第1节 构成物质的微观粒子 第3课时（教学设计）化学沪教版2024九年级上册

第1节 构成物质的微观粒子 第3课时 原子核外电子排布 离子 一、知识目标 1.知道原子核外电子是分层排布的； 2.了解原子结构示意图的含义； 3.以氯化钠为例，了解离子的形成过程； 4.知道离子与原子的区别与联系。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过氯化钠形成的宏观实验，辨识反应现象，探析微观本质：钠原子失电子→钠离子（Na⁺）、氯原子得电子→氯离子（Cl⁻），建立宏观现象与微观粒子变化的关联；借助原子结构示意图，辨识不同元素的电子层排布差异，理解电子转移是离子形成的微观动因。 2.证据推理与模型认知：基于原子电中性特征和稳定结构需求，推理典型金属（Na）、非金属（Cl）形成离子的必然性，构建“原子结构→电子转移→离子形成”的因果链；通过对比钠原子与钠离子、氯原子与氯离子的结构示意图，认知模型差异，归纳离子与原子的区别与联系。 3.科学探究与创新意识：通过模拟电子排布活动，探究电子分层排布规律（第1层≤2个、最外层≤8个），理解示意图中“圆圈”“数字”“弧线”的含义；尝试设计其他离子化合物（如MgCl₂）的形成过程，创新应用原子结构模型预测离子电荷（Mg²⁺、Cl⁻），体会模型迁移的价值。 一、教学重点 1.知道原子核外电子是分层排布的。 2.以氯化钠为例，了解离子的形成过程。 二、教学难点 1.知道离子与原子的区别与联系。 本课时是初中化学“物质构成的奥秘”主题中的关键深化环节，在学科体系中承上启下。从课标要求看，初中阶段需建立“离子是构成物质的微粒之一”的核心认知，并理解其与原子、分子的转化关系，为高中学习化学键、电解质等概念奠基。教材内容聚焦三个逻辑层次：首先，从氯化钠形成的宏观实验现象切入，揭示微观本质——原子通过得失电子转化为带电离子，明确离子的定义及形成条件（如钠失电子→Na⁺、氯得电子→Cl⁻），建立宏观—微观的必然联系。其次，引入原子结构示意图，将抽象电子运动可视化，阐释离子形成的深层动因：原子最外层电子数决定化学性质（钠最外层1个电子易失，氯最外层7个电子易得），渗透“结构决定性质”的学科思想。最后，通过分子、原子、离子转化关系图，系统整合三类微粒在化学变化中的角色，厘清“原子→离子→物质”的生成逻辑，形成完整的微粒认知网络。 教材编排凸显科学性：以氯化钠为典型载体贯穿全程，通过实验观察（宏观）→电子转移动画（微观）→结构示意图（模型）逐级推进，符合学生从感性到理性的认知规律。重点强调离子的形成机制与原子结构的内在关联，如对比钠原子（Na）与钠离子（Na⁺）的示意图，引导学生发现电子数、电性及稳定性的差异，自然导出离子与原子的区别（质子数相同、电子数不同、电性相反）。同时，拓展视野栏目“原子核外电子排布”进一步强化电子层排布规则，为后续元素周期律学习埋下伏笔。这种设计既紧扣课标对“微粒观”的培养要求，又通过微观探析深化证据推理能力，为高中化学从“宏观性质”向“微观结构”的进阶奠定坚实基础。 学生在学习本课时之前，已初步建立起分子、原子是构成物质基本微粒的认知，并掌握了原子的核心结构及定量关系。这些知识为理解离子概念奠定了基础。然而，学生对“电子转移”这一微观动态过程的认知仍存在显著障碍：一方面，虽然知道原子核外电子存在分层排布，但对电子层排布规则及其与化学性质的关联缺乏理解，难以解释“为何钠原子易失电子而氯原子易得电子”；另一方面，学生容易将离子与原子简单割裂，忽略二者通过电子得失相互转化的本质联系（如Na与Na⁺质子数相同），可能误认为离子是独立于原子的新粒子。 在宏观现象与微观本质的衔接上，学生能描述钠在氯气中燃烧的实验现象，但多数无法自发将白烟的形成归因于钠离子与氯离子的静电作用。此外，原子结构示意图作为抽象概念的可视化工具，学生虽能识别示意图中“圆圈”“数字”“弧线”的表层含义，却难以运用该模型预测其他元素的离子形成倾向，反映出模型迁移能力的不足。