1、“从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型” 教学方案课时设计 07 级化学系 1 班 黄婷 10071550116 【教学内容分析】这是学生进入高中第一堂化学课。在初中，学生已经学习了相关的原子 知识，知道了原子、原子核、中子、质子、电子、电中性等概念，现在深入学习原子的相 关知识。本节课，学生要知道原子结构发现历程，了解元素放射性，掌握原子结构行星模 型和原子论。 【教学重点、难点】 重点：原子论，原子结构行星模型。 难点：理解原子结构行星模型，接受电子云模型 【教学目标】 【知识与技能】加深对原子组成的认识。 掌握原子结构的行星模型和原子论，了解电子云模型。 初步学习元素放射性。 【过程
2、与方法】了解科学家们探索的过程。 学习科学家研究时使用的模型法和实验方法。 【情感态度与价值观】了解有关原子的科学发展史，培养对化学的学习兴 趣。 养成积极思考、讨论、对比的学习习惯。 【教学方法】提问、讲解、引导式的综合教学方法。 【基本程式】提出问题并解决问题，指导学习，引导探究，组织讨论。 【教学过程】 一、导入新课、从古典原子论到葡萄干面包原子模型 【教师提问】同学们初中已经学过原子的部分知识，请同学们来说说关于原子，你知道多 少。 【一学生回答，其他学生补充】 （原子是物质发生化学变化中的最小基本单位，原子由原子 核和核外电子构成，原子的体积很小，原子核更小，原子核带正电，电子带负电
3、，原子呈 电中性） 【教师总结、提问】恩，提的都很好。那么我们现在都知道物质可以分割到原子，原子又 可分割为带正电的原子核和带负电的电子，原子呈电中性。这就说明物质不是无限可分的。 那我们现在来看看古人认识物质和原子的一个发展过程。请同学们看书上第 3 页的内容。 【学生阅读教材】 【教师讲解】古人开始不知道物质是由原子构成的时候，他们对物质的组成认识上也有错 误对吧。比如惠施的看法是物质无限可分，这就是错误的。墨子认为物质必须要有可分的 端才是可分割的，这虽然表述上有不同，但可以看出他已经认识到物质并不是无限可分， 分到一定的程度也就是他说的没有端的时候就不能再分割了。还有德谟克利特提出了物
4、质 由原子构成，原子不可再分，虽然有错误，但是他能提出原子的概念这已经很了不起了。 这是认识事物的一个过程，过程不可能会很简单。 现在你们重点看下道尔顿的原子学说。看的过程中把他的原子学说和我们刚刚提到的原子 知识比较一下，看看他哪些说法是错误，哪些是对的，哪些你们有疑问。同学们可以互相 讨论一下。待会儿我请同学们来回答这些问题。 【学生阅读教材、讨论】 【教师提问】讨论之后，同学们得出什么结论？ 【学生回答、补充】元素由原子组成，但是原子是可以再分成原子核和核外电子的，第一 条错。第二条是正确的。后面两条不知道是对的还是错的。 【教师引导】我们现在来逐条分析。大家初中学过元素知识，知道元素是
5、同一类原子的总 称，元素由原子组成，但是原子可以再分，所以第一条错误。由此也可以看出第三条是错 误的，同一种元素有多种原子，比如碳元素有 12C、 13C、 14C 对吧，这些原子在性质上相同， 但是他们质量是完全不同的，因为他们质量数不同。不同种元素的原子肯定质量和性质上 都会有差异。 【板书】现代原子论： 元素是同一类原子的总称，由原子组成，但原子是可再分的。 （空一行写） 同一元素的原子在性质上相同，质量不同，不同元素的原子在质量和性质上都不同。 【教师引导】再看第二条，我们刚刚说到原子是物质发生化学变化的最小单位，就比如说 我们做游戏的时候分组，现在要把你们重新分组，那么一个一个的人就
