内容正文:
课题 2 认识原子结构 教学设计教材版本:仁爱科普版九年级化学上册
单元:单元 3 初探物质构成
课时:2 课时
课型:新授课
第 1 课时:原子的构成、卢瑟福 α 粒子散射实验;核电荷数 = 质子数 = 核外电子数,原子不显电性
第 2 课时:原子核外电子分层排布、原子结构示意图;相对原子质量
一、教材分析
本课题承接课题 1《探秘微观粒子特性》,上节课学生知道:化学变化中原子不可再分。本节课打破这个限定,介绍原子本身可以再分,建立原子内部结构模型,学习核外电子排布、原子结构示意图与相对原子质量。
本课是微观理论的核心内容,连接分子、原子与后续离子、元素。卢瑟福实验培养证据推理;原子结构示意图是描述微观原子的化学符号;相对原子质量解决原子实际质量过小、不便计算的问题。为本单元课题 3 元素、化学式学习奠定基础。
二、学情分析
学生已经建立分子、原子的微观观念,知道化学变化中分子可分,原子不可分。
学生认知难点:
容易混淆:化学变化中原子不可分,但原子本身是可以再分割的;
理解原子不显电性:原子核带正电,核外电子带负电,电量相等、电性相反;
核外电子分层排布抽象,原子结构示意图各部分含义容易记混;
相对原子质量不是原子真实质量,是比值,没有单位(或单位为 1),学生容易误认为单位是克。
三、教学目标(核心素养)
1. 化学观念
①知道原子由原子核和核外电子构成;原子核由质子和中子构成(氢原子无中子);记住质子、中子、电子带电情况;
②掌握等量关系:核电荷数 = 质子数 = 核外电子数,理解原子整体不显电性;
③认识核外电子分层排布,读懂原子结构示意图;知道最外层电子数与化学性质密切相关;
④理解相对原子质量定义,记住近似公式:相对原子质量≈质子数 + 中子数。
2. 科学思维
通过卢瑟福 α 粒子散射实验现象,推理原子内部结构;建立原子结构模型;区分真实质量和相对比值,学会简化微观质量的处理方法。
3. 科学探究与实践
能读懂原子结构示意图,会识别圆圈、数字、弧线含义;学会查阅相对原子质量表。
4. 科学态度与责任
了解人类认识原子结构漫长历程,体会科学模型不断修正、完善;感受科学家严谨求实、大胆猜想的科学精神。
四、教学重难点
第 1 课时
重点:原子的内部构成;粒子带电情况;核电荷数 = 质子数 = 核外电子数;原子不显电性。
难点:利用卢瑟福 α 粒子散射实验证据推理原子结构;氢原子无中子特例。
第 2 课时
重点:原子结构示意图;核外电子排布规律;相对原子质量。
难点:最外层电子数决定原子化学性质;理解相对原子质量是比值,不是实际质量。
五、教学准备
多媒体:卢瑟福 α 粒子散射实验动画;原子结构模型图;1-18 号原子结构示意图;相对原子质量表。
六、教法学法
教法:模型建构、史料情境、问题链驱动、对比辨析。
学法:史料推理、读图分析、小组讨论、归纳记忆。
七、教学过程
第 1 课时 原子的构成(45 分钟)
(一)复习导入(5 分钟)
教师提问:上节课我们学习,在化学变化中最小的粒子是什么?
学生:原子。
追问:如果脱离化学变化,原子还能不能再分?
学生猜想。
教师过渡:近代科学家通过实验揭开原子内部秘密。今天学习课题 2《认识原子结构》。板书课题。
(二)新知探究一:卢瑟福 α 粒子散射实验(10 分钟)
播放动画,介绍实验:用一束带正电 α 粒子轰击金箔。
实验现象:
①大多数 α 粒子直接穿过金箔;
②少数 α 粒子发生偏转;
③极少数 α 粒子被反弹回来。
小组讨论,推理:
大多数粒子直接穿过 → 原子内部绝大部分空间是空的
少数偏转 → 原子中心存在体积小、带正电的核心(原子核)
极少数反弹 → 原子核质量很大,体积很小
小结:卢瑟福提出原子核式结构模型。
(三)新知探究二:原子的内部构成(22 分钟)
原子由原子核和核外电子构成。
原子核居于原子中心,体积很小;核外电子在核外空间高速运动。
原子核由质子和中子构成:
质子:带 1 个单位正电荷
中子:不带电
核外电子:带 1 个单位负电荷
特例:氢原子原子核内只有质子,没有中子。
【核心等量关系】
核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
核电荷数:原子核所带正电荷总数。
思考:原子核带正电,电子带负电,为什么整个原子不显电性?