这些认知缺口恰是教学的关键突破点——需通过氯化钠形成的动态微观演示、原子与离子的结构对比等策略，将“电子转移”“电性平衡”“结构稳定性”等抽象原理具象化，帮助学生构建“宏观现象→电子排布→电子转移→离子形成”的完整逻辑链。 值得注意的是，学生对微观粒子的电性关系存在潜在误区：可能认为离子带电会导致物质带电，或混淆“离子化合物”与“分子化合物”的构成差异（如NaCl由离子直接构成而非分子）。需在后续学习中通过更多离子化合物实例强化辨析，逐步完善微粒观。 教学环节一 新课导入 【提问】同学们，我们知道原子由原子核和核外电子构成，电子在核外高速运动。大家有没有想过，这么多电子在核外运动会不会相互碰撞？它们的运动有什么规律呢？ 【学生回答】电子运动速度快，应该不会碰撞。 【展示】视频《电子如何运行》 【讲解】随着科技的发展，科学家通过研究发现电子在核外的运动是分层进行的。今天我们就一起来探索原子核外电子的排布规律，以及电子得失如何形成离子。 设计意图 1.创设问题情境：通过“电子运动是否碰撞”的疑问激发学生好奇心，引发主动思考。 2.明确学习方向：自然过渡到本节课核心内容“电子分层排布与离子形成”，让学生带着目标进入学习。 教学环节二 原子核外电子排布 活动一：电子分层排布的认识 【过渡】电子在原子核外一定区域内出现，这些区域叫做“电子层”。电子层非真实存在，是理论上的假设。核外电子在不同的电子层内运动，此现象叫做核外电子的分层排布。 【动画演示】感受电子分层排布特点（以钠原子为例），钠原子核外电子排布，展示第一层（2e⁻）、第二层（8e⁻）、第三层（1e⁻）。 【讲解】电子在原子核外的“电子层”内运动，离核越近，能量越低。离核最近的为第一层，依次为第二、三、四、五、六、七层，离核最远的也叫最外层。 【过渡】如何直观、形象地表示原子核外电子的排布呢？ 【提问】为了简明、方便的表示原子核外电子的排布情况，我们可以用原子结构示意图，大家观察钠原子的结构示意图，说说各部分代表什么含义？ 【学生回答】圆圈代表原子核，+11是核内质子数，弧线代表电子层，弧线上的数字是该层电子数。 【讲解】没错，圆圈代表原子核，圆圈里的数字表示核内质子数或核电荷数，电子层形象地用弧线表示，为了简明地表示各层的电子数，我们在弧线的中间写上各层的电子数。 设计意图 1.化解微观认知障碍：动画演示钠原子分层排布，将抽象电子运动可视化，帮助学生建立“电子层”的空间概念，理解“离核越近能量越低”的核心规律。 2.实现三重表征转化：从动态演示（微观）过渡到静态示意图（符号），引导学生将电子运动规律转化为可操作的化学语言，提问聚焦示意图的符号意义，推动学生主动建构“符号→微观实体”的对应关系。 3.培养证据推理能力：要求学生自主解析示意图各部分含义，训练从科学模型提取信息的能，通过学生回答暴露潜在误区，为教师针对性纠偏提供生成点。 活动二：电子排布规律总结 【展示】 常见元素周期表1—18号原子的结构示意图（氢、氦、锂、氧、氖、钠、氯等）。 【交流讨论】观察这些原子结构示意图，总结电子分层排布的规律： 1.第一层最多排几个电子？第二层最多排几个电子？ 2.最外层电子数有什么限制？（只有 1 层的原子呢？） 【学生回答】第一层最多排 2 个，第二层最多排 8 个；最外层一般不超过 8 个，只有 1 层的不超过 2 个。 【讲解】大家总结得很准确！每个电子层所排布的电子数是不同的，第一层最多为2个，第二层最多为8个，最外层最多为8个（只有一层的，电子不超过2个）。 【巩固练习】试试画出下列原子的结构示意图。 锂原子 3 氧原子 8 氯原子 17 镁原子 12 氖原子 10 磷原子 15 【学生回答】 【提问】再仔细观察这些原子的结构示意图，想想可以把这些原子分为几类？ 【学生回答】可以分为金属、非金属、稀有气体原子等。 【归纳总结】结合部分原子结构示意图填写下表。 