《原子的构成》教学设计
教学目标:
1.知识与技能:
(1)知道原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成
(2)知道核电荷数、质子数和核外电子数的关系
(3)初步了解原子结构模型及其在历史上的发展过程,体验建立模型的思想。
2.过程与方法
(1)通过演示电子发现的实验,培养实验观察能力和分析思维能力
(2)通过学生对学案上两个表格的观察,培养学生的数据分析能力
(3)通过师生共同讲述原子结构的发展史,初步了解人类认识微观世界的方法——假说与模型的方法
(4)使学生初步学会透过宏观现象分析物质微观结构的方法
3.情感态度与价值观
(1)初步树立世界的物质性和物质的可分性的辩证唯物主义观点
(2)学习科学家在科研中的团结协作、不懈追求的精神
(3)激发学生热爱科学、崇尚科学及愿意为科学献身的情感
教学重点
原子的构成
教学难点
核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系。
[课时安排] 1课时
教学过程
[复习提问]
什么是原子?原子和分子有什么本质的区别?
[回答]:“原子是化学变化中最小粒子,在化学变化中不能再分成更小的粒子。”
[讲述]通过上一单元学习我们一知道物质是由分子原子构成,分子是保持物质的化学性质的最小粒子;原子是化学变化中的最小粒子。
[引入新课]在本单元我们将进一步探索物质构成的奥秘。本节课我们首先探索原子的构成
原子到底能不能再分?能分,它又是哪几部分构成的?带着这些问题我们来学习第一个问题——原子的构成。
[板书课题]一.原子的构成
从课本中我们知道了原子并不是一个简单的不可分割的实心球体,而是由原子核和核外电子构成。
原子已经很小了,原子核更小它的半径只有原子的半径的几万之一,原子这么小,在化学变化中已是不能再分了,那么原子的构成又是怎样被一步步发现的呢?(引发学生对原子结构的猜想,迫切想知道粒子微观结构的发现历程。)
一、原子结构发现史
1、电子的发现 17年,英国科学家汤姆逊发现了“电子”,并通过实验证实电子带负电荷,是所有物质原子共有的组成部分。 汤姆逊的枣糕式无核模型。发现电子的汤姆逊认为:原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中均匀地镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成了中性原子。,他是第一个提出有代表性的原子结构模型:就象红枣镶嵌在糯米糕中一样,人称枣糕式无核模型。由此汤姆逊获得1906年诺贝尔物理学奖。
2、原子核的发现 α粒子散射实验 介绍卢瑟福的α粒子散射实验的资料,α粒子是带正电荷的微观粒子,α粒子流打在金属箔上出现不同的散射情况,说明金属原子内部结构有那些信息?
1.大部分α粒子能畅通无阻地穿过金属箔。
2.少量带正电的α粒子也能穿过金属箔,但发生较大偏转。
3.极少量带正电的α粒子发生大角度偏转甚至被弹回
剖析α粒子散射实验:大部分α粒子没有发生偏转,说明原子内部有很大的空间;少数α粒子发生大角度偏转,说明受到带正电物质的斥力作用;极少数α粒子完全被弹回说明受到带正电物质的斥力作用,而且原子内部有一个质量很大体积却很小的核,给α粒子有力的撞击。
总结:在原子的中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等于原子的全部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就像行星环绕太阳运转一样。这就是卢瑟福的行星式有核模型
3、介绍中子的发现 核内有带正电的质子,核外有带负电的电子,但从原子的质量上推测,核内还应该有另一种微粒,它不带电,但质量和质子相当,它是什么呢?:1920年卢瑟福又提出了天才的中子假说,认为原子核中除了含带正电荷的质子外,还应该有一种和质子质量相近的电中性的微粒,后来他的学生查德威克通过实验证明了中子的存在,也因此获得1935年的诺贝尔物理学奖。
小结原子结构发现史
汤姆逊的枣糕式无核模型,
卢瑟福的行星式有核模型,
二.原子的构成
学生阅读课本内容——原子的构成,在阅读的基础上讨论问题。
[讨论题]:
原子是由那几部分构成的?
原子核是由哪些粒子构成的?这些粒子有什么不同?
原子核和核外电子都带电,为什么整个原子不显电性?
不同类原子内部构成有什么不同?
[要求学生]带着问题认真阅读课本内容,然后讨论。
[讲解] 1:原子由 原子核和 电子构成的,所以说原子由居于原子带正电的原子核和带负电的核外电子构成的,而原子核是由质子和中子构成,区别:1个质子带一个单位的正电荷,1个电子带一个单位的负电荷,中子不带电。相同点:质子中子的质量几乎相等。
[教师]既然原子核、质子、核外电子都带电,为什么整个原子不显电性呢?
虽然原子核和核外电子都带电,但原子核带的正电荷,核外电子带的是负电荷,而且原子核带的正电荷和核外电子带的负电荷电量相等,电性相反,所以 整个原子才不显电性。
[教师]课本习题2。
启示学生:对于一个具体原子要具体分析。
要先分析氧原子核的构成,它是由8个质子和8中子构成,核外有8个电子,每个质子带一
单位正电荷,中子不带电,每个电子带一单位负电荷,所以整个原子不显电性。
[教师]提问:1.原子核所带的正电荷从何而来?
2.质子数与原子核所带的正电荷数有什么关系?
3.电子数与原子核所带的正电荷有什么关系?
[学生]思考、讨论。
[教师]1.原子核所带的正电荷来自质子所带的电荷。由于中子不带电,所以原子核所带的正电荷就是质子所带的电荷。
2.原子核所带的正电荷数称为核电荷数。因为原子核所带的正电荷全部集中在质子上,一个质子带一个单位的正电荷,所以,核电荷数=质子数。
3.因为原子核所带的正电荷和核外电子所带的负电荷电量相等,电性相反,一个电子带一个单位的负电荷,所以,核电荷数=核外电子数。得:核电荷数=质子数=核外电子数
[教师]很好。现在我们看书本表格来对构成原子的几种粒子进行全面的了解。
[请学生说出从表格中可得到哪些信息]
[学生]
1:质子和电子带相反的电荷,中子不带电。
2:质子和中子的质量差不多,电子的质量只有质子的质量的1/1836。
3:不是所有原子都有中子,如氢原子的中子数为零。
4:在原子中质子数等于电子数,和中子数不一定相等,质子书和中子数在有的原子中相等而在另一些原子中又不相等。
[教师]通过刚才的讨论我们应该清楚了原子的构成,那么原子的种类由谁来决定呢?
不同种类原子,核内质子数不同,(核外电子数也不同)。所以如果说原子有身份证,则质子可以作为身份证号码
引导学生分析数据:
1.原子的直径约是10-10m,原子核的直径约是10-14______10-15m。
学生讨论交流后,得出结论:
原子的质量主要集中在原子核(质子和中子)上,电子的质量可以忽略,但原子核占据的体积却非常小。
若将原子比做一个庞大的体育场,而原子核只相当于一只蚂蚁;原子的质量集中在原子核上,但是原子核的体积仅占原子体积的几千亿分之一.原子内部有一个很大的空间。
三、小结
1、原子是由居于原子带正电的原子核和带负电的核外电子构成的,而原子核是由质子和中子构成,区别:1个质子带一个单位的正电荷,1个电子带一个单位的负电荷,中子不带电。相同点:质子中子的质量几乎相等。
2、不是所有原子都有中子,如氢原子的中子数为零。
3、在原子中质子数等于电子数,和中子数不一定相等
四、作业