第3节 建构原子模型 第1课时（培优教学课件）科学新教材浙教版七年级下册

第3节 走进微观世界 （第1课时 ） 第2章 物质的微观结构 浙教版七年级科学下册 原子结构模型和原子的构成 目录 原子结构模型的建立过程 1 第2章　物质的微观结构 原子的构成 2 科学观念:通过模型建构，知道分子、原子、离子等是构成物质的微观粒子;知道原子由原子核和核外电子构成;了解核电荷数、质子数、中子数和核外电子数等概念和数量关系;通过了解原子构成，能绘制原子结构示意图。 科学思维:通过上网搜索等途径，收集原子结构模型的发展资料，让枯燥的史实成为学生主动学习的素材;能依托假说建构模型，基于证据修正模型，展现研究物质结构的思路与方法;培养基于实验事实进行证据推理、模型建构的思维能力。 学习目标 探究实践:借助网络，能充分提取科学史中的实验证据，基于实验事实提出假设、建构模型。 态度责任:通过原子模型建构的科学史，了解科学家对原子结构的探索过程，体会科学家探索物质的组成与结构的智慧。 学习目标 重点： 能充分提取科学史中的实验证据，基于实验事实，建构原子模型。 教学重难点 难点： 会根据原子构成，绘制原子结构示意图。 课堂导入 从古至今，人类从未停止对物质构成奥秘的探索。早在西周时期，物质可以被不断分割的思想就开始萌芽，我们从造字中就能窥得一二。比如说“小"字，就是把一个东西不断分成两半的意思。墨家思想中的“端”就是墨子认为的无可分割的最原始的东西。无独有偶，在古希腊，哲学家德谟克利特也提出了类似的观点，并将这最小的部分称为原子。不过这个时期，人类既不懂得如何进行科学实验，也缺少必要的观测工具，对物质组成的认识大多来自想象。原子是最小的微粒吗?你想象中的原子是什么样子的?请用橡皮泥做一做你想象中的原子模型。 01 原子结构模型的建立过程 第2章　物质的微观结构 一、原子结构模型的建立过程 探索微观世界的起点 微观粒子的奥秘 分子很小，原子更小。原子之间能够结合成分子的奥秘，正是科学家在研究这小小的原子的结构时逐步揭示的。微观世界的每一个发现，都在重塑我们对物质本质的认知。 核心：建构原子模型 建构原子模型是认识分子等微观粒子的基础。它不仅是科学家探索未知的工具，更帮助我们直观地理解物质的构成逻辑和化学反应的变化规律。 一、原子结构模型的建立过程 道尔顿的实心球模型 (1808) J. Dalton 1766 - 1844 英国化学家、物理学家 近代原子论的奠基人 模型直观特征 基于机械论观点，将原子抽象为微小、坚硬、不可穿透且不可分割的实心球体。 提出者 / Proposer 英国科学家约翰·道尔顿(John Dalton)，他在1808年出版的《化学哲学新体系》中系统阐述了这一理论。 核心观点 / Core Viewpoints 原子是一个不可再分的实心球体，不能被创造或毁灭。 原子是构成宏观物质的最小微粒，同种元素的原子质量和性质完全相同。 历史里程碑 / Milestone 这是人类历史上第一个科学的原子模型，它标志着人类对物质微观结构的认识正式从哲学思辨迈入了定量实验的科学时代。 一、原子结构模型的建立过程 汤姆生的葡萄干面包模型 (1897) 提出者 英国科学家 汤姆生 (J. J. Thomson) 核心发现：电子的存在 发现原子内部存在带负电的电子，有力地证明了原子并不是不可分割的实心球体。 模型描述：葡萄干面包模型 原子是一个带正电的球体，正电荷均匀分布其中，而带负电的电子像葡萄干一样镶嵌在面包里。 历史意义：首次揭示了原子内部的复杂性与结构 一、原子结构模型的建立过程 卢瑟福的核式结构模型 (1911) 提出者：英国物理学家 欧内斯特·卢瑟福 (Ernest Rutherford, 1871-1937) 🔬 关键实验现象 绝大多数α粒子穿透金箔；极少数粒子发生大角度偏转，个别甚至被反弹。 💡 模型核心结论 原子的质量与正电荷集中在中心极小的原子核上，电子在核外空间绕核高速运动。 α粒子散射实验 模型的实验基石 实验颠覆了“葡萄干布丁”模型，首次证实了原子内部存在“核”结构，为后续研究指明了方向。 核式结构模型 现代原子理论开端 该模型完美解释了散射现象，奠定了现代原子物理学的基础，开启了人类探索微观世界的新篇章。 一、原子结构模型的建立过程 1808 JOHN DALTON / 道尔顿 实心球模型“原子是不可分割的微小实体” 1897 J.J. THOMSON / 汤姆生 葡萄干面包模型“发现电子，正电荷均匀分布” 1911 E. RUTHERFORD / 卢瑟福 核式结构模型“发现原子核，提出行星式结构” 从不可分割的实心球，到有核的微型太阳系，科学家们通过不断的实验和修正，逐步逼近了原子的真实面貌。 “ 大胆假设 · 小心求证 · 永不止步 ” 科学探索永无止境 —— 原子模型的演变 —— 一、原子结构模型的建立过程 通过查阅资料，以“科学家探究微观粒子结构、建构原子结构模型”为主题跟同学进行讨论交流。 02 分子之间存在空隙 第2章　物质的微观结构 二、原子的构成 原子是由居于原子中心的原子核与核外电子构成的。原子核是由质子和中子构成的。每个质子带 1 个单位正电荷，每个电子带 1 个单位负电荷，中子不带电。 二、原子的构成 原子核的体积仅为原子体积的几千亿分之一。科学研究还发现，构成原子核的质子、中子都是由更微小的基本粒子 — 夸克构成的。表2.3 - 1中是几种原子的构成。 