课题1 构成物质的微观粒子 第2课时（教学设计）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

课题1 构成物质的微观粒子 第2课时 离子是怎样形成的如何计算原子的质量 一、知识目标 1.理解原子核外电子的排布规律，掌握从 1 到 18 号元素原子结构示意图的书写，明确原子最外层电子数与原子化学性质的关系。 2.理解离子的形成原因，能区分正离子和负离子，掌握离子的定义、符号书写及意义，知晓离子是构成物质的微观粒子之一，明确原子与离子的区别与联系。 3.掌握相对原子质量的定义和计算逻辑，能根据相对原子质量计算简单物质的相对分子质量。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观物质的构成，认识到离子、原子等微观粒子的存在，理解微观粒子的性质和相互作用对宏观物质性质的影响。 2.证据推理与模型认知：通过对原子结构示意图、离子形成过程等模型的分析，建立微观粒子结构与性质的关系模型，培养逻辑推理能力。 3.科学态度与社会责任：了解中国化学家张青莲对相对原子质量测定的卓越贡献，增强民族自豪感和对科学的热爱。 一、教学重点 原子核外电子的排布规律、离子的形成及离子符号的书写、相对原子质量和相对分子质量的计算。 二、教学难点 离子形成的微观过程理解、相对原子质量概念的建立和计算。 本节教学内容出自化学沪科版五四制2024八年级全一册专题5《物质的微观构成》第2课时。本课时内容是在学生对原子结构有了一定认识的基础上展开的，它深入探讨了离子的形成、原子核外电子的排布以及如何计量原子的质量，是对物质微观构成知识的进一步深化和拓展。 教材首先介绍原子核外电子的排布规律，通过对不同元素原子结构示意图的分析，引导学生总结出原子最外层电子数与元素化学性质的关系，为理解离子的形成奠定基础。接着详细阐述离子的形成过程，包括离子的定义、符号书写、符号意义以及原子与离子的区别与联系，使学生认识到离子也是构成物质的微观粒子之一。最后引入相对原子质量的概念，介绍其定义、计算方法以及相对分子质量的计算，解决了原子质量难以书写、记忆和使用的问题。这些内容不仅有助于学生构建完整的物质微观构成知识体系，还为后续学习化学方程式、化学计算等内容提供了重要的基础。 教学对象是八年级学生，他们在之前的化学学习中已经对物质的组成和原子结构有了初步的了解，但对于原子核外电子的排布、离子的形成以及原子质量的计量等微观层面的知识还比较陌生。 从认知特点来看，八年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于直观、形象的事物容易理解，而对于抽象的微观概念和理论理解起来有一定难度。在学习原子核外电子的排布和离子的形成时，他们可能难以想象电子的运动状态和离子的形成过程。 从知识基础来看，学生在初中化学的前期学习中，已经掌握了一些基本的化学概念和化学反应，但对于物质的微观构成认识还不够深入。他们可能对原子的概念有一定的了解，但对于原子如何通过得失电子形成离子以及如何准确计量原子的质量缺乏认识。 从学习能力来看，部分学生已经具备了一定的自主学习能力和探究能力，但在分析问题和解决问题的能力上还有待提高。在学习过程中，需要教师引导他们通过观察、分析、推理等方法来理解和掌握新知识。因此，在教学过程中，教师应充分利用图片、动画等直观教学手段，帮助学生将抽象的知识形象化，降低学习难度，激发学生的学习兴趣。同时，要注重引导学生进行思考和探究，培养他们的科学思维能力和创新精神。 教学环节一 新课导入 【播放动画视频】同学们，老师先给大家播放一段有趣的动画视频。视频里展示的是钠在氯气中燃烧的实验场景，大家可以看到，原本银白色的金属钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，最后生成了白色的固体氯化钠。