高三物理教案：《原子的核式结构》教学设计.docx

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1、高三物理教案：原子的核式结构教学设计高三物理原子的核式结构模型教案36 其次节原子的核式结构模型三维教学目标1、学问与技能（1）了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；（2）知道粒子散射试验的试验方法和试验现象，及原子核式结构模型的主要内容。2、过程与方法（1）通过对粒子散射试验结果的探讨与沟通，培育学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理实力；（2）通过核式结构模型的建立，体会建立模型探讨物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用；（3）了解探讨微观现象。3、情感、看法与价值观（1）通过对原子模型演化的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学看法和不畏权威、

2、敬重事实、敬重科学的科学精神；（2）通过对原子结构的相识的不断深化，使学生相识到人类对微观世界的相识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学探讨方法的正确运用对科学发展的重要意义。教学重点：（1）引导学生自主思索探讨在于对粒子散射试验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构；（2）在教学中渗透和让学生体会物理学探讨方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法。教学难点：引导学生小组自主思索探讨在于对粒子散射试验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。教学用具：投影片，多媒体协助教学设备。（一）引入新课汤姆生发觉电子

3、，依据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。用动画展示原子葡萄干布丁模型。 （二）进行新课1、粒子散射试验原理、装置（1）粒子散射试验原理：问题：汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢？原子的结构特别紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要相识原子的结构，须要用高速粒子对它进行轰击。而粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。假如粒子与其他粒子发生相互作用，变更了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向改变。探讨高速的粒子穿过原子的散射状况，是探讨原子结构的有效手段。指出：探讨原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法。（2）粒子散射试验装置粒子散射试验的装

4、置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。粒子散射试验在课堂上无法干脆演示，希望借助多媒体系统，利用动画向学生模拟试验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以视察到穿透金箔后偏转角度不同的粒子。并且要让学生了解，这种视察是特别艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。动画展示粒子散射试验装置动画展示试验中，通过显微镜视察到的现象。（3）试验的视察结果明确：入射的粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。2、原子的核式结构的提出三个问题：用汤姆生的

5、葡萄干布丁模型能否说明粒子大角度散射？请同学们依据以下三方面去考虑：（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？（2）根据葡萄干布丁模型，粒子在原子旁边或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成粒子的大角度偏转？为什么？小结：对于问题1、2：根据葡萄干布丁模型，碰撞前后，质量大的粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的变更，因此不行能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。对于粒子在原子旁边时由于原子呈中性，与粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部匀称的分布，粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力

6、有相当大一部分相互抵消，使粒子偏转的力不会很大所以粒子大角度散射说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际状况。对于问题3：探讨、推理、分析得到卢瑟福的原子结构模型。小结：试验中发觉极少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。绝大多数粒子不偏移原子内部绝大部分是“空”的。少数粒子发生较大偏转原子内部有“核”存在。极少数粒子被弹回表明：作用力很大；质量很大；电量集中。点评：老师进行科学探讨方法教化：模型法（试验现象）（分析推理）（构造模型）（通过汤姆生的原子结构模型到卢瑟福的原子的核

7、式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教化。通过学生对这三个问题的探讨与沟通，顺理成章地否定了葡萄干布丁模型，并起先建立新的模型。希望这一部分由学生自己完成，老师总结，总结时，突出汤姆生原子模型与粒子散射试验之间的冲突，可以将粒子分别穿过葡萄干布丁模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成剧烈的对比，突破难点）得到卢瑟福的原子的核式结构模型后再展示立体动画粒子散射模型，使学生有更清楚的直观形象、生动的相识。3、原子核的电荷与大小关于原子的大小应当让学生有个数量级的概念，即原子的半径在

8、10-10m左右，原子核的大小在10-1510-14m左右，原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分之一。为了加深学生的印象，可举一些较形象的比方或按比例画些示意图，同时通过表格展示，对比。半径大小（数量级）类比原子10-10m足球场原子核10-15m10-14m一枚硬币 附1：教学主线设计 原子的核式结构复习教学设计 原子的核式结构复习教学设计 教学目标 学问目标 1、知道原子的核外电子是分层排布的； 2、了解原子结构示意图的涵义； 3、了解离子的概念及其与原子的区分和联系； 实力目标 1、通过对核外电子运动状态的想象和描述以及原子和离子的比较，培育学生的抽象思维

