2.2 构成物质的微观粒子 第1课时(教学设计)化学新教材科粤版九年级上册
2026-09-07
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精品
摘要:
该初中化学教学设计聚焦分子、原子的概念及原子结构,通过庄子“一尺之棰”古文及古人对物质分割的思辨导入,从宏观物质能否无限分割过渡到微观粒子探究,搭建宏观现象到微观本质的学习支架。
资料亮点在于实验探究与科学史融合,借助香水扩散、氧化汞分解等实验及微观示意图进行证据推理,结合原子结构模型演变史培养科学思维,帮助学生建立微粒观,提升教师教学效率与学生宏微结合的化学核心素养。
内容正文:
第二节 构成物质的微观粒子
第1课时 分子、原子是什么
年级
九年级
学科
化学
课型
新授课
教材
科粤版新教材九年级上册 第二章 第二节 第1课时
教学目标
1.认识分子、原子,了解微粒特征;掌握分子、原子的区别与联系;
2.认识原子结构,初步看懂原子结构示意图;
教学重点
1. 分子、原子是构成物质的微观粒子;
2. 原子的内部结构
教学难点
1. 原子结构、原子结构示意图。
教材分析
本节教学内容源于科粤版九年级化学上册第二单元《空气、物质的构成》第二节《构成物质的微观粒子》第 1 课时《分子、原子是什么》。分子、原子是构成物质的基本微观粒子,是学生从宏观认知转向微观探究化学的重要转折点,在初中化学知识体系中起到承上启下的重要作用。本节课是对前期空气成分、物质宏观组成知识的拓展深化,突破了学生单一的宏观认知思维,同时为后续学习化学变化实质、元素、化学式、化学方程式等核心知识筑牢微观理论根基,是培养学生化学微粒观的重要课时。
教材依托花香扩散、水的蒸发、品红溶解等生活化现象导入,启发学生探究物质的微观构成,初步建立微粒认知。随后依次讲解分子、原子的基本概念与核心性质,让学生明确微观粒子真实存在,并掌握其质量和体积微小、不断运动、存在间隔的特点。通过对比辨析,厘清分子与原子的区别和联系,重点讲解化学变化中分子可分、原子不可分的核心知识点。最后结合实例与习题巩固知识,引导学生用微观视角解释宏观现象,建立宏微结合的化学思维,提升运用微粒知识解决基础化学问题的能力。
学情分析
九年级学生经过前期化学学习,已掌握物质宏观组成、空气成分等基础知识,能区分物理变化与化学变化,具备基本的实验观察和分析能力,擅长从宏观角度认识物质。但学生缺乏微观认知,对分子、原子等肉眼不可见的微观粒子了解空白,不掌握微粒性质以及分子、原子的区别与联系。
思维层面,学生正从具象思维向抽象思维过渡,具备基础的逻辑分析能力。但微观知识抽象难懂,学生难以建立宏观现象与微观本质的联系,无法用微观原理解释生活现象。学习上,学生多依赖结论记忆,缺乏宏微结合思维、微观想象力与证据推理意识。
因此,教学中需结合学生已有宏观知识,借助生活实例、直观现象和类比方法简化微观知识。通过梯度问题链引导学生由宏观推微观,搭建完整认知框架,帮助学生掌握分子、原子的概念和性质,突破学习难点,培养宏微结合思维与探究推理能力,建立化学微粒观。
教学过程
教学内容
设计意图
课堂导入
【展示古人思辨素材】同学们,早在两千多年前,我国古代先贤就对物质的分割展开思考。战国庄子在《天下篇》写下名句:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”一根一尺长的木棍,每天截下它的一半,按照这个说法,是不是可以永远分割下去?这是古人对于物质构成充满智慧的猜想。
【讲述古人对物质本源的思考】大家知道吗,在古代,很多思想家都在追问物质到底由什么组成。庄子认为物质可以无限分割,而也有部分古人猜想,物质分割到最后,会存在不可再分的微小颗粒。受时代条件限制,古人没有办法通过实验验证猜想,只能依靠思辨提出设想,物质能否无限分割这个谜题,也一直留到了近代化学才得以逐步解答。
【提出问题引导思考】物质究竟能不能无限分割?如果分割到极限,会得到什么样的微小粒子?这些构成物质的微观粒子又有着怎样的特点?带着这些疑问,让我们开启今天的探究之旅——分子、原子是什么。
1. 激发学生兴趣:借助庄子古文史料导入,调动学生对物质微观世界的探究好奇心。
2. 引发探究思考:围绕物质能否无限分割设疑,引出课题,开启微观粒子的探究。
环节一 分子是什么
问题一 香水的“旅行”
【引入】同学们,我们已经知道物质是由微观粒子构成的,接下来我们通过香水的小实验,一起来认识第一种微观粒子——分子。
【教师提问】请大家仔细观察接下来的演示实验,留意实验中会出现什么现象?
