吗？【提示】HD是一种单质，H、D均为氢元素。②H2O和D2O相对分子质量相同吗？【提示】不相同。③H2、D2、T2互称为同位素吗？【提示】不是同位素，它们是单质不是原子。元素同位素核素概念具有相同核电荷数的同一类原子的总称质子数相同，中子数不同的同一元素的不同核素互称同位素具有一定质子数和一定中子数的一种原子对象宏观概念微观概念，同一元素不同的原子微观概念，元素具体的某个原子举例eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H是氢元素的三种核素，它们互称为同位素联系(2012·江苏省盐城中学第一学期期末)我国的“神州五号”载人飞船已发射成功，“嫦娥”探月工程已正式启动。据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的eq\o\al(3,2)He，每百吨eq\o\al(3,2)He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以eq\o\al(4,2)He的形式存在。下列说法正确的是()\o\al(4,2)He原子核内含有4个质子\o\al(3,2)He和eq\o\al(4,2)He互为同位素\o\al(3,2)He原子核内含有3个中子\o\al(4,2)He的最外层电子数为2，所以eq\o\al(4,2)He具有较强的金属性【解析】eq\o\al(3,2)He与eq\o\al(4,2)He中的质子数均为2，中子数分别为3－2＝1,4－2＝2，二者互为同位素；eq\o\al(4,2)H中核外电子为2，原子结构示意图为○＋2eq\o(2,\s\up15(),\s\do15())，最外层为2电子稳定结构，不易失电子，不具有较强的金属性。【答案】B变式练习2．(2010·山东高考)16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A．16O2与18O2互为同位素B．16O与18O核外电子排布方式不同C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D．标准状况下，1.12L16O2和1.12L18O2均含个氧原子【解析】16O2和18O2为单质不是核素，故A错；B中的两种氧原子的电子数相等，核外电子排布也相等，故B错；16O与18O之间的转化，是原子核的变化，不是化学变化，故C错；1.12L标准状况下O2的物质的量为mol，含有氧原子数为，D正确。【答案】D【教师备课资源】关于元素或原子的几个量的关系及计算方法(1)质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数，加起来所得到的数值，叫质量数。(2)同位素的相对原子质量的计算公式：Mr＝eq\f(一个同位素原子的质量,一个12C原子的质量×\f(1,12))。(3)同位素的近似相对原子质量是指同位素原子的近似相对原子质量，数值上等于该同位素原子的质量数。(4)元素的相对原子质量是根据该元素各种同位素原子的相对原子质量和它们在原子总数中所占的组成分数计算的平均值。其计算公式为：Mr＝A·a%＋B·b%＋C·c%＋……其中A，B，C分别为各同位素原子的相对原子质量；a%，b%，c%分别为自然界中各同位素原子的百分含量；Mr是元素的相对原子质量。(5)元素近似相对原子质量是根据各种同位素的质量数按上述方法计算出来的。如：氧有三种天然同位素，它们的同位素原子的相对原子质量和各同位素原子含量(即原子个数百分比)的数据分别为：eq\o\al(16,8)O%eq\o\al(17,8)O%eq\o\al(18,8)O%则氧元素的相对原子质量为：Mr＝×%＋×%＋×%≈。氧元素的近似相对原子质量为：Mr＝16×%＋17×%＋18×%≈。现将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下表：35Cl%35Cl35%37Cl%37Cl37%平均平均试回答下列问题：(1)是表示________。(2)是表示________。(3)35是表示________。(4)是表示________。(5)%是表示________。