二、原子的构成 表 2.3-1 几种原子的构成 二、原子的构成 由于原子核内质子所带的正电荷数量与核外电子所带的负电荷数量相等，电性相反，因而原子呈电中性。原子核所带正电荷数又叫作核电荷数，可见原子的核电荷数就等于核内质子数，也等于核外电子数。 在含有多个电子的原子中，核外电子分层排布，并遵循一定的运动规律在原子核外运动。 二、原子的构成 1. 可以用原子结构示意图简明地表示核外电子分层排布情况。如图2.3-5 所示是钠原子结构示意图。钠原子的核外电子分成几个电子层排布？最外层有几个电子？ 二、原子的构成 2. 氯原子结构示意图如图 2.3 - 6 所示，通过观察比较，就下列话题与同学进行交流讨论：钠原子、氯原子的核外电子排布有哪些相同之处？钠原子、氯原子的最外层电子数有什么不同？ 二、原子的构成 03 课堂小结 第2章　物质的微观结构 三、课堂小结 04 课堂练习 第2章　物质的微观结构 四、课堂练习 原子结构模型的建立是经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型的过程。下列有关图①②③所示的三种原子结构模型的叙述错误的是（　　） A．汤姆生认为图①模型中正电荷均匀分布在整个面包内，电子像葡萄干镶嵌其中 B．如图②模型玻尔认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上绕核运动C．卢瑟福在实验的基础上提出带负电的电子绕带正电且体积很小的原子核运动的图③模型 D．依据提出时间先后顺序，正确的排列是①②③ 四、课堂练习 【答案】D 【解答】解：A．汤姆生发现了电子，1904年汤姆生提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，他认为图①模型中正电荷均匀分布在整个面包内，电子像葡萄干镶嵌其中，故A正确； B．1913年波尔提出波尔模型，他认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上绕核运动，故B正确； C．1911年卢瑟福在实验的基础上提出了行星模型，认为带负电的电子绕带正电且体积很小的原子核运动，故C正确； D．现代的科学家提出了电子云模型，依据提出时间先后顺序，三种模型的正确的排列是①③②，故D错误。 故选：D。 四、课堂练习 1911年，英国科学家卢瑟福用带正电的粒子轰击金属箔，这就是著名的粒子散射实验（如图所示）。该实验不能证明的是（　　） A．原子核体积很小 B．原子核质量比较大 C．核外电子带负电 D．原子不是实心球体，大部分空间是空的 四、课堂练习 【答案】C 【解答】解：A、大多数根据α粒子能穿过金属箔且不改变原来的前进方向，只有极少数α粒子被反弹或大角度偏转，说明原子核体积很小，原子内部大部分空间是空的，该实验能证明“原子核体积很小”，故不符合题意。 B、极少数α粒子被反弹回来，说明原子核质量比较大（能阻挡并反弹质量较小的α粒子），该实验能证明“原子核质量比较大”，故不符合题意。 C、α粒子散射实验的现象（α粒子的运动轨迹），仅能反映原子核的相关性质（如体积、质量、带电情况），无法直接证明核外电子带负电，故符合题意。 D、大多数α粒子能顺利穿过金属箔，说明原子不是实心球体，大部分空间是空的，该实验能证明“原子不是实心球体，大部分空间是空的”，故不符合题意。 故选：C。 四、课堂练习 2020年12月17日，我国探月工程嫦娥五号返回器携带着1731g月壤样品安全着陆。月壤中含量丰富的氦﹣3可作为核聚变燃料，其原子核是由2个质子和1个中子构成的，氦﹣3的原子结构示意图为（　　） A． B． C． D． 四、课堂练习 【答案】A 【解答】解：氦﹣3原子核是由2个质子和1个中子构成的，原子中质子数＝核外电子数，则氦﹣3原子的质子数为2，核外电子数为2，氦﹣3的原子结构示意图为 。 故选：A。 四、课堂练习 分子和原子的本质区别是（　　） A．分子能保持物质的化学性质而原子不能 B．分子能构成物质而原子不能 C．分子大，原子小 D．化学变化中，分子可分，原子不可分 四、课堂练习 【答案】D 【解答】解：A、分子能保持物质的化学性质，原子也能，故选项错误。 B、分子和原子都是构成物质的粒子，故选项错误。 C、分子和原子不能比较大小，但由原子构成的分子，其一个分子比构成它的原子大，故选项错误。 D、在化学变化中分子分成原子，原子再重新组合成新的分子，故在化学变化中，分子可分，原子不可分，故选项正确。 故选：D。 05 提升训练 第2章　物质的微观结构 五、提升训练 原子结构模型的建立，经过了几代科学家的艰辛努力，直到现在仍在探索中。如图所示为锂原子结构的模型，图中原子核内有3个质子、4个中子。请简述锂原子的结构。 五、提升训练 【答案】原子核的体积占原子的体积很小；原子核是由质子和中子构成的；质子数等于电子数；整个原子对外不显电性；电子绕原子核沿一定轨道运动。 【解答】解：根据原子结构行星模型图可以看出：原子核的体积占原子的体积很小；原子核是由质子和中子构成的；质子数等于电子数；原子核上的正电荷和电子所带的负电荷相等，整个原子对外不显电性；电子绕原子核沿一定轨道运动。 故答案为：原子核的体积占原子的体积很小；原子核是由质子和中子构成的；质子数等于电子数；整个原子对外不显电性；电子绕原子核沿一定轨道运动。 $