【学生思考】学生观察教师将香水洒在小毛巾上,抖开毛巾绕教室一周,能够闻到香味,但不清楚香味是如何传播过来的。
【讲解】
✅实验2‑2步骤:把香水洒在小毛巾上,抖开小毛巾,绕实验室一周。
✅实验现象:教室内的同学们都能够闻到香水的气味。
【过渡】明明没有接触毛巾,大家为什么却可以闻到香水的气味呢,我们一起来探究这个现象背后的秘密。
【教师提问】为什么我们和小毛巾之间隔着一段距离,依旧能够闻到香水的香味?
【学生思考】学生可以感知香味四处扩散,但无法从微观角度解释该现象,想不到物质是由微小粒子构成。
【讲解】许多物质都是被叫做分子的微观粒子构成的。本实验中的香水,就是由酒精分子和多种香精分子混合构成。香水的分子不断运动,扩散到空气当中,进入我们的鼻腔,我们就闻到了香水的气味。
【过渡】通过香水的旅行这个实验,我们可以总结出分子的相关知识,我们一起来梳理收获。
【教师提问】结合香水扩散实验,大家可以总结出分子有哪些特点?
【学生思考】学生能够记住闻到香味这一现象,但难以提炼出分子的相关性质,不会把扩散现象和分子运动建立联系。
【讲解】
✅知识总结:
1、分子是构成物质的一种微观粒子;
2、分子在永不停息地做无规则运动;
3、扩散现象可以证明分子在不断运动;
4、物理变化的本质:分子本身不发生改变,无新物质生成。
【过渡】我们认识了分子,知道分子在不断运动,那分子还有没有其他性质?接下来继续学习。
问题二 神秘的“白烟”
【引入】同学们,刚刚香水实验,我们认识了物理变化中分子只发生扩散,分子本身没有改变。接下来我们再来观察另一个有趣实验,看一看分子还会发生怎样的变化。
【教师提问】仔细观察这个实验,留意实验过程中会出现哪些现象?
【学生思考】学生观看浓盐酸与浓氨水反应实验,能够看到白烟,但不清楚白烟是如何产生的。
【讲解】
✅实验2‑3步骤:在玻璃管的两端分别放置蘸有浓盐酸和浓氨水的棉花团,塞紧胶塞。
✅实验现象:玻璃管中产生大量白烟。
【过渡】两端的棉花团并没有互相接触,为什么玻璃管中间却出现大量白烟?我们一起来分析这个现象。
【教师提问】为什么蘸有浓盐酸和浓氨水的棉花团并没有接触,却会在空中生成浓浓的白烟?
【学生思考】学生知道分子在不断运动,但想不到两种不同分子相遇可以产生新物质,无法理解白烟的生成原理。
【讲解】盐酸挥发出来的氯化氢分子和氨水挥发出来的氨分子,不断运动,在玻璃管内相遇,发生化学变化,生成氯化铵小颗粒,扩散到空气中,就形成了我们看到的白烟。
【过渡】香水实验属于物理变化,这个白烟实验发生的是化学变化,那化学变化中分子会发生什么改变呢?我们进行总结。
【教师提问】结合白烟的生成过程,说一说化学变化中分子发生了怎样的变化?
【学生思考】学生能看到有新物质白烟生成,但很难归纳出分子本身发生改变这一微观结论。
【讲解】
✅知识总结:在化学变化中,分子本身会发生改变,生成新的分子。
【过渡】现在我们有两个实验,一个是香水扩散的物理变化,一个是产生白烟的化学变化,我们把两个实验放在一起对比分析。
【教师提问】小组讨论,对比实验2‑2和实验2‑3,两个实验发生的变化有什么不同,完成表格填写。
【学生思考】学生可以区分有无新物质生成,但是很难把宏观变化和分子是否改变建立对应关系。
【讲解】
✅对比表格:
实验2‑2:无新物质生成,属于物理变化,分子本身没有改变。
实验2‑3:有新物质生成,属于化学变化,分子本身发生改变。
【过渡】我们通过表格对比,从分子视角重新认识物理变化与化学变化。
【教师提问】结合表格,从宏观和微观两个角度,说一说物理变化和化学变化的区别。
【学生思考】学生可以记住宏观上有无新物质生成,但是对微观层面分子的变化理解不到位,不容易记住分子是保持物质化学性质的微粒。
【讲解】
✅知识总结:
物理变化:宏观没有生成新物质;微观分子不变,仍然保持该物质的化学性质。
化学变化:宏观生成了新物质;微观分子改变,生成化学性质不同的新物质。
分子是保持物质化学性质的一种微观粒子。
【过渡】不同的分子可以聚集形成各不相同的物质,我们继续认识分子构成的物质。
【教师提问】观察图示,氢气、干冰、水分别由什么分子构成,想一想纯净物和混合物在分子组成上有什么区别?
