内容正文:
智想卓育 HY 8年级下
10.1 探索微观
【素养目标】
物理观念
1.知道许多物质是由大量分子构成的。
2.知道分子是由原子构成的,了解电子的发现过程。
3.建立原子结构观念,了解微观世界的大致尺度。
4.知道原子的构成和卢瑟福粒子散射实验。
科学思维
1.能结合对宏观物体大小的认识抽象出微观世界的物质尺度的概念。
2.通过了解汤姆孙实验和卢瑟福实验,认识原子的核式结构模型。
科学探究
探究电子的发现对原子结构的意义,提出合理的猜想与假设,分组讨论,通过交流展示,加深对分子结构的认识,提升科学探究能力。
科学态度与责任
(1)通过了解分子概念的来源,培养严谨细致、实事求是的科学精神。
(2)通过科学史的简介,了解物理模型建立的过程,树立严谨的科学态度,不迷信权威,培养勇于探索的科学精神。
【教学重点】
1.知道宇宙是由物质组成的。
2.知道物质是由分子和原子构成的。
3.原子的核式结构和科学家探索原子结构的历程。
【教学难点】
对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。
【教学方法】
多媒体课件演示法
教学过程
一、引入新课
“水滴石穿”的意思是说水一直向下滴,时间长了能把石头滴穿。比喻学习或工作有恒心,有毅力,坚持不懈,这样才能获得成功。可你知道“石穿”的真实原因吗?
二、新课教学
探究点1 关于物质结构的猜想
[阅读课本]P116“关于物质结构的猜想”
[思考]阅读P116“信息浏览”,我国古代认为物质是由什么构成的?
[提示]我国古代思想家对物质是由什么构成的这一问题就有研究和记载:他们认为自然界是由金、木、水、火、土五种基本物质构成的。
[思考]古希腊的哲学家德谟克里特提出了什么猜想?
[提示]水滴石穿、铁铲用久了变薄等都是很微小地一点一点散失的。
[归纳提升]德谟克里特的猜想:大块物体是由极小的物质粒子构成的。他把这种物质微粒叫做“原子”,意思是这种粒子是不可再分割的。
[思考]你认为这样的猜想科学吗?
[提示]这样的猜想往往是在观察的基础上提出的,没有经过实验验证。
[归纳提升]人类在认识分子的过程中提出了一些猜测和想法,我们把这种科学研究方法称为“猜想”。猜想是经验素材和科学理论之间的一座桥梁,是一种重要的研究方法,科学探究经常需要猜想。
探究点2 物质是由分子和原子构成的
[阅读课本]P117-118“物质是由分子和原子构成的”
[思考]分子是怎么被发现的呢?
[提示]随着化学学科的发展,化学家从实验中发现,自然界中确实存在着能保持物质化学性质不变的最小微粒。1811年,意大利物理学家阿伏伽德罗首先把它叫做“分子”,我们常见的物体,如固体、液体和气体,无论大小、轻重有何不同,也无论是否有生命,都是由分子构成的。
[思考]物质是由分子组成的,是由多少个分子组成的呢?
[提示]水滴石穿要经过好多年,铁铲变薄也要经过好多年,说明组成物质的分子很多。
[小结]物质都是由大量分子组成的。
[思考]我们用肉眼能观察到分子吗?
[提示]分子很小,用肉眼是不能直接观察到的,用普通显微镜也无法观察到,需要用电子显微镜进行观察。
[思考]那么分子到底有多小,我们又如何去测定分子的大小呢?
[提示]用电子显微镜记录分子的排列,然后从放大的图中得到放大后的分子的直径,再比上显微镜的放大倍数,就可以得到分子的直径。这是一种精确的测量方法。
[思考]一颗绿豆,我们有没有什么办法测定它的直径?
[提示]可以用游标卡尺精确测量,也可以将100颗绿豆排列成直线测总长度,然后再求一颗绿豆的直径。
[思考]如果不是绿豆而是沙子,该如何测量沙子的直径呢?
[提示]先用量筒测量一定量沙子的体积,再将沙子彼此紧密排列,没有重叠,然后在坐标纸上画出轮廓求出沙子的面积,根据公式V=S·h求出沙子的直径h。
[思考]我们能否借鉴测量沙子直径的方法,测量分子的直径呢?
[提示]将一滴体积已知的小油滴滴在水面上,在重力作用下尽可能地散开形成一层极薄的油膜,此时油膜可看成单分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直径,所以只要再测定出这层油膜的面积,就可求出油酸分子直径的大小。
[提示]①把分子看成一个个小球;②油酸分子一个紧挨一个整齐排列;③认为油膜厚度等于分子直径。
[思考]已知一滴油的体积V和水面上油膜的面积S,则油酸分子的直径是多少?