（播放视频，让学生直观感受实验现象） 【提出问题引导思考】大家想一想，在这个过程中，钠原子和氯原子到底发生了什么变化，才使得它们结合形成了氯化钠这种新物质呢？而且原子的质量非常小，我们又该如何去计量它们的质量呢？就像我们要知道一颗微小沙粒的重量很难，那科学家们是用什么办法来衡量原子质量的呢？ 【介绍化学史知识拓展视野】其实在化学发展的历史长河中，科学家们为了搞清楚原子的结构和质量等问题，付出了很多努力。比如道尔顿提出了原子学说，但是当时对于原子内部的具体情况还不清楚。后来随着研究的深入，人们逐渐发现了原子核外电子的排布规律等知识。还有中国化学家张青莲，他采用同位素质谱法主持测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、镝等元素的相对原子质量的新数值，这些数值已被国际原子量委员会采纳为新的标准数据，为化学的发展做出了卓越贡献。 【引出新课内容】带着这些问题和对化学史的了解，今天我们就一起来深入探究“离子是怎样形成的以及如何计算原子的质量”。 【设计意图】 1. 激发学生兴趣：通过播放生动有趣的实验动画视频，将抽象的化学变化以直观的形式呈现给学生，能够迅速吸引学生的注意力，激发他们对化学现象背后原理的好奇心和探索欲望，提高学生参与课堂的积极性。 1. 引发思考：提出关于原子变化和原子质量计量的问题，引导学生主动思考，让学生带着疑问进入本节课的学习，明确学习目标，增强学习的主动性。 1. 联系化学史：介绍化学发展过程中的重要人物和事件，如道尔顿的原子学说和张青莲对相对原子质量测定的贡献，不仅丰富了学生的化学知识，还能让学生了解化学学科的发展历程，培养学生对化学学科的热爱和尊重，同时也能激励学生学习科学家们勇于探索、追求真理的精神。 1. 自然导入新课：从实验现象和问题过渡到本节课的主题，使新课的引入自然流畅，让学生能够清晰地感受到知识之间的连贯性和逻辑性，为后续的学习做好铺垫。 教学环节二 原子核外电子的排布 活动一 引入原子核外电子排布概念 【引入】同学们，如果把原子比作一座十层大楼那样大，那么，原子核只相当于一粒绿豆般小。那在这么大的“空间”里，电子是如何运动和分布的呢？这就是我们接下来要探讨的原子核外电子的排布。 【问题】当原子只有一个电子时，电子是如何运动的？当原子中有多个电子时，它们又是怎样分布的呢？ 【学生思考】学生自主思考并尝试回答，可能会根据生活经验或已有知识进行猜测。 【讲解】当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子中有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。 【设计意图】通过形象的比喻引入课题，激发学生的好奇心和学习兴趣，引导学生思考电子的运动和分布情况，为后续学习原子核外电子的排布规律做铺垫。 【对应训练1】下列关于原子核外电子排布的说法正确的是（ ） A. 所有原子的电子都在同一轨道上运动 B. 当原子有多个电子时，电子都在一个球壳中绕核运动 C. 当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转 D. 原子核外电子的排布没有规律可循 【答案】C 【解析】A选项，原子有多个电子时，电子分布在多个球壳中绕核运动，并非都在同一轨道上，A错误；B选项，多个电子分布在多个球壳中绕核运动，不是一个球壳，B错误；C选项，当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转，C正确；D选项，原子核外电子的排布是有规律的，D错误。 活动二 学习原子核外电子排布规律 【问题】原子的电子排布有什么规律呢？比如每层最多能排多少个电子？ 【学生思考】学生阅读教材或结合课件内容，思考并总结规律。 