【学生思考】学生能看懂分子模型图,但不会从分子种类角度区分纯净物与混合物。
【讲解】
✅知识总结:分子是构成物质的一种微观粒子。不同的分子聚集,构成各不相同的物质。
由一种分子构成的物质叫做纯净物;由多种分子构成的物质叫做混合物。
问题三 分子还能再分?
【过渡】我们已经知道分子是构成物质的微观粒子,那分子还能不能再分割呢?
【教师提问】分子本身是怎样构成的?分子能不能继续分割?
【学生思考】学生容易误以为分子是最小微粒,认为分子不可以再分。
【讲解】
✅结论:分子还可以分成更小的微粒,这种微粒就是原子。
知识总结
一、两个经典实验
1.实验 2‑2 香水的 “旅行”(物理变化)
(1)操作:把香水洒在小毛巾上,抖开毛巾绕实验室一周。
(2)现象:教室各处都能闻到香水气味。
(3)微观解释:香水分子在不断运动,扩散到空气中,进入人的鼻腔。
(4)变化本质:无新物质生成,分子本身不变,只是分子运动、扩散。
2.实验 2‑3 神秘的 “白烟”(化学变化)
(1)操作:玻璃管两端分别放蘸浓盐酸、浓氨水的棉花团,塞紧胶塞。
(2)现象:玻璃管内产生大量白烟。
(3)微观解释:氯化氢分子、氨分子不断运动,二者相遇发生反应,生成氯化铵固体小颗粒,形成白烟。
(4)变化本质:有新物质生成,分子本身发生改变,产生新分子。
二、物理变化与化学变化(宏观 + 微观对比)
1.物理变化
(1)宏观:没有生成新物质。
(2)微观:分子本身不变,物质的化学性质不变。
2.化学变化
(1)宏观:生成新物质。
(2)微观:原来的分子发生改变,生成新的分子,新分子具备不同的化学性质。
3.分子的定义:分子是保持物质化学性质的一种微观粒子。
三、分子相关拓展知识点
1.物质的构成:分子是构成物质的一种微观粒子,不同分子构成不同物质。
2.纯净物、混合物微观区分
(1)纯净物:由一种分子构成。
(2)混合物:由多种分子构成。
3.分子可以再分:分子不是最小微粒,分子可以拆分为更小的微粒 ——原子。
4.分子的特征:分子在永不停息地做无规则运动;扩散现象能够证明分子在不断运动。
【对应训练1】从分子角度解释:湿衣服放在阳光下更容易晾干。
【答案】温度越高,分子运动速率越快,水分子更容易扩散到空气中。
【解析】分子总是在不断运动,温度升高,分子运动速率加快。阳光下温度较高,衣服上的水分子运动变快,更容易扩散到空气中,所以湿衣服在阳光下干得更快。
【对应训练2】下列有关分子的认识,正确的是( )
A.物质都是由分子构成
B.分子受热体积变大
C.保持水化学性质的最小微粒是水分子
D.化学变化里,分子不发生改变
【答案】C
【解析】A:构成物质的微粒有分子、原子等,并不是所有物质都由分子构成,A错误;
B:物质受热,是分子之间的间隔变大,分子自身体积不变,B错误;
C:水是由水分子构成,分子是保持物质化学性质的一种微粒,因此保持水化学性质的最小微粒是水分子,C正确;
D:化学变化的本质是分子发生改变,生成新的分子,D错误。
故选 C。
1.本环节以认识分子、区分物理变化与化学变化的微观本质为核心展开教学,以香水的旅行、神秘的白烟两个演示实验为切入点,依托对比实验、分子模型分析,借助问题链引导学生建立宏观现象到微观粒子的思维转换,梳理分子的基本性质、分子的定义,从微观角度区分纯净物与混合物。
2.通过实验观察、现象解读、宏微观对比辨析、典例剖析训练,帮助学生掌握分子的相关知识,理解物理变化、化学变化的微观本质,建立物质是由微观粒子构成的基本观念,体会证据推理在化学学习中的价值,夯实微粒观知识框架,落实“宏观辨识与微观探析”“证据推理”的化学核心素养目标。
环节二 原子是什么
问题四 寻找分子、原子关系的证据
【引入】同学们,上节课我们学习到,在化学变化当中分子可以再分,那分子拆分之后得到的是什么微粒?人类又是如何认识原子的呢,我们一起来了解原子概念的发展历程。
【教师提问】阅读材料,说一说原子概念的发展经历了哪几个阶段?
