第3單元課時1原子構造模型的演變教課方案一、學習目標1.經過原子構造模型演變的學習，認識原子構造模型演變的歷史，認識科學家探究原子構造的困悲傷程。認識實驗、假說、模型等科學方法對化學研究的作用。體驗科學實驗、科學思想對創建性工作的重要作用。認識鈉、鎂、氯等常有元素原子的核外電子排布狀況，知道它們在化學反響過程中經過得失電子使最外層達到8電子穩固構造的事實。經過氧化鎂的形成認識鎂與氧氣反響的實質。認識化合價與最外層電子的關系。知道化學科學的主要研究對象，認識化學學科發展的趨向。二、要點、難點要點：原子構造模型的發展演變鎂和氧氣發生化學反響的實質難點：鎂和氧氣發生化學的實質三、設計思路本課設計先讓學生描述自己的原子構造模型，既而追隨科學家的腳步，經過溝通議論，逐漸商討各樣原子構造模型存在的問題，并提出改良建議，讓學生主動參加人類探究原子結構的基本歷程，同時也可領會科學探究過程的困難波折。經過鎂和氧氣形成氧化鎂的微觀實質的揭露，初步認識化學家眼中的微觀物質世界。四、教課過程[導入]

觀看視頻：掃描地道顯微鏡下的一粒沙子。

今日我們還將進入更為微觀的層次，認識人類關于原子構造的認識。你以為我們能夠經過什么樣的方法去認識原子的內部構造呢？直接法和間接法，直接法努力的方向是察看技術的提升和察看工具的改良，而間接法例依靠精良的實驗和勇敢的假定。事實上直到今日即便借助掃描地道顯微鏡也沒法察看到原子的內部構造，所以在人們認識原子構造的過程中，實驗和假定以及模型起了很大的作用。一、中國古代物質觀[提出問題]我們往常接觸的物體，老是能夠被切割的（折斷粉筆）。可是我們能不可以無限地這樣切割下去呢？[介紹]《中庸》提出：“語小，天下莫能破焉”。惠施的人也說道“其小無內，謂之小一”。墨家則提出：“端，體之無序最前者也。”在英文里，此刻被譯成“原子”的indivisible“不行切割”。第一個把譯為“莫破”。二、西方原子始祖