6、是最小的单位对吧， 这个时候人是作为一个不可再分的单元存在的，你不能把一条腿给这个组，一只胳膊给那 个组，对吧。同样的，在一切化学变化中原子会保持它的不可再分性，所以第二条是正确 的。 【板书】 （中间）原子在一切化学变化中均保持其不可再分性。 【教师引导】第四条我们举几个例子来看看，分子在初中已经学过了，比如 H2O 中氢元素 和氧元素结合，氢原子和氧原子的比是 2：1，CO 2 中碳元素和氧元素结合，碳原子和氧原 子的比是 1：2，其他的分子中我们也能看出原子的比都是很简单的整数比，不会有很复杂 的比例出现。所以第四条也是正确的。 【板书】不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化
7、合物。 【教师引导】从比较我们可以看出，道尔顿原子学说有错误的地方，也有正确的地方，在 今天看来并不是那么完美，但是在当时他那个年代看来，这已经是相对来说很正确的想法， 给近代的化学发展奠定了很好的基础，为后面的科学家发现原子提供了思路。 道尔顿之后，过了近一个世纪，科技发展进步让人们发现了电子。从这时候知道，原子是 由带正电部分和带负电的电子组成，而且正电荷和电子的负电荷电量相等。因为存在两个 电荷相反的部分，可以断定原子是有一定结构的，需要进一步分析的是正负电荷在原子中 的分布情况。 这时候，英国的科学家汤姆逊就提出，原子的结构像大家所熟悉的葡萄干面包一样，正电 荷均匀的分布在整个原子的球
8、形体内，然后电子像葡萄干镶嵌在面包当中一样均匀地镶在 正电荷里面。大家看，那时候科学家虽然还不知道原子到底是怎么样的，但是他们会用熟 悉的物质的形状去想象很微小的原子的模型，这就是科学家们在研究时常用到的一种方法 模型法。 二、从 X-射线到元素放射性的发现 【教师讲述】下面我们继续看原子结构的认识历程。刚刚讲到汤姆逊提出了葡萄干面包原 子模型，但是因为人们对原子结构的探索很快就进入了新的阶段，所以他的想法还没有被 大多数人理解就被新的想法给取代了。 德国的物理学家伦琴在 1895 年发现了一种看不见的射线X 射线。当看不见的射线 被发现之后，法国物理学家贝克勒尔就提出问题了“哪里还会有看不见
9、的射线呢？”也就 是除了伦琴发现的 X 射线，别的地方还有没有看不见的射线呢？根据问题，他进行了相关 的实验。 平时照相时底片感光是太阳光，光让科学家联想到了射线，他首先猜测在荧光里可能 有看不见的射线，所以他选用了铀盐，这种铀盐经太阳照射会发出荧光，而且做实验也确 实出现了照相底片感光的现象。但是偶然的坏天气却让他惊奇的发现，没有阳光照射的铀 盐也能使照相底片感光。没有荧光，却使底片感光，这是不是很让人惊讶的一个现象啊？ 由此可以推测铀盐本身发出了一种看不见的射线。后来贝克勒尔进一步研究了纯铀，发现 纯铀的射线比铀盐射线强好几倍。通过做实验之后，元素的放射性被发现了。 这时候英国物理学家也发
10、出了声音，他问“这放出来的射线是什么呢？”既然看不见 的射线存在，那么看不见的射线又是什么呢？他也是通过做实验来解决问题，他发现铀产 生了两种射线，一种是 射线，一种是 射线，这个实验用到了大量物理知识，在这里 就不做解释了。再后来计算 粒子的电荷、质量比值，他断定 粒子是氦原子失去电子 后的正离子 He2+，之后别的科学家发现 射线是电子流，而且还发现了另外一种射线 射线，这是一种波长很短的电磁波。 由此我们看到科学家们研究物质时都会做实验，实验现在已经成为科学研究的重要方 法。 三、原子结构行星模型 【教师引导】科学家们发现了元素的放射性，还测定了射线的种类性质，在当时具有很重 要的意义。
11、大家知道，原子很小，它的直径在零点几个纳米左右，我们根本就看不到原子， 觉察不到它的存在。要观察那么小的物质几乎是不可能的。那么当时的科学家是怎么研究 原子的呢？ 我们讲到卢瑟福发现了铀产生的 射线是氦离子，也就是释放出了一个带正电粒子，而且 这个粒子是有速度的，像枪膛里射出来的子弹一样。那么是不是可以用这个粒子去轰击其 他的物质啊？大家认为呢？ 【学生接话】可以 【教师引导】当意识到了可以用 粒子去轰击其他物质的时候，卢瑟福他们就做了这样一 个实验，下面我们来看看卢瑟福他们做的实验的视频。注意看视频左上角的圈和显微镜荧 光屏移动的位置，圈是模拟荧光屏，显示了荧光屏在各个位置时所检测到的现象。