【学生思考】学生能够提取文字中的时间节点,但是难以区分古代哲学猜想与近代科学实验结论的区别。
【讲解】原子的概念最初是古代哲学家提出,设想原子是构成万物不可分割的微粒,属于哲学猜想。到了近代,科学家依托实验探究,建立近代原子学说,逐步理清分子与原子的关系。现在我们借助化学变化的实例,来实证分子、原子之间的关系。
【过渡】我们借助氧化汞受热分解实验,寻找分子和原子关系的证据,进入探究实验。
【引入】我们来看经典实验——氧化汞受热分解,观察宏观实验现象,思考物质发生了怎样的改变。
【教师提问】观察实验,说一说实验过程中可以观察到哪些实验现象?
【学生思考】学生可以看到红色粉末变化,但是容易忽略生成两种不同生成物的现象。
【讲解】
✅实验步骤:取红色氧化汞粉末置于试管中加强热。
✅实验现象:红色粉末逐渐变化,试管内壁出现银光闪闪的水银,同时收集到可以支持燃烧的气体。
✅文字表达式:
【过渡】宏观上看到物质发生改变,那微观层面分子发生了怎样的变化?我们开展讨论交流。
【引入】宏观实验现象看不到微粒的变化,我们结合两个问题,思考微观层面的变化。
【教师提问】阅读下面两个讨论题,思考:
1.在化学变化中,反应物氧化汞分子发生了怎样的变化?构成氧化汞分子的汞原子和氧原子发生了怎样的变化?
2.反应生成的物质——氧气和汞分别是由什么微观粒子构成的?
【学生思考】学生能够记住宏观实验现象,但是无法自主推导分子拆分、原子重新组合的微观过程,不清楚汞的构成微粒。
【讲解】宏观现象无法直接观察微粒变化,接下来我们借助微观示意图,从微观视角寻找问题答案。
【过渡】接下来我们观察氧化汞受热分解的微观示意图,解开上面两个问题。
【引入】我们一起来看微粒模型图,看一看加热之后微粒发生了什么改变。
【教师提问】观察微观示意图,数一数反应前后氧化汞分子、汞原子、氧原子的数目,说一说微粒发生了什么变化?
【学生思考】学生可以看懂微粒图示,但是不会描述“分子拆分,原子不变”的过程。
【讲解】氧化汞分子由氧原子和汞原子构成,图中共2个氧化汞分子。加热发生化学变化,氧化汞分子分解成单个汞原子和氧原子,图中有2个汞原子、2个氧原子;大量汞原子直接聚集构成金属汞;每两个氧原子结合成1个氧分子,大量氧分子聚集形成氧气。
【过渡】看懂微观示意图,我们回到刚才的讨论题,完成问题解答。
【引入】结合微观示意图,我们对刚才的讨论问题进行梳理解答。
【教师提问】回顾两个讨论问题,现在可以完整说出答案了吗?
【学生思考】学生可以复述图示内容,但不容易归纳出化学变化中原子只重新组合,本身不变的规律。
【讲解】
✅问题1:氧化汞分子会分解成单个氧原子和汞原子;每2个氧原子结合成1个氧分子,很多氧分子聚集成氧气,很多汞原子直接构成汞。
✅问题2:氧气由氧分子构成;汞由汞原子构成。
【过渡】根据实验现象与微观图示,我们对本实验进行探究小结。
【引入】通过氧化汞受热分解实验,我们得到三条重要结论,请同学们一起梳理。
【教师提问】结合整个实验,说一说分子与原子存在什么关系?哪些物质可以由原子直接构成?化学变化中原子本身是否改变?
【学生思考】学生能记住例子,但是难以完整归纳三条结论,容易混淆分子、原子在化学变化中的变化情况。
【讲解】
✅(1)在化学变化中,氧化汞分子分解成为汞原子和氧原子。氧化汞分子是由汞原子和氧原子构成,分子由原子构成。
✅(2)有的物质可以由原子直接构成,例如金属汞由汞原子直接构成。
✅(3)汞原子、氧原子在化学变化中本身没有改变,仅仅是组合方式发生改变,原子重新组合构成新物质。
【过渡】基于实验结论,我们总结原子的定义与核心特征。
【引入】原子也是一种重要的微观粒子,我们梳理原子、分子、物质三者之间的联系。
【教师提问】观察关系框图,说一说微观粒子如何构成物质?分子和原子之间如何相互转化?