原子 原子的最外层电子数特点 结构是否稳定 推测原子化学性质 得失电子 稀有气体原子 8个（He为2个） 稳定 比较稳定 既不得电子，也不失电子 金属原子 一般少于4个 不稳定 不稳定 易失去电子 非金属原子 一般多于4个 不稳定 不稳定 易得到电子 【讲解】分析这些原子的结构示意图可知： 1.稀有气体原子的最外电子层排满了8个电子（氦为2个），这种结构叫做相对稳定结构，因此它们的化学性质也是比较稳定的。 2.金属原子的最外层电子数一般少于4个，这种结构在化学变化中容易失去电子而使次外层达到稳定结构。 3.非金属原子的最外层电子数一般多于4个，这种结构在化学变化中容易得到电子而使最外层达到稳定结构。 因此原子的化学性质是由原子的最外层电子数决定的。通常，最外层电子数相同，化学性质相似。 【展示题目】典例：根据下列原子的结构示意图，回答下列问题： （1） 具有相对稳定结构的是 （填序号，下同）； （2） 易失电子的原子的是 ；易得电子的原子的是 ； （3） 化学性质相似的是 。 【学生回答】A，B，C和D，C和D。 设计意图 1.构建规律认知模型：通过典型原子示例覆盖金属/非金属/稀有气体全类别，提供充分证据支撑规律总结，引导式提问驱动学生自主发现排布规则，强化“数据→规律”的科学归纳能力。 2.实现知识迁移应用：即时练习，将抽象规则转化为实操技能，检测“电子分层”的理解深度，分类挑战，训练从结构特征（最外层e⁻数）推断性质类别的高阶思维。 3.渗透学科思想：强调最外层e⁻数主导化学性质（如Na最外层1e⁻易失，Cl最外层7e⁻易得），渗透“结构决定性质”学科思想，为离子形成奠定理论基础。 教学环节三 离子 活动一：离子的形成过程 【展示】钠原子和氯原子的核外电子排布图。 【讲解】钠原子中，质子数=电子数=11，钠原子不带电；氯原子中，质子数=电子数=17，氯原子不带电。 【动一动】分别画出钠原子和氯原子的结构示意图。 【学生回答】钠原子的结构示意图，氯原子的结构示意图 。 【提问】依据核外电子排布规律分析钠原子和氯原子在反应中的得失电子趋势。 【学生回答】钠原子的电子层中最外层只有1个电子，易失去1个电子达到8电子稳定结构；氯原子的电子层中最外层有7个电子，易得到1个电子达到8电子稳定结构。 【过渡】金属钠和氯气相遇，会发生什么呢？ 【展示】实验视频《钠与氯气反应》 【交流讨论】解释钠与氯气反应生成氯化钠的化学变化过程中，钠原子和氯原子发生了怎样的改变？ 【学生回答】当钠与氯气反应时，钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层上，这样两者都形成相对稳定的结构。 【讲解】失去电子的钠原子形成带正电的钠离子，得到电子的氯原子形成带负电的氯离子，带1个正电荷的钠离子和带1个负电荷的氯离子通过静电作用形成了氯化钠。 质子数 电子数 电性 质子数、电子数关系 电子得失情况 离子性质 钠离子 11 10 带一个正电荷 质子数〉电子数 失一个电子 阳离子 氯离子 17 18 带一个负电荷 质子数〈电子数 得一个电子 阴离子 【讲解】像钠离子、氯离子这样，原子失去或得到电子后形成的带电荷的粒子叫做离子。带正电的是阳离子，带负电的是阴离子。离子也是构成物质的一种微观粒子，氯化钠就是由钠离子和氯离子构成的。 设计意图 1.建立完整认知链：通过对比钠（最外层1e⁻）与氯（最外层7e⁻）的结构差异，引导学生预测得失电子倾向，渗透“结构决定性质”的学科核心观念，结合实验视频，将宏观现象与微观本质无缝衔接，实现三重表征的深度融合。 2.微观探析：用“电子转移”动画替代抽象描述，将不可见的微观过程可视化，化解“原子如何带电”的认知瓶颈，表格数据对比，用定量证据揭示离子带电的本质原因，强化“电荷守恒”思想。 3.构建认知模型：从具体案例（Na⁺、Cl⁻）抽象出离子定义，通过“阳离子/阴离子”的分类命名，关联物理中的电荷概念（正负电），促进学科间概念迁移。 活动二：离子的符号与意义 【讲解】离子符号的书写规则：在元素符号右上角标出电荷数和电性，数值在前，正负号在后，电荷数为 1 时省略。