【讲解】原子的第一层最多排2个电子，第二层最多排8个电子，最外层电子数最多不超过8个（只有1层的不超过2个电子）。 【设计意图】引导学生自主探究和总结规律，培养学生的归纳总结能力，让学生掌握原子核外电子排布的基本规律。 活动三 分析原子结构示意图及性质规律 【问题】写出从1到18号元素的原子结构示意图，从中能总结出什么规律？不同类型原子（稀有气体原子、金属原子、非金属原子）的最外层电子数有什么特点？结构是否稳定？性质如何？ 【学生思考】学生动手画出1-18号元素的原子结构示意图，分组讨论并总结规律，填写表格。 原子类型 原子的最外层电子数特点 结构是否稳定 推测原子性质 得失电子情况 稀有气体原子 8个（He为2个） 比较稳定 既不得电子，也不失电子 无 金属原子 一般少于4个 不稳定 易失电子 失电子 非金属原子 一般多于4个 不稳定 易得电子 得电子 【讲解】评价学生的讨论结果，强调原子的最外层电子数决定原子的化学性质，最外层排满时最稳定：当原子只有一个电子层时，最外层电子数为2；原子有多个电子层时，最外层电子数为8。 【设计意图】通过让学生动手画原子结构示意图、讨论总结规律，培养学生的动手能力和合作探究能力，加深学生对不同类型原子结构和性质的理解。 教学环节三 离子是怎样形成的 活动一 分析原子得失电子趋势 【引入】我们已经知道不同原子的最外层电子数不同，化学性质也不同。那么当不同原子相遇时，会发生什么呢？比如钠原子和氯原子相遇。 【问题】分析钠原子和氯原子在反应中的得失电子趋势。 【学生思考】学生根据前面所学的原子结构和性质知识，分析钠原子和氯原子的最外层电子数，得出钠原子易失去1个电子，氯原子易得到1个电子。 【设计意图】通过具体的例子，引导学生应用所学的原子结构和性质知识，分析原子的得失电子趋势，为理解离子的形成做准备。 【对应训练1】钠原子和镁原子相比较，在化学反应中更易失电子的是（ ） A. 钠原子 B. 镁原子 C. 一样容易 D. 无法比较 【答案】A 【解析】钠原子最外层电子数为1，镁原子最外层电子数为2，最外层电子数越少，越容易失电子，所以钠原子在化学反应中更易失电子，A正确。 活动二 学习离子的定义、符号书写和意义 【问题】什么是离子？离子是如何形成的？离子符号怎么书写？有什么意义？ 【学生思考】学生阅读教材和课件内容，思考并回答问题。 【讲解】带电荷的原子（或原子团）叫作离子。原子失去电子形成阳离子，带正电；原子得到电子形成阴离子，带负电。离子符号的书写是将带电情况标在元素符号的右上角，数字在前，“+”“ - ”在后，“1”省略。离子符号表示一种离子及一个离子所带的电荷数。 【设计意图】让学生自主学习离子的相关知识，培养学生的自主学习能力，掌握离子的定义、符号书写和意义。 活动三 比较原子与离子的区别与联系 【问题】原子和离子有什么区别和联系呢？从形成过程、结构、电性、表示方法等方面进行比较。 【学生思考】学生分组讨论，填写表格。 粒子类型 形成过程 结构 电性 表示方法 原子 - 质子数 = 电子数 不带电 用元素符号表示 阳离子 原子失电子 质子数 > 电子数 带正电 元素符号右上角标“+”及电荷数 阴离子 原子得电子 质子数 < 电子数 带负电 元素符号右上角标“ - ”及电荷数 【讲解】评价学生的讨论结果，强调原子和离子在一定条件下可以相互转化。 【设计意图】通过对比分析，让学生更清晰地理解原子和离子的区别与联系，构建完整的知识体系。 【对应训练3】下列关于原子和离子的说法正确的是（ ） A. 原子得失电子后都变成离子 B. 原子和离子都不显电性 C. 原子和离子不能相互转化 D. 离子的质子数一定不等于电子数 【答案】D 【解析】A选项，原子得失电子后不一定都变成离子，如稀有气体原子一般不易得失电子，A错误；B选项，原子不显电性，离子带电，B错误；C选项，原子和离子在一定条件下可以相互转化，C错误；D选项，离子是带电荷的原子（或原子团），质子数一定不等于电子数，D正确。 