【学生思考】学生容易误以为所有物质都由分子构成,分不清“原子直接构成物质”和“原子先构成分子再构成物质”两条路径。
【讲解】
✅1.原子是构成物质的另一种微观粒子。原子可以构成分子;原子也可以直接构成某些物质。
微观粒子分为分子、原子;分子可以分解为原子,原子可以构成分子;分子、原子都可以直接构成物质。
【过渡】我们继续挖掘化学变化当中分子、原子的不同表现,得出原子的定义。
【引入】同样是化学变化,分子发生改变,原子却没有发生改变,这是原子非常关键的特点。
【教师提问】对比化学变化前后分子、原子的变化情况,思考为什么原子叫做化学变化中的最小微粒?化学变化的实质是什么?
【学生思考】学生容易错误理解为原子是永远不能再分的粒子,忽略限定条件“化学变化中”。
【讲解】
✅2.在化学变化中,分子本身发生改变;原子本身不会发生根本变化,只是重新组合成新分子,构成新物质。原子是化学变化中的最小微观粒子。
✅规律:化学变化前后,原子的种类、数目都不发生改变。
✅化学变化的实质:分子分解成原子,原子再重新组合成新的分子。
【过渡】我们把分子、原子做完整对比,梳理二者的区别和联系。
【引入】学习完分子、原子,我们用表格对比二者概念、本质区别、相同点、联系。
【教师提问】阅读表格,小组讨论,说一说分子和原子的本质区别是什么?二者有哪些相同点,又存在什么联系?
【学生思考】学生容易去掉“化学变化中”这个前提,错误表述为“分子可分,原子不可分”。
【讲解】
✅概念:分子是保持物质化学性质的一种微粒;原子是化学变化中的最小微粒。
✅本质区别:在化学变化中,分子可分,原子不能再分。
✅相同点:①都可以直接构成物质;都能保持各自微粒构成物质的化学性质。②质量、体积都很小,微粒之间有间隔,微粒在不停运动。③都具备种类、数量的含义。
✅联系:分子是由原子构成的。
【过渡】回到本节课开篇的空气,我们用分子原子的知识,分析空气中各成分的微观构成。
【引入】我们已经学习分子、原子,现在分析空气当中常见物质分别是怎样构成的。
【教师提问】观察表格,说出氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气、稀有气体的构成微粒。
【学生思考】学生容易误认为稀有气体也是由分子构成,不清楚稀有气体直接由原子构成。
【讲解】
✅氮气:由氮分子构成,氮分子由氮原子构成;
✅氧气:由氧分子构成,氧分子由氧原子构成;
✅二氧化碳:由二氧化碳分子构成,二氧化碳分子由碳原子、氧原子构成;
✅水蒸气:由水分子构成,水分子由氢原子、氧原子构成;
✅稀有气体(氦、氖、氩):直接由对应原子构成,不存在分子。
✅总结:氮气、氧气、二氧化碳、水等由分子构成,分子由原子构成;稀有气体直接由原子构成。
【过渡】我们完成了原子相关知识的学习,接下来进行习题巩固训练。
【引入】同学们,我们知道原子是化学变化中的最小微粒,那么原子本身具有哪些基本特点呢?今天我们通过生活实例和科学图像一起来认识原子。
【教师提问】观察图片并阅读材料,说一说原子具有哪些基本特点?
【学生思考】学生能够说出原子很小,但难以全面概括原子的特点,也不容易理解原子图像的获得方式。
【讲解】
✅1.原子在不断地运动着。
原子与分子一样,始终处于永不停息的无规则运动状态。
✅2.原子的体积和质量都非常小。
原子的体积十分微小,在长度约为1厘米的物体上,可以排列约1亿个原子。
✅3.原子是真实存在的微观粒子。
虽然我们无法直接用肉眼观察原子,但借助扫描隧道显微镜等现代科学技术,能够获得原子的图像,这有力地证明了原子的真实存在。
【过渡】原子很小,却真实存在,并且处于不断运动之中。那么,原子的这些特点与分子的基本性质有什么联系和区别呢?我们继续进行归纳。
【教师提问】结合所学知识,说一说原子和分子有哪些相似的基本性质?