9、实力和逻辑思维实力。 情感目标 1、通过对最外层电子数与元素性质的学习，让学生相识到事物之间是相互依存和相互转化的，初步学会科学抽象的学习方法； 2、通过对核外电子排布学问的学习，让学生体会核外电子排布的规律性。 教学建议 教材分析 本节课核外电子排布的初步学问，是在学习了其次章分子和原子的基础上进行的，核外电子排布的初步学问与原子构成。形成了原子结构理论的学问体系，本节之所以放在第三章讲解并描述，目的为了分散学问难点，使学生的空间想象力得以充分的发挥。通过对前18号元素的核外电子排布状况的介绍。使学生了解前18号元素原子的核外电子排布规律，进一步了解元素性质与其原子结构的关系，为离子化合物，

10、共价化合物的形成以及化合价的教学供应了理论依据。因本节课的内容抽象，学生难理解，在中学化学的学习中还会进一步讲解并描述原子结构理论，所以本节课学问只要求学生达到了了解的水平即可。 教法建议 本节课文谈到原子是由原子核和电子构成的。原子核体积很小，仅占原子体积的几千万亿之一，电子在核外的空间里作高速的运动。而电子是怎样在核外空间运动的呢?对学生来说是一个抽象概念，是教学难点。因为老师既不能套用宏观物体的运动规律在体会微观粒子的运动状态，又不能不以宏观物体的运动状态为例来描述原子中核和电子的行为。否则会影响学生对核外电子分层运动的表象的形成。我们可以借助与计算机多媒体课件来描述，让学生明确电子在核

11、外作高速运动，是没有固定轨道的。 在多电子原子里电子是分层运动的，核外电子依据能量的差异和通常运动的区域离核的远近不同，分属于不同的电子层。 介绍原子结构示意图，例如：圆圈内填入+8，表示原子核内有8个质子，弧线就表示电子在核外肯定距离的空间(设想是球形)，弧线上的数字表示电子数。同时还要简要介绍核外电子的排布规律，这样有助于学生对原子结构示意图的理解，削减死记硬背。即：核外电子是分层排布的，能量低的电子先排在离核近的电子层中，每层最多容纳的电子数为2n2。当电子将离核最近的电子层排满后，才依次进入离核稍远的电子层。 通过对前18号元素原子结构示意图(投影展示)进行对比视察，找出稀有气体元素，

12、金属元素核非金属元素的原子最外层电子数目的特点。介绍稀有气体元素原子。最外层电子都是8个(氮原子的最外层为2个电子)，为相对稳定的结构，不易失电子，也不易得电子。所以稀有气体元素如氦，氖，氩等它们的化学性质不活泼，一般不与其他物质发生化学反应。从而将元素的化学性质与他们原子结构联系到了一起。通过分析金属元素和非金属元素的原子最外层电子数目的特点并与具有最外层8电子稳定结构的稀有气体元素相比较得出，金属元素原子的最外层电子数目一般少于或等于4个，易得电子。所以，金属元素原子与非金属元素原子化学性质较活泼，易形成化合物。这样为介绍离子化合物及共价化合物做好的理论打算工作。 在讲解并描述离子化合物和

13、共价化合物时，可借助课件的动画演示氯化钠和氯化氢的形成过程，帮助学生理解离子化合物及共价化合物的微观形成过程。从而加深学生对化学反应实质的理解。同时，也为下一节化合价的学习，起到了桥梁作用。 教学设计方案 重点：原子的核外电子是分层排布的，元素的化学性质与他的原子结构亲密相关。 难点：对核外电子分层运动想象，表象的形成和抽象思维实力的培育。 课时支配：2课时 教学过程： 复习提问： 构成原子的微粒有哪几种? 它们是怎样构成原子的? 原子的核电荷数，核内质子数与核外电子数有什么关系? 学生回答： 核电荷数=质子数=核外电子数 新课引入 我们知道，原子是由原子核和核外电子构成的，原子核的体积仅占原

14、子体积的几千亿分之一，相对来说，原子里有很大的空间。电子就在这个空间里作高速的运动。那么电子是怎样运动的?在含有多个电子的原子里，电子又是怎样排布在核外空间的呢? 视频演示：原子的构成 板书：核外电子排布的初步学问 1核外电子排布 讲解并描述对于氢原子来说，核外只有一个电子。电子的运动状态没有固定的轨道。它在核外肯定距离的空间内作高速运动。是一个球形。对于多个电子的原子里。它的电子是怎样运动的呢? 视频2：原子核外电子的运动 结合视频2讲解并描述：在含有多个电子的原子里。电子的能量并不相同。能量低的。通常在离核近的区域运动。能量高的，通常在离核远的区域运动。我们将电子离核远近的不同的运动区域叫

