1、必修 2 中物质结构知识的组织和呈现选自：高中新课程必修课教与学化学，北京大学出版社1.1 物质结构基础的教学内容高中化学必修课程是高中化学课程为全体学生打下共同基础的具体体现和有力保证。它一方面要在义务教育化学课程基础上进一步培养全体学生的科学素养，另一方面要为学生进行选修课程的学习提供必要的化学知识基础。基于这一特点，高中化学课程标准中选择了原子结构、元素周期律、元素周期表和化学键及其与物质结构的关系作为“物质结构基础”部分的主要内容，保证了知识的覆盖面，并对知识的深广度进行了限定。1.1.1 课程标准中内容标准分析在普通高中化学课程标准（实验） 的化学 2 中，关于物质结构的具体内容如下
2、所示：（1（ 知道元素、核素的涵义；（2（ 了解原子核外电子的排布；（3（ 能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，了解原子结构与元素性质的关系；（4（ 能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律；（5（ 认识化学建的涵义，知道离子 键和共价键的形成；（6（ 了解有机化合物中碳的成键特征；（7（ 举例说明有机化合物的同分异构现象。通过对高中化学课程标准中物质结构基础主题内容的分析，能够发现，涵盖的内容面比较广，但要求的深度较浅。比现行课程中的相关领域增加了新的内容，如核素的概念。1.1.2 教材内容分析高中化学课程标准规定了核心的物质结构基础知识，教材在其基
3、础上进行具体化，并且按照知识的逻辑顺序和学生的认知顺序组织起来，表现出主要的内容线索。下面从知识与技能、过程与方法和 STS 三个方面的内容分别进行分析阐述。知识与技能 教材中包含的核心知识如下表所示：课程标准中的内容标准 教材中相关的核心知识原子结构 原子核的构成；核外电子排布规律及原子结构示意图；原子中质子、中子、电子的质量关系和电量关系 元素周期律 元素周期表 元素周期律；元素周期表的结构；第三周期元素原子得失电能力递变规律；IA、VIIA 族元素性 质递变规律；同周期、同主族元素性质递变规律化学键 化学键；离子键、共价键的形成；离子化合物、共价化合物；有机化合物中碳原子的成键特征同分异
4、构现象 同分异构现象；丁烷的同分异构体“物质结构基础”是高中化学课程标准化学 2（必修） 中的第一个主题，具有承上启下的作用。 化学 1（必修） 中主要内容是元素化合物知识，希望学生能够通过学习元素化合物知识建立元素观。因此，在化学 2（必修） 教材中，在介绍原子结构、元素周期律、元素周期表和化学键等概念理论知识的本体内容的同时，还要注意发展学生对于元素与物质的关系、原子与元素的关系、原子的内部结构特点与元素性质的关系、化学键与物质结构的关系的认识。例如，借助原子结构的知识引领学生探求元素与物质组成的内在联系和影响元素性质的内在因素；从寻找“元素性质递变规律 ”的视角，对元素化合物知识进行概括
5、、整合，使学生对元素化合物性质的认识开始由感性走向理性，同时结合化学 1（必修） 中讨论元素化合物性质的几个视角（物质分类及其通性、氧化（或还原）性、特性）构建元素化合物知识的立体知识网络（具体示例如下图所示） 。此外，教材还将借助元素周期表，向学生展示丰富多彩的元素世界，进一步扩展元素化合物知识的学习。（摘自山东科技版高中化学教材化学第一章）又如，在建立化学键、共价键、离子键概念基础上，学生将了解原子是怎样结合成分子的、离子是怎样结合成物质的，为学生从原子、分子水平认识物质的构成打开了一扇窗。过程与方法 原子结构理论的发展过程充分体现了假说、模型方法在科学研究中的应用。教材在呈现模型、假说方
6、法时采用了循序渐进的编写策略。教材在栏目“联想质疑”中借助卢瑟福的实验引发学生对原子核的构成和核外电子运动状态的思考的同时，也使学生体会到模型、假说方法在科学研究中的应用。在学生对原子结构的知识有一定了解的基础上，教材再通过设置栏目“交流研讨”让学生在掌握一定资料的基础上尝试运用假说、模型方法描述核外电子的运动。图 2-1-1 摘自山东科技版高中化学教材化学 2图 2-1-2 摘自山东科技版高中化学教材化学 2教材还通过设计“交流研讨质子、中子、电子的关系” 、 “观察思考氕、氘、氚” 、 “活动探究元素周期律初探”等栏目，培养学生对数据的分析处理能力；通过设计栏目“活动探究第三周期元素原子得
