跨学科实践活动 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程（教学课件）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

该初中化学课件聚焦物质的微观构成，系统梳理科学家探索物质组成与结构的历程（从古希腊原子论到现代原子模型），通过科学史时间轴和“假设-实验-模型”研究流程导入，搭建宏观元素观与微观粒子观的学习支架，帮助学生建立知识脉络。 其亮点在于融合跨学科实践与科学史教育，通过调查假说、用橡皮泥制作分子模型（如H₂、H₂O）并演示电解水微观过程，体现科学探究与实践素养。结合道尔顿、卢瑟福等科学家理论发展，培养严谨求实的科学态度与责任，助力学生形成“物质由元素组成、结构决定性质”的化学观念，提升动手协作能力，教师可借助实例增强教学直观性与互动性。

专题5 物质的微观构成 跨学科实践活动 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 化学沪科版五四制2024八年级全一册 学习内容导览 制作模型表征典型假说 2 调查有关物质组成与结构的假说 1 2 明·学习目标 1.了解不同时期科学家关于物质组成与结构的典型假说，掌握将假说转化为模型的实践方法。 2.通过调查、制作模型等活动，提升资料整理、动手实践与小组协作的能力。 3.体会科学家严谨求实的精神，培养勇于质疑、创新的科学态度。 3 引·新课导入 从古至今，“物质由什么组成” 一直是科学家们追寻的谜题。从古希腊的 “四元素说” 到近代拉瓦锡发现水的组成，每一次突破都离不开大胆的猜想与严谨的实验。 4 调查有关物质组成与结构的假说 01 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 1. 科学家探索物质组成与构成的时间轴 中国：阴阳说、五行说等 公元前10世纪前后 18世纪末 古希腊：德谟克利特 公元前5世纪前后 英国：道尔顿 19世纪初 古印度：朴素元素论 法国：拉瓦锡 “分解水”获得“可燃空气” 创立“原子论” 建立原子学说 法国：盖-吕萨克 提出气体化合体积定律 意大利：阿伏伽德罗 提出分子学说 6 一、调查有关物质组成与结构 探·知识奥秘 2.基于元素视角探究物质成分 拉瓦锡发展了波义尔“元素”的概念，在他《化学基础论》中首次列举33种化学元素。 化学元素反应了组成物质的最小单位。 结论：从物质的元素组成来表达物质。 拉瓦锡 分类 发现的元素 简单的中性物质 氧、氢、氮，光和热 简单的非金属物质 主要有硫、磷、碳、氯化氢、氟化氢、硼酸 简单的金属物质 主要包括了当时发现的锑、银、铋、铜、钴、锰、汞、金、铂、铅、锌、锡、铁、钼、镍、钨等金属 简单的碱性物质 包括氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铝和硅土等 请发表你对拉瓦锡元素分类表的看法？ 7 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 元素：具有相同　　　　（既　 ）一类原子的总称。 核电荷数 质子数 一类原子是指质子数相同而中子数不同的原子 元素的种类是由 决定， 原子的种类是由原子的 决定。 质子数 质子数和中子数共同 元素：一类原子的总称，一种元素往往包括多种原子 2.基于元素视角探究物质成分 8 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 只用于描述物质宏观组成 蛋壳 贝壳 石灰石 大理石 CaCO3 组成 由钙、碳、氧三种元素组成 元素 组成 纯净物 组成 混合物 2.基于元素视角探究物质成分 9 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 元素是同一类原子的总称，属于宏观概念，所以元素只讲种类，不讲个数。 如：水由氢、氧两种元素组 成，不能讲氢、氧两个元素 如：高锰酸钾由钾、锰氧三种 元素组成，不能讲钾、锰氧三 个元素 2.基于元素视角探究物质成分 10 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 3.基于原子、分子视角探究物质成分 原子的构成 原子 (中心) 原子核 核电荷数 (带正电) (核外) 核外电子 (带负电) 质子 中子 (每个质子带1单位正电荷) (不带电) (每个电子带1单位负电荷) 决定原子的种类 11 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 元素、分子、原子等与物质的层次关系 得失 电子 离子 构成 原子 分子 物质 构成 分裂 构成 构 成 12 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 道尔顿、汤姆孙和卢瑟福等提出的原子模型，以及科学家认识原子结构的历程 1803年，道尔顿提出：构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体 实心球模型 1897年，汤姆孙通过一系列实验确认：所有认为原子是球体,带正电的物质均匀地分布于球体内,带负电的电子一颗一颗地镶嵌在球内各处的一个个同心环上 科学家认识原子结构的历程 13 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 道尔顿、汤姆孙和卢瑟福等提出的原子模型，以及科学家认识原子结构的历程 1911年，卢瑟福过α粒子（带正电）散射实验，发现原子有带正电荷的核，体积很小，电子在核外运动。 核式结构模型 电子 原子核 14 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 道尔顿、汤姆孙和卢瑟福等提出的原子模型，以及科学家认识原子结构的历程 15 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 3.