15、做电子层。离核最近的叫第一层，依次向外类推，分别叫做二，三，四，五，六，七层，即在多个电子的原子里，核外电子是在能量不同的电子层上运动的。 板书 (1)在多个电子的原子里，因为电子的能量不同，电子在不同的电子层上运动。 (2)能量低的电子在离核近的电子层上运动;能量高的电子在离核较远的电子层运动。 (3)离核最近的电子层叫第一层，离核最远的电子层叫第一层。 提问 怎样表示核外电子的排布呢? 2自主学习 学生自学课本原子结构示意图的相关学问然后用原子结构示意图表示氯原子的结构并讲解并描述原子结构示意图的涵义 氯原子结构示意图： 用圆圈表示原子核，在圆圈内用正数+17表示质子数，用弧线表示电子层，

16、弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 (第一电子层最多容纳2个电子，其次电子层最多容纳8个电子) 展示：前18号元素的原子结构示意图。 学生练习 1）下列氧原子的结构示意图正确的是() 2）在下列原子结构示意图下面标出该原子的元素符号 3）画出钠原子，氯原子，氖原子的原子结构示意图。 投影展示 展示前18号元素的原子结构示意图 视察分析 引导学生对1-18号元素原子结构的示意图进行视察对比，分析探讨，找出各类元素原子结构(最外层电子数)的特点及元素性质与原子结构的关系。 3元素的分类及原子的最外层电子数与元素的化学性质的关系。 (1)稀有气体元素：最外层电子数为8个(氦为2个)是一种稳定结构，

17、不易得失电子，化学性质稳定，一般不与其他物质发生化学反应。 (2)金属元素：最外层电子数一般少于4个，易失电子，化学性质活泼。 (3)非金属元素：最外层电子数一般多于或等于4个，易获得电子，化学性质活泼。 思索：元素的化学性质主要取决于什么呢? 小结：元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子数目，即结构确定性质。 过渡画出Na、Cl的原子结构示意图： 分析探讨元素的原子失去最外层电子或得到电子后，是否显电中性?应当叫什么?如何表示? 4离子： (1)带电的原子(或原子团)叫离子 阳离子：带正电荷的离子叫做阳离子。 阴离子：带负电荷的离子叫做阴离子。 (2)离子符号的写法：在元素符号或原子团的右

18、上角写上离子所带的电荷数及所带电荷的正负。而所带正负电荷的数目，又取决于原子的最外层电子数。例如：镁原子最外层电子数为2，失2个电子后带2个单位的正电荷，所以镁离子的符号为Mg2+。氧原子最外电子层电子数为6，得2个电子后，带2个单位得负电荷，所以氧离子符号为O2-。 课件演示Na+及Cl-得形成过程。 思索探讨铝离子，镁离子，硫离子，氯离子的符号如何写?离子与原子有何区分和联系?镁离子和镁原子是否属于同种元素?为什么? (3)离子和原子的区分与联系： 投影展示 原子离子 阳离子阴离子 结构质子数=核电荷数质子数核电荷数质子数/span核电荷数 电性不带电带正电带负电 表示法NaNa+Cl-

19、联系阳离子原子阴离子 设问不同元素的原子是怎样形成化合物的呢? 5离子化合物 (1)定义：由阴阳离子相互作用而形成的化合物叫离子化合物。 课件演示氯化钠和氯化镁的形成过程。 (2)构成离子化合物的微粒是离子，离子也是构成物质的一种微粒。 6共价化合物 (1)定义：以共用电子对形成的化合物，叫共价化合物。 课件演示HCl和H2O的形成过程。 (2)构成共价化合物的微粒是分子。 小结 小结：构成物质的微粒有：分子，原子和离子 探究活动 原子的隐私与科学家 形式：课外分组查阅资料，课上汇报探讨 目的： 培育学生查阅资料的实力，感受科学家们不畏困难勇于探究的精神。同时，也对原子结构学问，有更深刻的相识