【学生思考】学生能够分别说出分子和原子的特点,但不容易将二者的共同性质进行系统归纳。
【讲解】
✅原子与分子的共同特点:
①质量和体积都很小;
②都在不断地运动;
③微粒之间都存在间隔;
④都可以直接构成物质;
⑤都具有种类和数量的含义。
【教师提问】为什么我们能够通过扫描隧道显微镜观察到原子的图像?这说明了什么?
【学生思考】学生容易认为显微镜能够直接放大并看到原子的内部结构。
【讲解】扫描隧道显微镜获得的原子图像,是原子在仪器探测下形成的表征结果,不是普通光学意义上的直接拍照。它说明原子是真实存在的微观粒子,同时也说明原子的体积和质量非常小,必须借助现代精密仪器才能进行观测。
问题五 原子还能再分吗?
【引入】我们已经知道原子体积很小,是化学变化中的最小粒子。那原子是不是不可分割的最小微粒?原子内部又藏着怎样的秘密?
【教师提问】原子非常小,它是不是构成物质世界的最小微观粒子?原子内部有什么奥秘?
【学生思考】很多学生会被 “化学变化中原子不可再分” 误导,以为原子就是最小、不能再拆分的粒子。
【讲解】
在化学变化里原子不能再分,但脱离化学反应,原子仍然可以继续拆分。为揭开原子内部的秘密,一代代科学家开展了漫长的科学探索。
【过渡】接下来我们跟随科学家的脚步,一步步认识原子的内部结构。
问题六:人类对原子结构的认识是一步到位的吗?
【引入】科学家经过漫长探索,一步步揭开原子内部的面纱,人类对原子结构的认识并不是一次就完成的,是不断修正完善的过程。
【教师提问】人类对原子结构的认识是一步到位的吗?
【学生思考】学生容易以为科学家一次性就得出现在的原子模型。
【讲解】原子结构模型的演变历程:
- 道尔顿模型|1808年|英国‑道尔顿:实心球体模型,认为原子是不可分割的实心小球。
- 汤姆孙模型|1897年|英国‑汤姆孙:发现电子,提出“西瓜模型”,正电荷均匀分布,电子镶嵌其中。
- 卢瑟福模型|1911年|英国‑卢瑟福:α粒子散射实验,提出原子核式结构,原子中心存在体积很小的原子核,电子绕原子核运动。
- 波尔模型|1913年|丹麦‑波尔:电子在固定轨道上绕原子核运动。
- 电子云模型|依据量子力学:现代模型,电子没有固定轨道,描述电子出现概率的空间区域。
✅小结:人类对原子结构的认识不是一步到位,是随着实验技术进步,不断修正、完善的过程。
【过渡】经过一代代科学家的研究,现代科学明确了原子真实的内部构成。
问题七:原子的内部构成是怎样的?
【教师提问】原子的内部构成是怎样的?观察原子结构示意图,找出构成原子的微粒。
【学生思考】学生分不清原子核、质子、中子、电子的从属关系,容易混淆微粒带电情况。
【讲解】
1.原子由原子核和核外运动的电子构成。
2.原子核由一定数目的质子和中子构成。
3.带电情况:
- 每个质子带一个单位正电荷
- 每个电子带一个单位负电荷
- 中子不带电
【过渡】质子带正电,电子带负电,为什么原子整体不带电?
问题八:原子不显电性的原因
【教师提问】观察表格中几种原子微粒数目,你能得到哪些结论?
【学生思考】学生读表不容易发现:氢原子没有中子;质子数=核外电子数;质子数决定原子种类。
【讲解】
1.同一种原子,原子核中的质子数和核外电子数相等。
2.质子、电子所带电荷电量相等,电性相反,因此整个原子不显电性。
3.重要信息:
①不是所有原子都含有中子(氢原子中子数为0)
②不同原子,质子数不同。
【过渡】我们把原子核带的正电荷数叫做核电荷数,梳理原子内部微粒的等量关系。
知识总结:原子内部粒子等量关系
【教师讲解】
原子
├─原子核(带正电)
│ ├─质子:1个质子带1个单位正电荷;质子总数=核电荷数
│ └─中子:不带电
└─核外电子:1个电子带1个单位负电荷
✅核心等式:
核电荷数 = 质子数 = 核外电子数}$
✅质子数决定原子的种类。
【易错提醒】中子数不一定等于质子数。
【过渡】我们可以用原子结构示意图直观表示原子内部原子核与核外电子排布。
知识总结:认识原子结构示意图
【教师提问】观察硫原子结构示意图,每一部分代表什么含义?