教学环节三 如何计量原子的质量 活动一 引入相对原子质量的概念 【引入】原子的体积和质量都很小，比如一个氢原子的质量是1.67×10 - 27 千克，一个氧原子的质量是2.657×10 - 26 千克。这样的数据容易书写、记忆和使用吗？ 【问题】如何更方便地计量原子的质量呢？ 【学生思考】学生感受原子质量的微小，思考解决办法。 【讲解】为了更方便地计量原子的质量，引入了相对原子质量的概念。用一种碳-12原子质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量。 【设计意图】通过展示原子的实际质量，让学生体会到使用实际质量的不便，从而引出相对原子质量的概念，让学生明白引入相对原子质量的必要性。 【对应训练1】下列关于相对原子质量的说法正确的是（ ） A. 相对原子质量就是原子的实际质量 B. 相对原子质量是一个碳原子质量的1/12 C. 相对原子质量是原子的相对质量，是一个比值 D. 相对原子质量的单位是千克 【答案】C 【解析】A选项，相对原子质量不是原子的实际质量，是一个比值，A错误；B选项，相对原子质量是以一种碳 - 12原子质量的1/12为标准，其他原子质量与之比较的比值，B错误；C选项，相对原子质量是原子的相对质量，是一个比值，C正确；D选项，相对原子质量的单位是“1”，通常省略不写，不是千克，D错误。 活动二 了解相对原子质量的测定及应用 【问题】我国哪位化学家为相对原子质量的测定做出了卓越贡献？相对分子质量如何计算？ 【学生思考】学生阅读教材内容，了解张青莲化学家的贡献，思考相对分子质量的计算方法。 【讲解】中国化学家张青莲采用同位素质谱法主持测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、镝等元素的相对原子质量的新数值，这些数值已被国际原子量委员会采纳为新的标准数据。相对分子质量等于构成分子的各个原子的相对原子质量的总和。 【设计意图】介绍我国化学家的贡献，培养学生的民族自豪感和爱国情怀，让学生掌握相对分子质量的计算方法，学会运用相对原子质量解决实际问题。 【对应训练2】已知氢的相对原子质量为1，氧的相对原子质量为16，则水分子（H2O）的相对分子质量为（ ） A. 17 B. 18 C. 19 D. 20 【答案】B 【解析】水分子（H₂O）的相对分子质量 = 氢原子相对原子质量×2 + 氧原子相对原子质量×1 = 1×2 + 16×1 = 18，B正确。 活动三 巩固相对原子质量和相对分子质量的计算 【问题】比较水（H₂O）、氢气（H₂）和氧气（O₂）的相对分子质量的大小。 【学生思考】学生根据相对原子质量和相对分子质量的计算方法，计算三种物质的相对分子质量并比较大小。 【讲解】评价学生的计算结果，强调计算相对分子质量时，要注意元素符号右下角数字的处理。 【设计意图】通过具体的计算和比较，让学生进一步巩固相对原子质量和相对分子质量的计算方法，提高学生运用知识解决问题的能力。 【对应训练3】下列物质的相对分子质量最大的是（ ） A. CO₂ B. H₂ C. N₂ D. O₂ 【答案】A 【解析】CO₂的相对分子质量 = 12 + 16×2 = 44；H₂的相对分子质量 = 1×2 = 2；N₂的相对分子质量 = 14×2 = 28；O₂的相对分子质量 = 16×2 = 32。所以相对分子质量最大的是CO₂，A正确。 课题1 构成物质的微观粒子 第2课时 离子是怎样形成的如何计算原子的质量 一、原子核外电子的排布 1. 排布方式 单电子：沿特定球形轨道运转 多电子：分布在多个球壳中绕核运动 1. 排布规律 第一层最多排2个电子，第二层最多排8个电子，最外层电子数最多不超过8个（只有1层的不超过2个电子） 1. 