[提示]油酸分子的直径d=。
[思考]这个实验要做些简化处理,你能指出来吗?
[归纳提升]大多数分子直径的尺度,其数量级是10-10 m。由此可知,分子非常的小。
[思考]分子是组成物质的最小微粒吗?
[提示]分子是保持物质化学性质的最小微粒,但不是构成物质的最小微粒。
[思考]分子很小,能不能继续分割呢?
[提示]人们通过化学的方法,发现还有比分子更小的粒子,称为原子。
[思考]不同物质的分子,其原子构成相同吗?
[提示]分子由原子组成,不同物质的分子,其原子构成也不同。
[思考]一个分子是由多少个原子构成的呢?
[提示]大多数分子是由多个原子构成的,叫做多原子分子,如水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的,二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的;有些分子是由单个原子构成的,叫做单原子分子。铁、铜、金、铂等大多数金属,它们的分子也就是原子。
探究点3 把原子“切开”
[阅读课本]P118-119把原子“切开”
[思考]原子能不能再分呢?
[提示]19世纪末,科学家用真空管进行放电实验时,发现真空管的阴极能发出一种射线。这种射线是由一种带负电的微粒构成的,它们来自原子的内部,这种微粒叫做电子。
[思考]电子有多大呢?
[提示]电子是比分子、原子更小的物质粒子,它的质量me=9.11×10-31 kg,约等于氢原子质量的,半径小于10-16 m。电子的发现否定了原子不可再分的说法。
探究点4 原子结构的两种模型
[阅读课本]P119~120“原子结构的两种模型”
[思考]发现电子后,科学家思考:电子带负电,而生活中的物体通常是不带电的,这说明了什么?
[提示]说明原子内部一定还有带正电的部分。
[思考]汤姆孙的原子结构模型是怎样的呢?
[提示]汤姆孙认为,原子像一个实心球体,均匀分布着带正电的物质,电子镶嵌在其中,犹如糕中的枣子,因此被称为“枣糕模型”。
[思考]卢瑟福的原子结构模型是怎样的呢?
[提示]卢瑟福认为原子中间有一个带正电的核,它只占有极小的体积,却几乎集中了原子的全部质量,带负电的电子在核外绕核运动,这一模型被称为“核式结构模型”。
[思考]如何验证这两种模型呢?
[提示]1911年,卢瑟福巧妙地利用放射性物质发出的α射线(带正电的粒子流)去轰击金箔,结果大部分粒子几乎不受任何阻挡地穿过金箔,只有少数粒子发生了偏转,据此验证了“核式结构模型”。
[小结]以后的实验进一步表明,原子中的电子并不像行星环绕太阳运转时那样有固定的轨道,而是形成电子云分布在原子核的外围。
探究点5 原子核的构成部分
[阅读课本]P120~121“原子核的构成部分”
[思考]根据卢瑟福的“核式模型”,思考原子核内有些什么?
[提示]科学家发现,氢原子的结构最简单,核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量,则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。
[思考]随后科学家们又发现了什么?
[提示]科学家还从实验中发现,原子核中还有一种不带电的粒子,它的质量跟质子差不多,这种粒子叫做中子。
[小结]原子核由质子和中子构成,质子和中子统称为核子。
探究点6 原子的结构
[阅读课本]P121~122“原子的结构”
[思考]观察图10-1-10中氢、氦、锂原子的示意图,你能说出它们的核内各有几个质子和中子吗?
[提示]氢原子核内有1个质子,无中子;氦原子核内有2个质子,2个中子;锂原子核内有3个质子,4个中子。
[思考]既然原子核也是可以再分的,那么,质子和中子能不能再分呢?
[提示]科学界已普遍确认质子、中子等也有内部结构,它们是由一种叫做夸克的更小微粒构成的。
三、课堂小结
让学生自己归纳总结本节课的学习内容。
四、布置作业
与八年级名校作业配套练习
五、板书设计
10.1 探索微观
一、关于物质结构的猜想
(1)德谟克里特的猜想
(2)猜想的重要性
二、物质是由分子和原子构成的
(1)定义
(2)命名
(3)分子的大小测量的方法
三、把分子“切开”
(1)电子
(2)电子的大小
四、原子结构的模型:
(1)枣糕模型;
(2)核式结构模型;
(3)α粒子散射实验;
五、原子核
(1)质子
(2)中子
(3)核子
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