【讲解】以硫原子(+16,2、8、6)举例:
1.圆圈代表原子核;圈内数字“+16”:代表原子核带正电,数字为核电荷数(质子数)。
2.弧线代表电子层:
第一条弧线:第一电子层;
第二条弧线:第二电子层(次外层);
第三条弧线:第三电子层(最外层)。
3.弧线上数字:该电子层上的电子数目;最外侧数字为最外层电子数。
举例:
-氧:+8,2 6
-钠:+11,2 8 1
-氩:+18,2 8 8
✅提示:原子结构示意图圈内数字=质子数,各层数字之和=核外电子总数。
【过渡】电子不是随意排布在电子层,有固定排布规律。
知识总结:原子核外电子排布规律
【教师提问】观察1‑18号原子结构示意图,总结核外电子排布有什么规律?
【学生思考】学生容易记混每层最多容纳电子数,分不清金属、非金属原子最外层电子特点。
【讲解】
1.电子层排布上限:
①第一层(离核最近)最多排2个电子;
第二层最多排8个电子。
②最外层最多不超过8个电子。
③稳定结构:最外层达到8电子;如果只有一层,则2个电子为稳定结构(稀有气体氦、氖、氩)。
2.原子最外层电子与化学性质:最外层电子数决定物质的化学性质。
①金属原子:最外层电子一般少于4个,化学反应中容易失去电子,趋向内层稳定结构。
②非金属原子:最外层电子一般多于4个,化学反应中容易得到电子,趋向本层8电子稳定结构。
【过渡】了解电子排布,我们再看原子、原子核体积和质量的分布特点
问题九:原子与原子核的相对大小和质量分布
【教师提问】原子、原子核体积、质量分布有什么特点?图片用体育场类比原子,蚂蚁类比原子核,说明了什么?
【学生思考】学生容易误以为原子质量分散在各个微粒,忽略电子质量极小。
【讲解】
1.原子很小,原子核更小。(体育场类比原子,蚂蚁类比原子核)
2.电子在原子核外极其广阔的空间做高速运动。
3.原子的质量几乎全部集中在原子核上。
质子、中子质量大致相等;电子质量很小,仅约等于质子质量的1/1836,电子质量可以忽略不计。
知识总结
一、分子与原子的关系
1. 氧化汞受热分解实验
现象:红色粉末受热,生成银白色汞和能助燃的氧气。
微观:氧化汞分子分解为汞原子、氧原子;汞原子直接聚成汞;氧原子两两结合成氧分子,聚成氧气。
2. 关系
①分子由原子构成;
②物质构成:分子构成氧气、二氧化碳等;原子直接构成金属、稀有气体;
③化学变化中:分子可分,原子只重新组合,本身不变。
3. 分子、原子对比
概念:分子保持物质化学性质;原子是**化学变化中最小微粒**。
本质区别:化学变化中,分子可分,原子不可分。
相同点:质量体积小、不断运动、有间隔、可直接构成物质。
联系:分子由原子构成。
4. 化学变化实质:分子分裂成原子,原子重新组合为新分子;反应前后原子种类、数目不变。
5. 原子基本性质:真实存在,质量体积小,不停运动。
二、原子结构模型演变
1. 道尔顿:实心小球模型
2. 汤姆孙:西瓜模型(发现电子)
3. 卢瑟福:原子核式结构(α 粒子散射实验)
4. 波尔:电子固定轨道运动
5. 现代电子云模型:电子无固定轨道
三、原子内部结构
1. 原子 = 原子核(+)+ 核外电子(‑)
原子核 = 质子(+)+ 中子(不带电)
2. 原子不显电性:**质子数 = 核外电子数**,正负电荷抵消。
特例:氢原子无中子;质子数决定原子种类;中子数≠质子数。
3. 等量关系:核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
4. 原子结构示意图
圆圈为原子核,圈内数字是质子数;弧线为电子层;弧上数字为本层电子数。
5. 核外电子排布
第一层最多 2 个,第二层最多 8 个,最外层≤8。
稳定结构:一层为 2 电子;多层为最外层 8 电子。
最外层电子数决定化学性质:金属易失电子,非金属易得电子。
6. 体积质量:原子核体积很小;原子质量几乎集中在原子核,电子质量可忽略。
【对应训练1】判断:原子是化学变化中的最小粒子,所以原子永远不能再分。这句话是否正确?请说明理由。
【答案】错误
【解析】化学变化中原子不可再分;脱离化学反应,原子可以分为质子、中子、电子。
【对应训练2】下列关于原子结构说法正确的是( )
A. 原子核都由质子和中子构成
B. 原子不显电性,是因为质子数 = 中子数
C. 电子质量很小,原子质量主要集中在原子核
D. 原子最外层电子数相同,化学性质一定相同