20、。 板书设计： 第五节核外电子排布的初步学问 1核外电子的排布： (1)在多个电子的原子里，因为电子的能量不同，电子在不同的电子层上运动。 (2)能量低的电子在离核近的电子层上运动;能量高的电子在离核较远的电子层运动。 (3)离核最近的电子层叫第一层，离核最远的电子层叫第一层。 2原子结构示意图 氯原子结构示意图： 用圆圈表示原子核，在圆圈内用正数+17表示质子数，用弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 3元素的分类及原子的最外层电子数与元素的化学性质的关系。 (1)稀有气体元素：最外层电子数为8个(氦为2个)是一种稳定结构，不易得失电子，化学性质稳定，一般不与其他物质发生化学

21、反应。 (2)金属元素：最外层电子数一般少于4个，易失电子，化学性质活泼。 (3)非金属元素：最外层电子数一般多于或等于4个，易获得电子，化学性质活泼。 4离子： (1)带电的原子(或原子团)叫离子 阳离子：带正电荷的离子叫做阳离子。 阴离子：带负电荷的离子叫做阴离子。 (2)离子符号的写法：在元素符号或原子团的右上角写上离子所带的电荷数及所带电荷的正负。而所带正负电荷的数目，有取决于原子的最外层电子数。 5离子化合物 (1)定义：由阴阳离子相互作用而形成的化合物叫离子化合物。 (2)构成离子化合物的微粒是离子，离子也是构成物质的一种微粒。 6共价化合物 (1)定义：以共用电子对形成的化合物，

22、叫共价化合物。 (2)构成共价化合物的微粒是分子。 原子的核式结构原子核-示例2学生自学与老师引导相结合 教学重点：粒子散射试验和原子的核式结构 教学难点：原子的核式结构 教法示例：学生自学与老师引导相结合，此方法针对一般学生 一、引入课题 提问：原子是否还可以再分？原子是由什么构成的？ 二、电子的发觉 英国物理学家汤姆生在探讨阴极射线时发觉了电子，从而揭示原子是可以再分的，汤姆生由此提出了枣糕式原子结构，如图所示 本部分先由老师提出问题，学生带着问题看书，然后老师总结 三、原子的核式结构 1、粒子散射试验 （1）试验装置 （2）试验现象：大多数粒子仍直线运动；少数粒子发生偏转；极少数粒子甚至

23、被反弹回来 用软件演示粒子散射试验现象 学生看书了解试验装置与试验现象，并记忆试验结 果 2、原子的核式结构 原子有一个很小的核，它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外巨大的空间绕核运动 老师用原子的核式结构说明粒子散射试验现象：由于原子核很小，大部分粒子穿过金箔时离核较远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响，仍沿直线运动；只有极少数粒子从原子核旁边飞过，受到原子核的库仑斥力较大，发生明显的偏转 四、原子核的构成 原子核由质子和中子构成同位素是质子数相同、而中子数不同的原子 学生看书 老师讲解一些有关质子和中子发觉的物理学史内容 高三物理原子核结构教学设计38 3.1原子核结构

24、新课标要求1、学问与技能（1）知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。2、过程与方法（1）通过视察，思索，探讨，初步学会探究的方法；（2）通过对学问的理解，培育自学和归纳实力。3、情感、看法与价值观（1）树立正确的，严谨的科学探讨看法；（2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。教学重点：原子核的组成。教学难点：如何利用磁场区分质子与中子教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。教学用具：投影片，多媒体协助教学设备1、原子核的组成问提：质子：由谁发觉的？怎样发觉的？中子：发觉的缘由是什么？由谁发觉的？（卢瑟福用粒子轰击氮核，发觉质子。查德威克发觉中子。发觉缘由：假如原子核中只有质子，那么原子核的

25、质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数状况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子）小结：质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，中子(nucleon)不带电，数据显示：质子和中子的质量非常接近，统称为核子，组成原子核。 提问：原子核的电荷数是不是电荷量？原子荷的质量数是不是质量？提示：不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。小结：原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数原子核的质量数=核子数=质子数+中子数符号表示原子核，X

26、：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？（核子数是235，质子数是92，中子数是143） 2、同位素(isotope)（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。（2）性质：原子核的质子数确定了核外电子数目，也确定了电子在核外的分布状况，进而确定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。提问：列举一些元素的同位素？提示：氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），符号分别是：。碳有两种同位素，符号分别是。 第18页 共18页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页