例如：钠离子 Na⁺、氯离子 Cl⁻、镁离子 Mg²⁺、氧离子 O²⁻。 【巩固练习】试试写出下列离子的离子符号： 氢离子 锂离子 氟离子 铝离子 硫离子 钙离子 【学生回答】H+ Li+ F- Al3+ S2- Ca2+ 【提问】Cl-这个符号表示什么呢？ 【学生回答】氯离子，1个氯离子，1个氯离子带1个单位负电荷。 【讲解】离子符号的意义：表示一种离子及一个离子所带的电荷数。 【提问】“2Mg²⁺”中两个“2”分别表示什么含义？ 【学生回答】前面的“2”表示 2 个镁离子，右上角的“2”表示每个镁离子带 2 个单位正电荷。 【归纳总结】原子与离子的区别与联系： 【学生回答】不带电；带正电荷；带负电荷；=；＞，减少；＜，不变； 【对比】展示原子与离子的区别与联系表格，引导学生总结：原子不带电（质子数 = 电子数），离子带电（阳离子质子数 > 电子数，阴离子质子数 < 电子数）；原子得失电子可形成离子，离子得失电子可变回原子。 【讲解】分子、原子和离子在化学变化中的转化关系 【展示题目】典例：下列关于离子的说法中不正确的是（ ） A.离子是构成物质的一种粒子 B.氯化钠是由钠离子和氯离子构成的 C.离子是一种不显电性的粒子 D.在化学反应中离子和原子可以相互转化 【学生回答】C 设计意图 1.规范书写强化：通过明确离子符号书写规则并结合实例讲解，搭配巩固练习让学生掌握“电荷数+电性”的书写规范，确保符号表达的准确性。 2.意义理解深化：通过提问“Cl⁻”和“2Mg²⁺”的含义，引导学生从宏观符号到微观意义的解读，理解离子符号既表示离子种类，也表示离子所带电荷及数量，建立符号与意义的关联。 3.区别联系明晰：借助表格对比原子与离子的电性、质子数与电子数关系及转化规律，帮助学生梳理微观粒子间的本质区别与联系，形成系统的粒子认知体系。 4.转化关系构建：总结分子、原子、离子在化学变化中的转化关系，完善物质构成的微观粒子知识网络，为后续物质性质与结构的学习奠定基础。 第1节 构成物质的微观粒子（第3课时） 一、原子核外电子的排布 1．分层排布 2．原子结构示意图 二、离子 ①定义 ②书写 ③意义 ④原子与离子的区别与联系 1.“结构决定性质”是化学的核心观念。如图是硫原子结构示意图，下列说法正确的是（ ） A. X的值为8 B.硫原子的核电荷数为16 C.硫原子在化学反中易得到电子，变成阳离子 D.硫原子和硫离子的性质完全相同 2.1911年，卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了原子的“核式结构模型”。α 粒子指某种含有 2 个质子和 2 个中子的原子核，该粒子对应原子的结构示意图为（ ） A． B． C． D． 3.下列有关分子、原子、离子的说法错误的是 （ ） A．分子、原子、离子都能构成物质 B．在化学变化中，原子可以被创造也可以被消灭 C．分子和原子不显电性，离子带电荷 D．钠原子和钠离子的化学性质不同 4.根据下列原子结构示意图判断，具有相对稳定结构的是_________（填序号，下同）；在化学反应中易失去电子的是__________；和②化学性质相似的是__________。 本节课的教学实践表明，通过“结构分析→实验验证→动态建模→符号转化”的递进设计，有效突破了离子概念的认知壁垒。学生成功从原子结构示意图推理出电子转移的必然性，结合钠在氯气中燃烧的实验现象，建立了宏观现象与微观离子形成的深度关联。离子符号书写规则和意义辨析通过阶梯式练习得到巩固，多数学生能准确书写常见离子符号。然而，部分学生对“离子化合物整体电中性”的理解仍存偏差，需强化阴阳离子电荷守恒的定量分析；同时，原子与离子相互转化的可逆性需结合更多案例深化。后续教学可增加MgO等离子化合物的结构对比，并引入数字化模拟化解微观动态过程的想象难点，进一步完善“结构决定性质”的微粒观。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$