结论:原子核内质子正电荷总数,等于核外电子负电荷总数;电量相等,电性相反,相互抵消,原子不显电性。
小组活动:观察表格,寻找规律。
不同原子,质子数不同(质子数决定原子种类);
质子数不一定等于中子数;
氢原子无中子。
(四)课堂小结(5 分钟)
卢瑟福实验推理原子结构;原子由原子核(质子、中子)+ 核外电子;
核电荷数 = 质子数 = 核外电子数;原子不显电性;氢原子无中子。
(五)课堂练习(2 分钟)
1.在原子中,质子数等于()
A. 中子数 B. 核电荷数 C. 中子数 + 电子数 D. 相对原子质量
2.判断:原子内部是实心球体(×)
答案:1.B;2.×
(六)布置作业(1 分钟)
整理原子内部构成、粒子带电情况;
预习核外电子排布与原子结构示意图。
第 2 课时 核外电子排布、原子结构示意图、相对原子质量(45 分钟)
(一)复习导入(5 分钟)
提问:原子由哪两部分构成?质子、中子、电子带电情况?原子不显电性的原因?
过渡:核外电子不是杂乱运动,而是分层排布。
(二)新知探究一:核外电子分层排布(10 分钟)
讲解:电子能量不同,离核远近不同,分层排布。
排布简单规律:
电子优先排在离核近、能量低的电子层;
第一层最多容纳 2 个电子;第二层最多 8 个;
最外层电子数不超过 8 个(只有一层时,最多 2 个)。
(三)新知探究二:原子结构示意图(12 分钟)
以氧原子为例,讲解示意图各部分含义:
圆圈:原子核;圈内数字:质子数;“+” 表示原子核带正电;
弧线:电子层;弧线上数字:该层电子数。
分组观察 1-18 号原子结构示意图,分类:
稀有气体原子:最外层 8 电子(He 为 2),稳定结构,化学性质稳定;
金属原子:最外层电子<4,化学反应中容易失去电子;
非金属原子:最外层电子≥4,化学反应中容易得到电子。
结论:原子的化学性质,主要由原子最外层电子数决定。
(四)新知探究三:相对原子质量(13 分钟)
引入:原子实际质量极小,书写、计算不方便,引入相对原子质量。
定义:以一种碳 12 原子质量的 1/12 作为标准,其他原子的实际质量和它相比较所得比值。
要点:
相对原子质量是比值,单位为 1,省略不写,不是真实质量;
原子质量主要集中在原子核上(电子质量极小,可以忽略);
练习查表:氧、碳、钠相对原子质量。
(五)课堂小结(3 分钟)
核外电子分层排布;原子结构示意图;最外层电子决定化学性质;相对原子质量≈质子数 + 中子数。
(六)课堂练习(1 分钟)
原子的相对原子质量近似等于()
A. 质子数 B. 中子数 C. 质子数 + 中子数 D. 电子数
答案:C
(七)布置作业(1 分钟)
会画氧、钠原子结构示意图;
熟记相对原子质量近似公式;预习课题 3 元素。
八、板书设计
课题 2 认识原子结构
第 1 课时
卢瑟福 α 粒子散射实验:原子大部分空间为空;原子核体小、质量大、带正电
等量关系:核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
原子不显电性:正负电荷电量相等,电性相反
第 2 课时
核外电子分层排布:先排内层;第一层最多 2,第二层最多 8,最外层≤8
原子结构示意图:圆圈(原子核)、圈内数字质子数、弧线电子层
👉最外层电子数决定原子化学性质
稀有气体:8 电子稳定;金属易失电子;非金属易得电子
相对原子质量
①比值,单位为 1,不是真实质量
②近似式:相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数
九、教学反思(课后填写)
α 粒子散射实验重在培养证据推理,不要只记结论,引导学生由现象推结构;
学生极易混淆:原子在化学变化不可再分,但原子本身可以再分,课堂反复辨析;
原子结构示意图是符号表征,多动手练习画图,分清各部分含义;
相对原子质量的 “比值” 是难点,反复强调没有克、千克单位;
最外层电子与化学性质的关系,为下一课离子形成做铺垫。
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