7、失电子能力的递变”培养学生利用实验探究、调查探究等多种探究方式进行综合探究的能力。图 2-1-3 摘自“人教版”高中化学教材化学 2STS 内容 尽管处理方式不同（正文或栏目） 、详略不同，各版本的教材都结合本部分内容选择了“放射性核素的应用” 、 “元素周期表和元素周期律在生产实践中的应用 ”等内容作为素材对学生进行情感态度与价值观教育。图 2-1-4 摘自“苏教版”高中化学教材化学 11.1.3 相关内容的整体联系原子结构、元素周期律和元素周期表、化学键的相关知识在必修模块中起着承上启下的作用。原子结构理论将帮助学生在化学 1的基础上进一步认识元素与物质的关系，同时还是学习元素周期律、认识
8、元素周期表的结构、建立化学键概念的理论基础；元素周期律和元素周期表的学习将使学生在整合化学 1中学过的元素化合物知识的同时，进一步发展对元素化合物性质的认识；化学键概念的建立不仅能使学生了解化学反应中物质变化和能量变化的实质，还为学生认识有机化合物的结构打下基础。原子结构、元素周期律和元素周期表、化学键的相关知识在整套高中化学教材中以螺旋上升的形势呈现。在化学 2（必修） 中关于原子结构的讨论停留在电子层这一水平上，在选修模块物质结构与性质中，将由氢原子线状光谱的事实引出玻尔模型，由复杂的光谱现象引出四个量子数，介绍原子轨道和电子云概念，从而建立量子力学的原子结构模型；将介绍基态原子核外电子排
9、布的原则，从而揭示元素周期表的成因以及原子半径随原子结构呈现规律性变化的原因，进而阐述元素性质（如电离能、电负性）的周期性变化规律。在化学 2（必修） 中初步介绍了离子键、共价键的形成，在选修模块物质结构与性质中，将继续带领学生深入认识共价键的本质、类型和特征，并利用共价键的杂化轨道理论阐述共价键与分子构型的关系，探讨分子构型与分子性质的关系；将帮助学生进一步建立离子键、配位键和金属键模型；并将介绍晶体这种重要的物质聚集状态。在选修模块有机化学基础中，对于同分异构现象的介绍将从碳链异构拓展到位置异构和官能团异构；对于碳原子成键特征的讨论也将深入到形成化学键的原子的电荷分布情况及其与有机化合物性
10、质的关系这一水平。1.1.4 典型内容的教材呈现方式样例尽管各版本教材中涵盖的核心知识基本相同，但不同版本教材的内容线索和呈现方式各有特色。“新世纪版”高中化学教材 在内容编排上，教材将原子结构、元素周期律和元素周期表、元素周期表的应用作为第一章，而把化学键编入第二章化学键 化学反应与能量 ，使化学键这一概念具有深化对物质构成的认识和对化学反应中物质变化实质和能量变化实质的认识的双重功能。在第一章中，教材首先在初中化学的基础上继续介绍原子结构的相关知识，包括原子核的构成，质子、中子、电子的质量关系和电量关系，核外电子排布规律以及核素、同位素等的概念，并展示了如何利用原子结构的知识解释某些元素的
11、某些性质；然后，通过“活动探究”栏目，教材引导学生探索元素性质（最外层电子排布、原子半径和元素的化合价）和原子结构的关系，从而归纳出元素周期律；再在掌握元素周期律的基础上，引导学生发现元素周期表中元素的排布规律，认识元素周期表的结构。教材还以第三周期元素原子得失电子能力的递变规律为例，介绍了同周期元素性质的递变规律；通过整合 VIIA族元素及其化合物的性质和探究金属钾的性质，介绍同主族元素性质的递变规律及其在元素化合物性质学习中的应用。此外，教材以元素周期表为载体，简单介绍了 IIA、VA 元素和过渡金属元素及其化合物的某些性质，丰富了学生对元素世界的认识。主要内容在教材中的展开脉络如下：在第