Atom一詞，源于希臘語，它的字面上的意思是Atom介紹到我國的是嚴復翻譯的《穆勒名學》，他將其[介紹]德謨克利特以為就像用一塊塊磚頭砌墻同樣，物質是由不行切割的原子構成。道爾頓在《化學哲學的新系統》一書中指出：“化學的分解和化合所能做到的，充其量不過使原子相互分別和再聯合起來。正如我們不行在太陽系中放進一顆新的行星或消滅一顆現存的行星同樣，我們不行能創建出或消滅一個氫原子。”這類看法換作此刻更風趣的說法，在化學反響中原子既不會產生，也不會被消滅，他們不過被分開，再從頭組合，你鼻尖上的某個碳原子可能正是億萬年前恐龍尾巴上的呢。書中他系統地論述了其原子學說。道爾頓的原子學說是成立在大批實驗事實基礎上的，成功地解說了化學定律。自然我們此刻知道受當時的科學發展水平限制，這個理論仍有一些不完美的地方。三、湯姆生模型[介紹]到了19世紀末，因為電的發現，化學家們有條件去研究物質在通電條件下的性質了。他們發現將一些氣體裝在密封的玻璃管中，再抽氣使之比較稀疏，而后通上高壓電，會有一束射線從玻璃管的陰極經過氣體抵達陽極，人們稱之為陰極射線。這類射線是什么呢？英國科學家湯姆生做了一系列實驗：他發此刻電場或磁場的作用下該射線會發生偏轉（這就是此刻我們家里電視機中的電子管的工作原理）；他經過研究電場和磁場對該射線的作用，發現這類射線帶負電，并測出了其電荷與質量之比，這個比值很大；Thomson又使用了不一樣的電極資料、在玻璃管中充入不一樣的氣體，發現所得射線的電荷與質量之比都同樣。[提出問題]這些電子是那邊來的呢？為何不論什么電極資料、什么氣體所獲取的射線都同樣呢？其電荷與質量之比很大又說明什么？這樣湯姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表平均散布的正電荷，電子則像葡萄干同樣嵌于此中。四、盧瑟福模型[介紹]幾乎是在湯姆生實驗的同時，居里夫人以及英國科學家盧瑟福等人開始了對放射現象的研究。這此中對原子構造的認識貢獻最大的是盧瑟福的α粒子散射實驗。α粒子帶兩個單位正電荷，相對證量為4（此刻我們知道它是氦原子核）。盧瑟福將一束α粒子射向一張特別薄的金箔，又將涂有硫化鋅的屏幕放在其四周，α粒子撞在屏幕會產生熒光，經過察看各個方向的熒光，盧瑟福發現大多半α粒子穿過了金箔，方向幾乎沒有任何變化；但有一些α粒子在穿事后方向發生了偏轉，還有大概0.1％的α粒子甚至以不一樣角度被彈向金箔的前面。[提出問題]假如依據湯姆生的葡萄干面包模型，會這樣嗎？那該如何解說實驗現象呢？1.為何會被彈回來？應當是因為同種電荷間的斥力。2.為何只有0.1%？只有少量α粒子湊近了正電荷，也就是說原子內的正電荷不行能平均散布，它占有的空間必定很小，原子應當有一個帶正電的核。3.α粒子被彈回來了，核卻沒有被彈出，可見金原子的原子核的質量必定很大。盧瑟福的結論：原子內大多半是空的，所以大多半α粒子得以穿過金箔。原子所有的正電荷和幾乎所有質量集中在一個很小的地區，即原子核。盧瑟福的原子模型很像行星環繞著太陽，所以當時年僅27歲的盧瑟福就和他的行星模型一同載入了化學史。五、波爾模型[介紹]依據經典的電磁場理論，電子繞核運動時會不停產生電磁波，進而輻射出能量，離核愈來愈近，最后落在原子核上。行星模型不可以穩固存在？波爾研究了氫原子的光譜，看著這些不連續的譜線，也就是特定的能量，他遇到啟迪，意識到這是由電子的運動產生的，電子遠離或許湊近原子核時應當是跳躍式變化，也就是說，電子只好在一些特定的不連續的軌道上運動。舉個例子，你從樓梯上扔硬幣，它只好落在某個臺階上，而不會逗留在兩個臺階之間。波爾以為在能量最低的軌道，電子運動能夠當作是在“平川”上的狀態，這時不會開釋能量。一旦電子獲取了特定的能量，它就獲取了動力，向上“登攀”一個或幾個臺階，抵達一個新的軌道。自然，假如沒有了能量的增補，它又將從那個能量較高的軌道上掉落下來，回到較低的軌道上。同時開釋出相應能量，對應于其光譜線。而從第二個臺階下來，或許從第三個臺階下來放出的能量不一樣，也就對應著一根根不一樣的譜線。波爾將量子理論引入原子構造，掃清了原子穩固性的問題。六、構造決定性質[提出問題]研究原子構造是為了更好地理解元素的性質，解說化學反響的原理。比方說，鈉能與氯氣強烈反響，生成白色的氯化鈉顆粒。為何鈉能在氯氣中焚燒？該如何解說該反應的原理呢？我們第一從微觀的角度來看這個反響。這個反響是如何進行的呢？每個鈉原子一共有多少電子？為何每個鈉原子失掉一個電子？每個氯原子一共有多少電子？為何每個氯原子獲取一個電子？（核外電子分層排布）（8電子穩固構造）元素的化合價和什么相關？此刻我們知道了化學反響中元素化合價的變化與電子轉移相關。大家有沒有注意原子得失電子后體積的變化？原子得電子變為陰離子后體積變大，原子失電子變為陽離子后體積變小。為何參加反響的鈉原子和氯原子個數比是1∶1？那么，如何解說鎂和氧氣的反響呢？鎂與氯氣反響，生成的產物氯化鎂化學式應當是怎樣的？為何是1∶2？七、神奇的夸克[介紹]其實，人類關于原子構造的認識仍在發展。以后，又有科學家提出電子等微觀粒子就像光同樣，既是一種粒子，又有波的性質，電子等微觀粒子擁有波粒二象性，電子在核外運動像是一團帶負電的云霧。而原子核內的質子和中子又分別由夸克構成。可夸克和電子就是基本粒子嗎？它們會不會也是由其余更基本的粒子構成呢？為進一步探究原子的內部構造，此刻的科學家們又在使用著什么樣的手段呢？因為我們仍舊沒法直