基于原子、分子视角探究物质成分 道尔顿 物质均由原子构成。道尔顿赋予元素的原子以不同的质量，发展了原子论。他认为水是由复杂原子（水原子）构成的。 结论：从原子角度来表达物质。 用道尔顿的元素符号表达水是如何生成的？ 氧原子 氢原子 水原子 （复杂原子） 16 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 3.基于原子、分子视角探究物质成分 盖-吕萨克 提出气体化合体积定律 通过实验发现2体积氢气和1体积氧气反应生成2体积水蒸气，推测： + → 氢原子 氧原子 水原子 17 探·知识奥秘 一、调查有关物质组成与结构 阿伏伽德罗 提出分子学说 认为物质是由分子构成的，分子由原子构成，提出“相同条件下，相同体积气体含有相同数目分子”，推测： + → 氢分子 氧分子 水分子 思考：三位科学家对“氢气和氧气反应"实验做出了不同解释，你更赞成哪位科学家的说法？为什么？分享你的看法。 19世纪60年代，分子学说被广泛接受后，水的化学式逐渐被同意确定为H2O 18 析·典型范例 【典例1】人类对原子结构的认识为现代量子理论的建立奠定了基础，如图几位科学家对原子的观点，按出现的先后顺序排列正确的是( ) A.③④①② B.③①②④ C.③①④② D.③②①④ B 19 析·典型范例 【典例2】人类对原子结构的认识是逐渐深入的。下列说法错误的是( ) A.英国科学家道尔顿提出一切物质都由原子构成，原子很小、不可再分 B.汤姆森发现了质子，纠正了“道尔顿原子论”中原子不可再分的观点 C.卢瑟福通过实验，推测原子是由原子核和核外电子构成的 D.三位科学家都运用了推理和模型来表达他们的理论成果 B 20 制作模型表征典型假说 02 探·知识奥秘 二、制作模型表征典型假说 模型建构是化学科学研究的 。 通过模型拼装可以从微观视角认识物质的组成与构成。 基本方法 1. 制作模型 各分子模型的制作数量要求如表所示。 2 个氢分子（2H2） n 个水分子（nH2O，n≥6） 1 个氮分子（N2） 1 个二氧化碳分子（CO2） 2 个氧分子（2O2） 1 个氨分子（NH3） 22 探·知识奥秘 二、制作模型表征典型假说 1. 制作模型 准备材料：两种颜色的橡皮泥或黏土、N根牙签。 把轻便泥做成小圆球形状 把做好的小圆球用牙签串起来 23 探·知识奥秘 二、制作模型表征典型假说 2.拼装模型演示电解水的微观过程 用2个水分子模型演示 1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成 2个氢原子结合成1个氢分子 2个氧原子结合成1个氧分子 水分子分解为氢原子和氧原子 24 探·知识奥秘 二、制作模型表征典型假说 1.化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化？结合该实验说说化学变化的微观实质是什么。 在化学变化中，分子的种类 ，而原子的种类、数目以及元素的种类 。 发生变化 保持不变 内容 分子种类 原子种类 原子数目 元素种类 反应前 反应后 是否变化 水分子 氢原子、氧原子 是 氢分子、氧分子 否 氢原子、氧原子 氢原子4、氧原子2 否 氢原子4、氧原子2 以2个水分子反应为例 氢元素、氧元素 氢元素、氧元素 否 结论： 讨论与交流: 25 探·知识奥秘 二、制作模型表征典型假说 化学变化中原子、分子的种类和数目以及元素的种类是否发生了变化？结合该实验说说化学变化的微观实质是什么。 分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。 化学变化的微观实质： 讨论与交流: 26 探·知识奥秘 二、制作模型表征典型假说 讨论与交流: 请你将所制作和拼装后得到的模型进行分类，分别放进右边的三个筐中。 27 探·知识奥秘 二、制作模型表征典型假说 模型展示: 28 析·典型范例 【典例1】下列微观粒子示意图中，能表示纯净物的是（    ） A A B C D 29 析·典型范例 【典例2】同学们为了探究水的组成，用如图所示的装置进行实验。通电后两电极都有气体放出，经检验甲试管里的气体能燃烧，乙试管里的气体能使带火星的木条复燃。若氢原子模型用“ ”表示，氧原子模型用“ ”表示，则保持乙试管中气体物质化学性质的最小微粒的模型是( ) B A． B． C． D． 30 理·核心要点 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程 调查有关物质组成与结构的假说 制作模型表征典型假说 水组成的发现 水电解生产氢气和氧气 水由氢元素和氧元素组成 探究物质组成的一般思路 原子种类、数目，元素的种类均不变 分子种类发生变化。 微观实质:分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。 31 1.元素观是化学的重要观念之一。下列有关元素的说法错误的是(　　) A.物质都是由元素组成的 B.同种元素的原子核内中子数相同 C.在化学变化中元素的种类不发生改变 D.元素周期表中原子序数等于该元素原子核内的质子数 练·技能实战 B 32 2. “千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”描述的石灰石煅烧过程，石灰石的主要成分是碳酸钙。下列关于碳酸钙组成的描述正确的是（ ） A. 碳酸钙由碳元素、氧元素和钙元素构成 B. 碳酸钙由碳原子、氧原子和钙原子组成 C. 碳酸钙由碳元素、氧元素和钙元素组成 D. 一个碳酸钙分子由碳元素、氧元素和钙元素组成 练·技能实战 C 33 3. 阅兵中展示的武器装备制造需多种金属材料，铁是其中常用的金属。下列关于铁元素和铁原子的说法，正确的是（ ） A. 铁元素是微观概念，铁原子是宏观概念 B. 铁元素既讲种类，又讲个数 C. 铁原子既讲种类，又讲个数 D. 铁元素和铁原子没有任何联系 练·技能实战 C 34 THANKS! 谢谢观看 九年级化学 上册·沪教版2024 $