12、大家看 视频的时候要特别观察左边那个位置时荧光屏的现象。 （放视频）待会儿我请同学上来把每个位置上荧光屏里的现象画出来。 【板书】将实验装置的大致位置画下来。（如图） 【教师讲话】现在谁上来帮我画荧光屏现象（扫视一周，有个男同学举手），好，你上来 画一下。把点的多少大致画下来就可以了。 【学生画图】（点的大致情况） 【教师提问】都画对了吧？（学生接话“对的”）画的很好啊。现在我们来看看黑板上这 些荧光屏上的现象，这些亮点代表 打到荧光屏上，那么 1 位置上有那么多亮点，说明 了什么？ 【学生回答】说明打 粒子直线到达了荧光屏 【教师引导】也就是说大部分 粒子穿过了金箔 【教师追问】那 2、3
13、、5 、6 上的现象和 4 荧光屏的现象说明了什么？ 【教师】（学生们个别说话）站起来说吧 【学生回答】说明很少量的 粒子发生了偏转，更少量的发生了 180偏转。 【教师引导】很好，我们通过视频实验也得出了卢瑟福同样的现象。如果按照前人提出的 葡萄干面包原子模型，那么金箔就相当于一面由面包垒起来的面包墙，高速 粒子相当于 子弹，子弹打在面包墙上会有什么结果？ 【学生接话】全部穿过，直线运动 【教师引导】这样我们可以判断出葡萄干面包原子模型是错误的。大家翻到第 7 页，第 5 行我们可以看到卢瑟福根据这些现象提出了原子结构行星模型，现在我们看一幅太阳系行 星图。 他认为原子核相当于太阳，电子相当
14、于行星，电子绕原子核运动相当于行星绕太阳运转。 现在把这整个太阳系看作是一个原子，用 轰击金箔相当于拿许多的小行星打向太阳系。 那么一束小行星也就是 粒子打向原子核会有什么结果呢？ 【学生回答】（学生坐着回答，教师点名正在回答的学生站起来回答）大部分 粒子能穿 过原子，少部分打到原子核上，会因为原子核带电而反弹。 【教师追问】（指着图）那 粒子在靠近原子核运动的时候， 粒子会受到原子核的一 个力，所以 【学生回答】 粒子会发生偏转 【教师评价及讲解】对的，很好。我们用太阳系的行星图完全能够解释 轰击金箔的实验 现象，也就是说原子结构行星模型是有一定正确性的对吧。但是也不是完全正确，下面我 们再
15、看一个视频 放视频 【视频中间，教师说明】中间那个小球代表原子核 【教师】现在我们知道最正确的原子结构应该是电子云模型，原子由中心的体积很小，质 量很大，带正电的原子核和外部电子组成，电子没有固定轨道，它只是围绕原子核做无规 则运动的，我们所能观察到的只是它出现在核外的概率，（指着视频停止时的图）这些点 的密集程度就代表了电子出现的概率。 好，今天的课（15 分钟的课）就上到这。 【总结课堂】 现在我们来回顾一下刚刚的课堂，我们主要讲了道尔顿原子学说和卢瑟福的 轰击金箔实 验， 总结了一下现代原子论，现代原子论是： （原先已经有板书） 讲卢瑟福的 粒子轰击金箔实验，观察了实验现象，我们用原子结
16、构行星模型去解释他的 实验现象，完全正确，知道了原子是由带正电荷的质量很集中的很小的原子核和在它周围 运动着的带负电荷的电子组成。 还有通过做实验贝克勒尔发现了元素的放射性以及卢瑟福发现铀的两种射线， 和 射 线， 是 He2+ 。 在之前的一些科学家及思想家等提出的想法虽然有错误，但是这是科学发现的一个过程。 科学家们研究时的重要的方法有：贝克勒尔和卢瑟福都用到的实验法，汤姆逊和卢瑟福用 的模型法。 【作业】 1、 复习卢瑟福的实验 轰击金箔现象，学会用原子结构行星模型解释该实验现象 2、 复习道尔顿原子论和现代原子论。 3、 预习下一节的内容 【反思】在教学的过程中，因为缺乏经验，不能够很好的控制自己的行为，以及关注每个 学生，有时候因为紧张而忘记或者是怕继续讲解反倒使学生更难理解，教案上写的有些东 西没有讲。在教学过程中，提问是个很重要的环节，要使学生听明白，而且要引起学生的 注意，
