第4节 探究物质组成的奥秘 第1课时（培优教学课件）科学新教材浙教版七年级下册

第4节 探究物质组成的奥秘 （第1课时 ） 第2章 物质的微观结构 浙教版七年级科学下册 元素与同位素 目录 认识元素概念 1 第2章　物质的微观结构 同位素 2 科学观念::通过概念辨析，了解元素和同位素的概念，明确不同元素的本质区别，初步形成元素观。 科学思维:通过拆解分子模型，运用类比与迁移、分析与综合、归纳与演绎等方法建元素和同位素的概念，培养模型理解和模型建构能力。 学习目标 探究实践:通过收集标签、小组讨论等活动，让学生亲身体验科学探究的过程;鼓励学生查阅资料、获取信息、分享观点，培养自主学习能力。 态度责任:通过关注生活中的元素，激发学习科学的兴趣;通过同位素在各个领域的应用，感受科学的力量，增强民族自豪感。 学习目标 重点： 建构元素和同位的概念。 教学重难点 难点： 形成物质是由元素组成的观念，从微观和宏观两个维度分析物质。 课堂导入 这些都是我们生活中比较熟悉的物质，这里的“钙”“铁”“锌”指的是什么? 葡萄糖酸钙 葡萄糖酸锌 铁剂 01 认识元素概念 第2章　物质的微观结构 一、认识元素概念 元素——组成物质的基本成分 ▍核心概念 定义：科学上，把具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子统称为元素。 特征：质子数决定元素种类，与中子数、电子数无关。 ▍生动比喻 世界如同一本巨著，数以亿计的“单词”构成了万物。而这其中的“字母”——也就是元素，其实只有100多种。它们通过不同的组合方式，构建了我们所见的一切。 图示：原子结构模型（质子数决定元素种类） 一、认识元素概念 有限的元素，无限的组合 90+ 自然界存在 约有90多种稳定的元素，构成了我们地球上山川、湖泊、生物等所有天然物质的基础。 118 人类已发现 (2026) 截至2026年，人类总共发现了118种元素。这个数字随着核物理科学的发展，还在缓慢且持续地增长中。 20+ 实验室人工合成 在已知的118种元素中，有20余种是科学家在实验室中通过核反应合成的。这些人造元素通常极不稳定，具有强烈的放射性。 一、认识元素概念 元素周期表——元素的科学排列 科学家们根据元素的原子结构和化学性质，将它们科学、有序地排列起来，编制出了元素周期表。它不仅是元素的“地图”，还能揭示元素性质的周期性变化规律，甚至曾用来精准预测未知元素的存在。 二、原子的构成 将你知道的关于元素的知识填入表 2.4-1中。 表 2.4-1元素的作用 你熟悉的元素（名称） 含该元素的物质 该元素的作用 钙 钙片 促进人体骨骼生长 一、认识元素概念 元素的本质：质子数决定一切 原子结构回顾 • 原子由原子核（质子+中子）和核外电子构成 • 核外电子质量极小，可忽略不计 核心定义与规律 • 核电荷数 = 核内质子数 •元素的本质区别在于质子数，与中子数无关 案例：氢元素的同位素 • 氢A(1质子0中子) 与 氢B(1质子1中子) • 结论：质子数均为1，故同属氢元素 原子微观结构示意图 一、认识元素概念 无处不在的元素 食品标签 · 微量元素 日常食品标签上，清晰标示出铁(Fe)、锌(Zn)、碘(I)等人体必需的微量元素，维持身体正常代谢。 补钙钙片 · 碳酸钙 常见钙片的主要成分是碳酸钙(CaCO₃)，由钙(Ca)、碳(C)、氧(O)三种基础化学元素化合而成。 自然矿石 · 成分同源 蛋壳、贝壳、石灰石看似不同，但其主要成分均为碳酸钙，都含有碳、氧、钙这三种相同的化学元素。 一、认识元素概念 宏观与微观的桥梁：元素与原子 元素 · 宏观概念 描述物质的组成成分，只讲种类，不讲个数。 ✅ 正确：水是由氢元素和氧元素组成的。 ❌ 错误：水是由两个氢元素和一个氧元素组成的。 原子 · 微观概念 构成物质的基本粒子，既讲种类，也讲个数。 ✅ 正确：一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。 💡 提示：微观粒子描述时，“个”数是关键。 核心逻辑：元素是一类原子的总称，宏观概念对应“组成”，微观粒子对应“构成”。 一、认识元素概念 到目前为止，人们已经发现了 118 种元素，其中人工合成的元素有20余种。由 100 多种元素组成的众多物质都是由原子、分子或离子构成的，如图 2 .4 - 1 所示 一、认识元素概念 元素在化学变化中不变 • 化学变化的本质是原子的重新组合。 • 反应中，原子的种类和数量恒定不变，仅结合方式改变。 • 因此，由原子构成的元素种类也绝对不会改变。 一、认识元素概念 元素名称的由来 118种元素均有中文名称。常温下单质呈气态的元素名称常以“气”为部首，如氢、氦、氮、氖、氯、氩等。常温下单质呈液态的元素名称常以“”或“水”为部首，如溴、汞等。常温下呈固态的非金属单质的元素名称常以“石”为部首，如碳、硫、磷等。金属元素名称常以“钅”为部首，如钠、铁等。 有些元素的中文名称采用新造字，例如新发现的118号元素符号为 “Og”，其中文名称为“”，读作“ào”，是一个新造字。 02 同位素 第2章　物质的微观结构 二、同位素 我们初步了解了元素的概念。