4.1 原子结构与元素周期表 第一课时 学案-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学导学案围绕原子结构模型发展展开，引导学生梳理从古代思辨到现代量子模型的探索脉络，通过“原子能被分割吗”等任务驱动，搭建从哲学猜想到科学理论的学习支架，明确各阶段理论核心与局限。 特色在于以问题链引导科学推理，通过小组合作复刻α粒子散射实验等活动培养科学探究能力，习题设计兼顾基础与应用，助力学生形成“现象→假设→验证→完善”的科学思维，感悟科学精神与学科跨界重要性。

重走原子结构发展之路 ——认识原子结构 姓名____________ 班级____________ 【学习目标】 1、能从微观联想切入，梳理从古代思辨到现代量子模型的原子结构探索脉络，明确各阶段理论的核心观点与局限，建立对物质微观构成的系统认知。 2、通过分析关键实验的现象与结论，学会 “从实验事实推导理论假设” 的科学推理方法，能解释原子内部粒子的发现逻辑及原子电中性、质量分布的规律，并能正确书写原子表示方法、绘制简单原子结构示意图。 3、从原子模型迭代中，感悟 “科学理论在问题解决中发展” 的规律，体会 “质疑、实证、创新、协作” 的科学精神，能将 “现象→假设→验证→完善” 的探索思路迁移到化学学习中，理解学科跨界对科学研究的重要性。 【任务一】原子能被分割吗？ 一、古代思辨：原子学说的思想萌芽 1、墨子：“非半弗斫，则不动，说在端。” 2、德谟克里特：物质是由极小的、不可分割的被称为“原子”的微粒构成的。 【问题】 1、“原子”在希腊语中意为 “不可分割”，这一命名直接体现了他对原子的核心认知是什么？ ____________________________________________________________________________________________ 2、 近代突破：从哲学猜想到科学原子论 【活动一 】道尔顿原子理论的形成与意义 道尔顿整合了拉瓦锡（质量守恒定律）、普鲁斯特（定比定律）等科学家的______成果，提出原子理论。他认为：化学反应是______的重新排列，原子既不会产生也不会消失（解释质量守恒）；化合物由______按固定比例构成（解释定比定律）。 【道尔顿原子理论】 1、所有的物质都是由______构成的。 2、原子不可毁灭，也不能再分割成更小的粒子。（______不能再分） 3、一种元素的所有原子都是完全一样的，但这些原子与其他元素的原子则不同。实心球模型 【道尔顿模型（1803年）】 ______是构成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。 【问题】 1、1803 年，道尔顿研究 “氢气与氧气反应生成水” 时，发现 “化学反应中物质质量守恒、元素按固定比例结合”，这些实验数据为他提出原子学说提供了什么关键支撑？ ____________________________________________________________________________________________ 2、他提出 “原子是不可再分的实心球体”，基于这一“实心球模型”，如何解释 “同种元素原子性质相同，不同元素原子性质不同”？ ____________________________________________________________________________________________ 3、能否解释“不同元素原子的质量差异”？能否解释“原子整体是否带电”？ ____________________________________________________________________________________________ 猜测：______________________________________________________________________________________ 【任务二】原子内部有什么？ 3、 现代探索：揭开原子内部的 “神秘面纱” 【活动二】原子内部粒子的发现 汤姆孙阴极射线衍射实验 【问题】 1、1897 年，汤姆孙研究阴极射线时，发现射线在电场中发生偏转，这说明阴极射线是带电的还是不带电的？ ____________________________________________________________________________________________ 2、他通过计算发现射线中的微粒质量仅为氢原子的 1/1836，带负电（命名为 “电子”），且电子来自原子，这一发现直接推翻了道尔顿模型的哪一核心观点？ ____________________________________________________________________________________________ 3、原子整体呈电中性（不带电），但内部存在带负电的电子，说明原子中一定还有什么性质的微粒？ ____________________________________________________________________________________________ 【汤姆孙原子模型（1904年）】 原子是一个平均分布着 的粒子，其中镶嵌着许多 ，中和了正电荷，从而形成了 。 枣糕模型 【任务三】这些粒子在原子内部如何排列 【活动三】卢瑟福α粒子散射实验 小组合作，简单复刻并观察卢瑟福α粒子散射实验示意图，讨论以下问题。 1、实验现象：____________________________________________________________________________________________ 2、上题中实验现象说明原子内部大部分空间是什么状态？原子中心存在具有什么特点的微粒？ ____________________________________________________________________________________________ 结论：____________________________________________________________________________________________ 【卢瑟福原子模型（1911年）】 在原子的中心有一个 ，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。 【原子结构】 1、 质量关系：________________________________________________________________ 2、 电量关系：_______________________________________________________________________________ 3、 原子的表示方式： 【问题】 1、电子带有负电荷，而原子核含有质子并带有正电荷，为什么电子并没有被原子核吸引过来并结合在一起呢？ ____________________________________________________________________________________________ 【玻尔原子模型（1913年）】 在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。玻尔原子模型 【核外电子排布】 1、 电子层：________________________________________________________________________________ 2、 电子层的表示方法： 电子层数（n) 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 离核远近 能量高低 3、 核外电子的排布规律： _____________________________________ ____________________________________ 4、原子结构示意图： 【玻尔原子模型局限性】____________________________________________________________________________________________ 【电子云模型（1926-1935年）】 现代物质结构学说。电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。 【总结】小组合作，探讨问题 1、科学理论发展的基本思路：____________________________________________________________________________________________ 2、回溯原子结构模型的演变历程，从这些科学家的探索足迹中，你能汲取到怎样的精神力量？ ____________________________________________________________________________________________ 【课堂小结】 【课后作业】 1、复习本节课所学知识，绘制 “原子结构探索史时间轴”，完成教材课后习题。 2、用原子结构示意图表示核电荷数为1-20号元素原子的核外电子排布。 3、查阅资料，简要说明门捷列夫是如何编制元素周期表的。 【练一练】 1、某元素离子Am-的核内有n个中子，核外有x个电子。该元素原子的质量数为（ ）。 A．x-n+m B．x+m+n C．m+n-x D．x-m+n 2、我国第一艘国产航母“山东舰”使用了钛合金。钛的一种核素为，其中50表示（ ）。 A．核电荷数 B．中子数 C．质量数 D．质子数 3、在1~18号元素中，按要求填空。 (1)某元素原子K层和M层电子数相同，该元素的元素符号是 。 (2)某元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素的名称是 。 (3)某元素原子的核电荷数是核外电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为 。 4、核内中子数为N的离子R2+，质量数为A，则n g它的氧化物中所含质子的物质的量为（ ） A． B． C． D． 5、已知、、三种元素的原子中，质子数：，且都小于18，元素原子的最外层电子数是次外层电子数的4倍；元素的原子核外层电子数是层电子数的一半；元素原子的次外层电子数比最外层电子数多3。试回答下列问题： (1)写出三种元素的名称和符号： ， ， 。 (2)画出三种元素的原子结构示意图： ， ， 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $