内容正文:
课题2原子结构学案
一、学习目标
1.化学观念
认识原子的微观构成,明确原子不显电性的本质原因;建立原子核外电子分层排布的认知,理解最外层电子数与元素化学性质的关联;知道离子也是构成物质的微观粒子;掌握相对原子质量的定义,形成微观粒子有质量、可定量表征的微粒观。
2.科学思维
通过原子与乒乓球、地球的类比,以及原子核与体育场蚂蚁的类比,学会用模型、类比法认识微观结构;能根据原子构成数据归纳核电荷数、质子数、核外电子数的等量规律;能从电子得失角度分析离子形成过程,建立结构决定性质的逻辑思维。
3.科学探究
通过教材原子结构示意图、钠与氯气反应示意图等模型素材,学会用符号模型表征微观粒子排布与变化;能根据原子结构规律分析不同原子的电子排布特点,完成简单的微观变化推理。
4.科学态度与责任
了解我国科学家张青莲在相对原子质量测定领域的卓越贡献,增强民族自豪感;认识化学模型随认知深入不断完善的特点,形成严谨求真、尊重科学实证的研究态度。
二、课前预习
(一)生活情境问题
我们日常接触的铁、食盐等物质,都是由微观粒子构成的:铁由铁原子构成,食盐由钠离子和氯离子构成。肉眼完全看不到原子,为什么不同物质的化学性质差异巨大?原子内部藏着怎样的结构秘密?结合教材内容初步思考。
(二)教材基础填空
原子是由居于中心的________和核外________构成的;原子核一般由________和________构成,其中每个质子带1个单位________电荷,每个电子带1个单位________电荷,中子________。
原子不显电性的原因:核内质子所带正电荷总数与核外电子所带负电荷总数________、电性相反;因此在原子中,核电荷数=________=________。
原子核外电子是________排布的,离核越近电子能量越________;原子最外层电子数一般不超过________个(只有1层时不超过________个)。
稀有气体原子最外层有________个电子(氦为________个),属于相对稳定结构;金属原子最外层电子数一般________4个,化学反应中易________电子;非金属原子最外层电子数一般________4个,化学反应中易________电子。
带电荷的原子叫作________;带正电的是________,带负电的是________;________也是构成物质的微观粒子。
相对原子质量以________原子质量的为标准,其他原子质量和它相比得到的比值;原子质量主要集中在________上,因为________的质量极小可以忽略。
我国科学家________主持测定的多种元素相对原子质量被国际认定为标准。
三、课堂探究
探究任务1:拆解原子的内部构成
结合教材表3-1《几种原子的构成》完成以下活动:
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
氢
1
0
1
碳
6
6
6
氧
8
8
8
钠
11
12
11
氯
17
18
17
(1)对比表格数据,归纳原子内部三个等量关系:________;
(2)是不是所有原子都含有中子?举例说明:________;
(3)原子整体不显电性的微观解释:________。
探究任务2:核外电子分层排布与原子结构示意图
结合教材图3-10、图3-11和资料卡片部分原子结构示意图完成:
(1)原子结构示意图圆圈内数字代表________,弧线代表________,弧线上数字代表________;以氧原子结构示意图为例,分别说明圆圈、弧线、弧线上数字所代表的含义:________;
(2)观察氖、氩的排布,总结稀有气体稳定结构特点:________;
(3)对比钠原子和氯原子最外层电子数,推测二者化合时电子的转移方向:________。
探究任务3:离子的形成过程
结合教材钠与氯气反应生成氯化钠的示意图完成:
(1)钠原子如何变成钠离子?氯原子如何变成氯离子?
(2)氯化钠是由什么微观粒子构成的?离子和原子的区别是什么?
探究任务4:相对原子质量的理解
结合表3-2构成原子的粒子质量数据:
粒子种类
质量
质子
中子
电子
质子质量的
(1)为什么原子质量主要集中在原子核?
(2)为什么要引入相对原子质量,不直接使用原子实际质量?
探究任务5:化学模型方法认知
结合方法导引内容回答:化学中模型分为哪三类?构建化学模型的要求是什么?举一个本节课学到的化学模型实例:________。
四、课堂检测
选择题
1.(考点:原子构成)下列关于原子构成说法正确的是()
A.氢原子含有中子
B.原子核都由质子和中子构成
C.原子中质子数等于核外电子数
D.中子带微弱的正电荷
2.(考点:核外电子排布)氧原子的结构示意图中,最外层电子数为()
A.2 B.6 C.8 D.16
3.(考点:化学性质与最外层电子关系)下列原子化学性质最稳定的是()
A. B.C.D.
4.(考点:离子定义)下列关于离子说法错误的是()
A.离子是带电荷的原子
B.钠离子带1个单位正电荷
C.氯离子是阳离子
D.离子可以直接构成物质
5.(考点:相对原子质量)原子的相对原子质量主要由哪两种粒子决定()
A.质子、电子B.质子、中子C.中子、电子D.质子、中子、电子
填空题
6.钠原子质子数为11,它的核电荷数为________,核外电子数为________;钠原子失去1个电子后形成的离子符号为________。
7.以碳-12原子质量的________为标准定义相对原子质量;我国科学家________为相对原子质量测定做出了杰出贡献。
五、课后拓展
拓展情境:生活中的离子应用
我们日常吃的加碘盐、生理盐水都含有离子,生理盐水的溶质是氯化钠,由和构成。请用本节课知识解释:
钠原子和钠离子化学性质为什么差异极大?
从电子得失角度说明变成、变成的完整过程。
六、课后习题
基础巩固题
填写下表空白
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
铝
13
14
________
硫
________
16
16
1.铝的核外电子数________,硫的质子数________
2.画出质子数为9的氟原子的结构示意图,并说明它在化学反应中易得还是易失电子。
3.判断正误并改正:
(1)原子的体积很小,原子核占据了原子绝大部分空间()
(2)相对原子质量就是原子的实际质量()
能力提升题
4.对比原子结构和离子结构:氯原子核外电子数17,氯离子核外电子数为多少?二者质子数是否相同?说明理由。
5.从模型的角度分析:教材里原子构成示意图、原子结构示意图分别属于什么类型的化学模型?模型在认识微观原子结构中有什么优势?
答案+详细解析+易错提示+考点标注
二、课前预习答案
原子核;电子;质子;中子;正;负;不带电荷
解析:来自教材“原子的构成”原文内容,明确原子两级结构与粒子带电情况。
易错提示:易混淆中子、质子带电情况,中子不带电,只有质子带正电、电子带负电。
考点:原子的微观构成与粒子带电规律
相等;质子数;核外电子数
解析:原子正负电荷抵消不显电性,推导得出三数相等的核心规律。
易错提示:误写“中子数=质子数”,中子数和质子数不一定相等(如钠原子质子数11、中子数12)。
考点:原子不显电性的本质、核电荷数等量关系
分层;低;8;2
解析:来自原子核外电子排布原文,离核越近受原子核吸引力越强、能量越低。
易错提示:最外层电子数特例只有第一层(K层)最多2个,其余层最外层不超8个,易忽略第一层特例。
考点:核外电子分层排布规律
8;2;少于;失去;多于;得到
解析:来自稀有气体、金属、非金属原子最外层电子结构与化学性质的对应内容。
易错提示:不是所有金属最外层都一定小于4,教材表述为“一般少于4”,不能绝对化。
考点:最外层电子数与元素化学性质的关系
离子;阳离子;阴离子;离子
解析:离子定义与离子作为构成物质粒子的知识点。
易错提示:阳离子带正电、阴离子带负电,易写反二者电性。
考点:离子的定义、离子是构成物质的微粒
碳-12;原子核;电子
解析:相对原子质量定义、原子质量分布特点,电子质量仅为质子1/1836,可忽略。
易错提示:标准是碳-12原子不是普通碳原子,要限定含6质子6中子的碳-12。
考点:相对原子质量定义、原子质量分布特点
张青莲
解析:教材资料卡片中国化学家贡献内容。
易错提示:不要写错人名,牢记张青莲的领域是相对原子质量测定。
考点:化学史与科学态度素养
三、课堂探究答案
探究任务1
(1)核电荷数=质子数=核外电子数
解析:表格中所有原子质子数和核外电子数完全相等,推导等量关系。
(2)不是,氢原子中子数为0,不含中子
解析:表格氢原子中子数为0,是典型特例。
易错提示:默认所有原子都有中子,氢原子无中子是高频易错点。
(3)原子核内质子带的正电荷总数=核外电子带的负电荷总数,电性相反,整体对外不显电性
考点:原子不显电性的微观解释
探究任务2
(1)原子核及核电荷数;电子层;该层的电子数;圆圈+8代表氧原子核带8个单位正电荷(质子数8),第一层2个电子,第二层6个电子
(2)最外层达到8电子稳定结构(氦为2电子),不易得失电子,化学性质稳定
(3)钠原子最外层1个电子转移到氯原子最外层,钠失去电子、氯得到电子
易错提示:电子只能从金属原子转移到非金属原子,不能反向。
考点:原子结构示意图解读、电子排布与化学性质、离子形成电子转移规律
探究任务3
(1)钠原子最外层1个电子失去,变成带1个正电的钠离子;氯原子得到钠失去的1个电子,最外层达到8电子稳定结构,变成带1个负电的氯离子
(2)氯化钠由钠离子和氯离子构成;原子整体不带电,离子是带电荷的原子
考点:氯化钠的形成、离子与原子的区别
探究任务4
(1)电子质量仅为质子的1/1836,质量极小,原子绝大多数质量集中在质子和中子组成的原子核上
(2)原子实际质量数值极小(如氢原子),书写、计算不方便,相对原子质量是比值,数值简洁便于使用
考点:相对原子质量的引入意义、原子质量分布特点
探究任务5
实物模型、理论模型、符号模型;构建模型要以客观事实为依据,符合科学原理,用类比、简化、抽象突出原型主要特征;实例:原子结构示意图(符号模型)、原子构成示意图(实物模型)任选其一即可
考点:化学模型的分类与构建原则
四、课堂检测答案
选择题
1.C
解析:A氢原子中子数为0;B氢原子核只有质子无中子;D中子不带电;C符合三数相等规律。
易错提示:误以为原子核一定有中子。考点:原子构成规律
2.B
解析:氧原子结构示意图第二层(最外层)电子数为6。考点:原子结构示意图解读
3.C
解析:氖是稀有气体,最外层8电子稳定结构,化学性质最稳定。考点:最外层电子与化学稳定性
4.C
解析:氯离子带负电,属于阴离子不是阳离子。易错提示:阴阳离子电性写反。考点:离子分类
5.B
解析:电子质量可忽略,质量由质子、中子决定。考点:原子质量分布
填空题
6.11;11;
解析:质子数=核电荷数=核外电子数;失电子带正电。易错提示:离子符号电荷书写位置在右上角。考点:等量关系、离子符号书写
7.;张青莲
解析:相对原子质量标准、化学史内容。考点:相对原子质量定义、化学史
五、课后拓展答案
二者最外层电子数不同:钠原子最外层1个电子,易失电子化学性质活泼;钠离子最外层8电子稳定结构,化学性质稳定,所以化学性质差异极大
易错提示:化学性质由最外层电子数决定,不是总电子数。考点:结构决定化学性质
钠原子有11个核外电子,排布2、8、1,最外层1个电子容易失去,形成带1个正电荷的;氯原子17个核外电子排布2、8、7,最外层易得1个电子,形成8电子稳定结构的,阴阳离子结合形成氯化钠
考点:离子形成完整过程
六、课后习题答案
基础巩固题
1.铝核外电子数;硫质子数
解析:原子中质子数=核外电子数。考点:三数等量关系
2.氟原子质子数9,结构示意图:;最外层7个电子,化学反应中易得到1个电子达到8电子稳定结构。
易错提示:第一层最多排2个电子,第二层排7个。考点:结构示意图绘制、电子得失规律
3.(1)×;改正:原子核体积远小于原子,原子核外有很大空间,电子在核外空间运动;(2)×;改正:相对原子质量是比值,不是原子实际质量
易错提示:混淆相对原子质量和实际质量概念。考点:原子体积特点、相对原子质量定义辨析
能力提升题
4.氯离子核外电子数18;二者质子数相同,都为17;离子是原子得失电子形成的,原子核内质子数不会发生改变,只有核外电子数变化
易错提示:得失电子只改变核外电子,质子数固定不变。考点:原子与离子的质子数、电子数差异
5.原子构成示意图属于实物模型,原子结构示意图属于符号模型;模型可以把肉眼不可见的微观原子结构直观呈现,简化复杂微观细节,突出核心特征,方便我们描述、解释原子结构和化学变化规律
考点:化学模型分类与应用价值
考点总结说明
一、核心考点梳理+对应考法+易错点
核心知识点
对应中考考法
易错点提示
原子的构成与三数等量关系(核电荷数=质子数=核外电子数)
选择题表格数据分析、填空题填空计算、原子微粒数目推断
1.认为所有原子都有中子(氢原子无中子);2.混淆中子数和质子数的等量关系,二者不一定相等
原子核外电子分层排布、原子结构示意图
结构示意图读图、绘制、根据排布判断化学性质
1.最外层电子数规律的第一层特例(K层最多2电子);2.电子层排布顺序不能从外向内填
最外层电子数和化学性质的关系
判断金属/非金属/稀有气体化学活泼性、预测化学反应得失电子情况
表述是“一般”规律,不能绝对化;化学性质只由最外层电子数决定
离子的形成、离子符号书写、离子构成物质
离子阴阳分类、离子符号书写、氯化钠形成微观解释
1.阴阳离子电性写反;2.离子电荷数写在右上角,不能写在左下角;3.误以为离子质子数发生变化
相对原子质量的定义与质量分布规律
相对原子质量标准辨析、判断原子质量决定粒子
1.标准限定碳-12原子,不是任意碳原子;2.相对原子质量无单位(或单位为1省略不写),不是质量单位
化学史(张青莲贡献)
选择题化学史辨析、填空题填空
记错化学家研究领域和成就
化学模型方法
判断模型类型、模型作用分析
模型是随认知完善不断优化的,不是一成不变的
二、生活科技情景化联系(适配中考情景命题)
生活食盐、生理盐水:氯化钠由、离子构成,利用离子形成规律解释盐的形成、生理渗透压原理,是中考高频生活情景素材;
金属材料(铁、铝制品):金属原子最外层电子少易失电子,决定金属易发生腐蚀、导电性等性质,对接金属防护类情景题;
稀有气体霓虹灯、保护气:稀有气体8(氦2)电子稳定结构,化学性质极不活泼,用作保护气、电光源,是物质用途类情景考点;
相对原子质量国际标准:张青莲院士的科研成果体现我国化学科研实力,中考化学素养题常以此为情境考查科学态度维度;
微观医疗器械、纳米材料:依托原子结构模型设计微观材料,考查模型在微观研究中的应用,贴合前沿科技情景出题方向
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