原子结构与性质 稀有气体原子：最外层8个（He为2个），结构稳定，既不得也不失电子 金属原子：最外层一般少于4个，不稳定，易失电子 非金属原子：最外层一般多于4个，不稳定，易得电子 最外层电子数决定原子的化学性质 二、离子是怎样形成的 1. 离子定义 带电荷的原子（或原子团）叫离子 正离子（阳离子）：原子失电子形成 负离子（阴离子）：原子得电子形成 1. 离子符号书写 带电情况标在元素符号右上角，数字在前，“+”“ - ”在后，“1”省略 1. 离子符号意义 表示一种离子及一个离子所带的电荷数 离子符号前数字表示离子个数 1. 原子与离子的区别与联系 原子 阳离子 阴离子 质子数与电子数关系 质子数 = 电子数 质子数 > 电子数 质子数 < 电子数 电性 不带电 带正电 带负电 形成过程 - 原子失电子 原子得电子 三、如何计量原子的质量 1. 相对原子质量 定义：以一种碳-12原子质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得到的比 表达式：相对原子质量 = 一个该原子的原子质量 /（一个碳12原子质量×1/12） 1. 相对分子质量 定义：等于构成分子的各个原子的相对原子质量的总和 计算示例：如H2O相对分子质量 = 1×2 + 16×1 = 18 1. 下列粒子结构示意图中，表示负离子的是( ) 【答案】D 【解析】原子得到电子形成阴离子，质子数小于核外电子数为阴离子。A选项质子数为11，核外电子数为10，质子数大于核外电子数，为阳离子；B选项质子数为8，核外电子数为6，质子数大于核外电子数，为原子失去电子形成阳离子的趋势；C选项质子数为12，核外电子数为10，质子数大于核外电子数，为阳离子；D选项质子数为8，核外电子数为10，质子数小于核外电子数，为阴离子。所以答案选D。 1. 关于相对原子质量的叙述： ①相对原子质量就是一个原子的质量； ②相对原子质量是原子的相对质量，是一个比值； ③ 相对原子质量的单位是“千克”； ④相对原子质量的近似值为质子数和中子数之和。 其中正确的是（ ） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】D 【解析】①相对原子质量是以一种碳 - 12原子质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得到的比，不是一个原子的实际质量，①错误；②相对原子质量是原子的相对质量，是一个比值，②正确；③相对原子质量是一个比值，单位是“1”，通常省略不写，不是“千克”，③错误；④相对原子质量的近似值为质子数和中子数之和，④正确。所以正确的是②④，答案选D。 1. 如图是某微粒M的结构示意图，关于该微粒的说法不正确的是( ) A．M的原子易得电子 B．M的质子数是17 C．M为非金属元素 D．x为8时，M为阳离子 【答案】D 【解析】A．由结构示意图可知，M原子最外层电子数为7，大于4，易得电子，A选项正确；B．圆圈内数字表示质子数，所以M的质子数是17，B选项正确；C．质子数为17的元素是氯元素，属于非金属元素，C选项正确；D．x为8时，核外电子数为18，质子数为17，质子数小于核外电子数，M为阴离子，D选项错误。答案选D。 在本次教学中，通过形象的比喻导入新课，激发了学生的学习兴趣。在讲解原子核外电子排布、离子形成和原子质量计量等知识时，借助示意图和实例，有助于学生理解抽象概念。但在教学过程中，发现部分学生对离子符号的书写和意义理解存在困难，后续应加强这方面的练习和指导。此外，对于相对原子质量和相对分子质量的计算，部分学生在处理元素符号右下角数字时容易出错，需要在今后教学中强化针对性训练，以提升学生的计算能力和知识运用能力。 9 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $