第3节 原子结构的模型
教学目标
1、了解原子的构成、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、了解同位素的结构特点,能说出1-2项在实际生活中的用途
3、知道物质也可由离子构成,认识离子微粒大小的数量级。
重点难点分析
重点:了解原子的构成、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。
难点:对原子结构知识的初步了解
课程资源的准备与开发
实验,课外资料
教 学 预 设 调控对策
【作业讲评】:摩擦起电的原因:物体中本来就存在正电荷和负电荷,通常情况下正负电荷的数量相等,物体是中性的。当两个物体摩擦时,电子从束缚较弱的物体转移到另一物体。失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负。注意:摩擦起电都是带负电的电子转移,而不是带正电的正离子或质子等的转移。
【引入】
1、练习:由同种原子构成的物质是纯净物;
由不同种原子构成的物质是混合物;
分子是由不同种原子构成的。
2、复习:物质的构成、电流的形成
【新授】
一、原子结构模型的建立与修正
1、道尔顿--实心球原子结构
--发现原子
2、汤姆森--“汤姆森模型”:原子是一个平均分布着正电荷的球体,带负电荷的电子嵌在中间。
--发现电子
3、卢瑟福--“卢瑟福模型”:电子绕原子核运行
【介绍】实验:α粒子轰击原子
4、波尔--“分层模型”:电子在固定的轨道上运动
5、“电子云模型”--电子在核周围有的区域出现的次数多,有的区域出现的次数少,就象“云雾”一样笼罩在核的周围。
【小结】建立模型是一个不断完善、不断修正的过程。使学生体验、学习科学家提出问题、建立假设、修正模型的研究方法。
二、原子的结构:
1、原子: 原子核: 带正电
(不显电性) 核外电子:带负电
2、原子核大小与核外电子运动范围(原子大小)的比较。
三、揭开原子核的秘密
1、原子核是由更小的两种粒子质子和中子构成的。
核电荷数:原子核所带的电荷数
一个电子带一个单位的负电荷,
一个质子带一个单位的负电荷;
【读表】思考:在原子中哪些数目总是相等的?
(1)核电荷数=质子数=核外电子数。
(2)中子数不一定等于质子数。
(3)原子内可以没有中子。
2、质子、中子核电子的质量比较
质子、中子的质量大小几乎相等。电子质量很小,在整个原子的质量中所占的比例极小,可忽略不计。所以说,原子的质量主要集中在原子核上。
【读图】一杯水的微观层次分析
3、一杯水--水分子--氧原子、氢原子--原子核、核外电子--质子、中子--夸克
四、原子的“孪生兄弟”--同位素
1、具有相同的核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称为元素。
如:氧元素就是所有氧原子的总称。
同种原子的原子核内核电荷数、质子数与中子数是一定的。
但有的原子其核内的中子数会发生变化。
【举例】氧的三种原子的原子核:核内都有8个质子,但中子数分别是8个、9个、10个。属于同种元素的不同原子。
2、原子中原子核内质子数相同、中子数不相同的同类原子统称为同位素。
氧的同位素原子是氧元素的不同种原子。
【思考】氧的3种同位素其核外电子应各有几个?--8个。
如:氢有3种同位素原子:氕、氘、氚。
汞有7种同位素。
3、同位素元素在工业、农业、医疗、国防等方面有广泛的应用:化学分析、消除细菌、医学诊断等。
【阅读】利用碳-14同位素测定年代
五、带电的原子--离子
【实验】钠在氯气中燃烧的实验
实验现象:
钠原子失去电子--形成正电荷的钠离子(阳离子)
氯原子得到电子--形成负电荷的氯离子(阴离子)
所以,离子就是带电的原子或原子团(离子的组成元素不止一种)。
离子和分子、原子一样也是构成物质的基本粒子。
【学生实验】估计高锰酸钾离子的大小
说明:这是一个思想实验。
目的:让显示感受到离子的存在,利用简易可行的实验估计构成物质的粒子--离子大小的数量级。
基本操作技能:固体药品的取用;毫米刻度尺的使用;液体体积的测量;振荡。
主要科学方法:估计方法、观察实验方法、对比方法。
实验设计思路:已知经过多次按1/10稀释后,最后能看到的紫红色高锰酸钾溶液中,每100毫升大约存在1000个高锰酸钾离子。根据稀释的次数克推算出高锰酸钾晶体中含有的高锰酸钾离子数为N。溶解前,先用毫米刻度尺测量并估算出离子的大小,这是一种通过宏观现象推测微观世界的思想方法。