元素就是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，如氧元素就是所有核电荷数为 8 的原子的总称。 二、同位素 如图 2.4 -2 所示为氧的 3 种原子的原子核，它们之间有什么不同？ 二、同位素 ▍ 核心定义 原子核内质子数相同、中子数不同的同类原子，互为同位素原子。这是判定同位素的根本依据。 ▍ 关键特征：同与异 质子数相同 属于同一种元素 中子数不同 导致原子质量不同 ▍ 逻辑关系 元素是互为同位素的原子的总称，同位素是微观层面的原子个体。 图示：氢的三种同位素（氕、氘、氚）原子结构对比 什么是同位素？ 二、同位素 如何区分同位素？ 元素符号法 ▍ 核心书写规则 在元素符号的左上角标注该原子的质量数（质量数 = 质子数 + 中子数）。这是国际通用的标准科学记法。 典型应用示例： • 氢的同位素：氕()、氘()、氚() • 氧的同位素：、、 元素名称法 ▍ 通俗命名规则 在元素的中文名称（或化学符号）后面，直接连接短横线和质量数。形式直观，广泛用于科普与日常交流。 典型应用示例： • 碳同位素：碳-12 (C-12)、碳-14 (C-14) • 铀同位素：铀-235 (U-235)、铀-238 (U-238) 二、同位素 氢的“三兄弟”：氕、氘、氚 氕 () · 最常见同位素 原子核内仅有1个质子，无中子。在自然界中丰度极高，超过 99.9%。 氘 (/ D) · 重氢 含1个质子 + 1个中子。其氧化物“重水”(D₂O) 是核反应堆中理想的中子减速剂。 氚 (/ T) · 放射性同位素 含1个质子 + 2个中子。具β放射性，在军事热核武器与科学研究中具有关键作用。 二、同位素 碳的同位素：考古学的“时钟” ▍ 碳-14 (¹⁴C) 测年原理 生物存活时，体内碳-14含量与大气保持平衡。死亡后，碳-14停止补充并以固定半衰期（约5730年）进行放射性衰变，含量随时间呈指数递减。 ▍ 考古年代测定方法 通过高精度仪器测量化石、木头等考古样本中剩余的碳-14含量，结合衰变公式进行计算，即可精准推算出生物体的死亡年代，是考古界的核心测年技术。 二、同位素 同位素的“神通广大” 医疗领域 利用放射性同位素照射体内病灶，治疗肿瘤等疾病。 工业领域 科研中，用放射性同位素原子作为示踪原子 农业领域 利用辐射诱变育种技术，改变作物遗传特性，从而培育出高产、抗病、优质的农作物新品种。 国防与能源 核潜艇利用铀的同位素裂变释放的能量作为动力 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 氘、氚是氢的同位素原子，氘、氚原子中数量不同的是（　　） A．中子数 B．质子数 C．电子数 D．核电荷数 四、课堂练习 【答案】A 【解答】解：氘、氚原子具有相同的质子数，但中子数不同，故互为同位素原子。 故选：A。 四、课堂练习 氕（ ）、氘（）、氚（ ）是氢的三种同位素原子。下列说法正确的是（　　） A．氕、氘、氚是三种不同的元素 B．三种原子的质量相等 C．三种原子的核外电子数不同 D．氕原子中的中子数为0 四、课堂练习 【答案】D 【解答】解：A、氕、氘、氚质子数都是l，都是氢元素，故A错误； B、根据相对原子质量约等于质子数加中子数，氘原子的相对原子质量是2；氕原子的相对原子质量是1，氚原子的相对原子质量是3，故三种原子的质量不相等，故B错误； C、氕、氘、氚质子数都是l，即核外电子数均为1，三种原子的核外电子数相同，故C错误； D、相对原子质量约等于质子数加中子数，氕原子中的中子数为0，故D正确。 故选：D。 四、课堂练习 024年，我国研制出高抗疲劳3D打印钛合金——TC4钛合金，它主要由钛、铝、钒等金属熔合而成。不同金属元素的本质区别是（　　） A．质子数不同 B．中子数不同 C．核外电子数不同 D．相对原子质量不同 四、课堂练习 【答案】A 【解答】解：元素是具有相同质子数（或核电荷数）的一类原子的总称，钛、铝、钒三种元素的本质区别是质子数（或核电荷数）不同； 故选：A。 05 提升训练 第2章　物质的微观结构 五、提升训练 我国新能源汽车行业发展迅速。其电池以及充电方式等相关问题引起人们关注，请根据信息回答下面小题： （1）锂、钠、钾等金属容易失去电子，所以常被用作电池材料，其中锂、钠、钾三种元素属于不同种元素的根本原因是它们原子中的 　 　 不同。 （2）研究表明，半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动，充电速度越快，电池容量相同的锂、钠、钾三种电池，充满电所用时间长短依次是钾电池、钠电池和锂电池，据此可以推测三种离子半径最大的是 　 　 。 五、提升训练 【答案】（1）质子数； （2）钾离子。 【解答】解：（1）质子数决定元素的种类，锂、钠、钾三种元素属于不同种元素的根本原因是它们原子中的质子数不同； （2）研究表明，半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动，充电速度越快。电池容量相同的锂、钠、钾三种电池，充满电所用时间长短依次是钾电池、钠电池和锂电池，所以锂、钠、钾三种金属的离子半径大小：钾＞钠＞锂。 故答案为：（1）质子数； （2）钾离子。 $