【答案】C
【解析】A错误,氢原子核内没有中子;B错误,原子不显电性是因为质子数=核外电子数;C正确;D错误,最外层电子数相同,化学性质不一定相同。故选C。
1. 本环节以氧化汞受热分解实验为证据主线,依托实验现象、微观示意图、史料阅读、小组讨论的闭环探究,结合模型类比,帮助学生厘清分子、原子的区别与联系,认识原子内部结构与核外电子排布规律,落实宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学核心素养。
2. 针对学生典型认知误区设置梯度问题链,借助化学史实还原科学家探究历程,利用微观示意图、体育场蚂蚁类比等可视化素材,突破微观知识抽象难懂的教学难点,纠正“原子永远不可再分”“所有物质都由分子构成”等错误前概念,建立完整的原子认知模型,感受人类科学认识是不断修正、逐步完善的过程。
课堂小结
七、板书设计
2.2 构成物质的微观粒子
第1课时 分子、原子是什么
一、分子
1. 保持物质化学性质的一种微粒
2. 性质:小、不断运动、有间隔
3. 物理变化:分子不变;化学变化:分子改变
二、原子
1. 化学变化中最小微粒
2. 氧化汞分解:分子→原子→新分子
3. 构成物质:金属、稀有气体由原子直接构成
★本质区别:化学变化中分子可分,原子不可分
★联系:分子由原子构成
三、原子结构
原子{原子核{质子(+) 中子(不带电)} 核外电子(-)}
核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
原子不显电性;氢无中子
随堂练习
【例1】在氧化汞受热分解的变化中,发生改变的粒子是( ),不发生改变的粒子是( )
A. 汞原子;氧原子
B. 氧化汞分子;汞原子、氧原子
C. 氧分子;氧化汞分子
D. 氧化汞分子;氧分子
【答案】B
【解析】化学变化中分子发生改变,原子不变;氧化汞受热时氧化汞分子分解,汞原子、氧原子保持不变。故选B。
【例2】下列变化中,分子本身发生改变的是( )
A. 水蒸发
B. 酒精挥发
C. 蜡烛燃烧
D. 矿石粉碎
【答案】C
【解析】分子本身发生改变属于化学变化;水蒸发、酒精挥发、矿石粉碎均无新物质生成,属于物理变化,分子不变;蜡烛燃烧生成新物质,分子种类改变。故选C。
【例3】关于化学变化中分子、原子的说法正确的是( )
A. 分子不可分,原子可分
B. 分子可分,原子不可分
C. 分子、原子都不可再分
D. 分子、原子都可以随意拆分
【答案】B
【解析】在化学变化中,分子可以分裂为原子,原子只是重新组合,不能再分。故选B。
【例4】下列说法正确的是( )
A. 分子大、原子小
B. 分子能构成物质,原子不能构成物质
C. 同种分子化学性质相同
D. 原子不能直接构成物质
【答案】C
【解析】A错误,分子不一定比原子大;B、D错误,金属、稀有气体可由原子直接构成;C正确,同种分子化学性质相同。故选C。
【例5】物理变化和化学变化的微观本质区别是( )
A. 分子运动快慢是否改变
B. 分子的间隔是否改变
C. 分子的种类是否发生改变
D. 分子的体积是否改变
【答案】C
【解析】物理变化分子种类不变,仅分子间隔、运动速率改变;化学变化分子种类发生改变。二者微观本质区别为分子的种类是否改变。故选C。
教学反思
本节课围绕构成物质的微观粒子展开教学,依托庄子古文史料、香水扩散、浓氨水与浓盐酸反应、氧化汞受热分解等实验活动开展课堂学习,学生对实验现象、化学史料兴趣较高,能够初步认识分子、原子,记住分子、原子的基本性质,知道化学变化的微观实质,初步建立物质是由微观粒子构成的微粒观念。
但教学中也暴露出一些问题:部分学生容易忽略“化学变化中”这一限定条件,错误认为原子永远不可再分;不能很好区分宏观现象与微观本质,难以自主用分子、原子观点解释生活现象;对原子内部微粒关系、原子结构示意图理解存在困难。课堂以教师演示、问题链引导为主,学生微观想象、自主推理辨析的训练还不够充分。
后续教学中,要强化分子、原子易错概念的对比辨析,多结合生活实例训练学生用微观视角解释宏观现象;设置梯度化问题帮助学生理解原子结构相关知识,增加小组讨论交流环节,帮助学生破除典型认知误区,落实宏观辨识与微观探析、证据推理的化学核心素养。
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