12、二章第一节化学键与化学反应中，教材没有单纯从化学键与物质构成的关系这一视角展开讨论，而是从化学反应入手，将化学键与物质构成和化学键与化学反应这两原子结构元素周期律同周期元素的性质递变规律预测同主族元素的性质元素周期律和元素周期表在生产实践中的应用元素周期表的应用元素周期律元素周期表元素周期律和元素周期表原子核 核素核外电子排布原子结构条线索融合起来，使学生既了解了物质的构成，又认识了化学反应中物质变化和能量变化的实质。主要内容框架如下：“人教版”高中化学教材 人教版教材以元素周期表和元素周期律为主线，首先介绍元素周期表的结构，并以元素周期表为载体，介绍了碱金属元素和卤族元素性质与原子结构的关系
13、，以及质子、中子、电子的质量关系、电量关系和核素、同位素的概念；然后在核外电子排布规律的基础上，通过“科学探究”栏目，研究了 118 号元素的核外电子排布、元素化合价随原子序数递增的递变规律，还通过研究第三周期元素的一些化学性质发现了元素的金属性和非金属性随原子序数的变化呈现周期性变化这一规律，并在上述研究的基础上归纳出元素周期律。教材由“元素周期表中只有一百多种元素，而这些元素组成的物质却数以千万计”这一事实引出了关于“元素的原子通过什么作用形成如此丰富多彩的物质？ ”的讨论。教材首先以氯化钠的形成为例讨论了离子键的形成，又以氯化氢和氯气的形成为例讨论了共价键的形成及类型（极性键和非极性键）
14、 ，继而得出化学键的概念和化学反应中物质变化的实质。教材的内容框架如下：物质结构元素周期律元素周期表元素周期律化学键元素周期表元素性质与原子结构核素原子核外电子的排布元素周期律元素周期表和元素周期律的应用元素周期表的结构原子序数=质 子数= 核外电 子数碱金属、卤族元素的原子结构、元素及主要化合物性质递变规律质量数=质子数 +中子数，核素、同位素的概念离子键共价键化学键共价键的形成；极性共价键和非极性共价键；离子化合物和共价化合物化学键；化学反应中物质变化的实质“苏教版”高中化学教材 苏教版教材将本主题内容分成两部分呈现，在化学 1中以“人类对原子结构的认识”为线索，介绍了原子结构的相关知识；
15、在 化学 2中，以“微观结构与物质的多样性”为切入角度，以微观结构与物质性质的关系为核心线索展开，分三个单元呈现相关内容。化学 2教材第一单元讨论的核心问题是“核外电子排布与周期律” 。教材首先在“交流与讨论”栏目中，引导学生通过分析稀有气体元素原子核外电子排布归纳出核外电子排布规律；然后，分别在“交流与讨论” 、 “活动与探究”栏目中，通过 “元素核电荷数递增与元素原子半径的变化规律” 、 “实验探究钠、镁、铝的金属性强弱 ”、 “硅、磷、硫、氯的非金属性强弱”等探究活动，引导学生归纳出元素周期律；并在此基础上通过 “交流与讨论”和“活动与探究”栏目介绍元素周期表的结构及同周期、同主族元素性
16、质递变规律。教材第二单元讨论的核心问题是微粒之间的相互作用力。教材分别以氯化钠和氯化氢的形成过程为例，介绍了离子键和共价键的概念及成键特点，以及离子化合物和共价化合物、离子晶体等概念。教材通过干冰升华、硫晶体融化要吸收热量这些学生熟悉的现象，介绍了分子间作用力及其与物质性质的关系。教材第三单元通过对同素异形现象、同分异构现象和不同类型的晶体的讨论，展现了微观结构与物质的多样性的关系。教材的内容框架如下：化学 1（必修）化学 2（必修）微观结构与物质的多样性核外电子排布与周期律微粒之间的相互作用力从微观结构看物质的多样性原子核外电子的排布元素周期律元素周期表及其应用离子键共价键分子间作用力原子核
17、外电子排布规律元素周期律（随着元素核电荷数的递增，元素的原子半径、金属性和非金属性、主要化合价呈周期性变化）元素周期表的结构；同周期、同主族元素性质递变规 律；元素周期表在指导生产实践中的应用同素异形现象同分异构现象不同类型的晶体 分子晶体、原子晶体等离子键、离子化合物、离子晶体的概念；离子键的形成；用电子式表示离子键的成键过程共价键、共价化合物、键能的概念；共价键的形成；用电子式表示共价键的成键过程；化学键的概念化学家眼中的物质世界人类对原子结构的认识丰富多彩的化学物质研究物质的实验方法原子结构模型的演变资料介绍原子结构模型的演变；构成原子的微粒质子、中子、电子；原子序数=质子数= 核外电子数；质量数=质子数+ 中子数；核素、同位素的概念
