資源簡介

課題2　原子的結構
第1課時　原子的構成
第2課時　離子和相對原子質量
1．知道原子的構成，以及構成粒子之間的關系；了解原子結構示意圖是一種模型化的方法。
2．了解原子核外的電子是分層排布的；了解典型元素(稀有氣體、金屬和非金屬)原子核外電子的排布特點。
3．以氯化鈉為例，了解離子形成的過程，知道離子是構成物質的一種粒子。
4．認識相對原子質量的意義，會查相對原子質量表。
重點
原子的構成、相對原子質量的概念、原子核外電子的排布特點。
難點
原子核外電子的排布特點。
一、創設情境，導入新課
可能同學們都不熟悉原子，但是提起原子彈大家肯定都不陌生。在1945年抗日戰爭的末期，美國空軍將兩顆原子彈投在了日本的廣島和長崎兩個城市，使這兩個城市遭受了滅頂之災。可見原子彈的巨大威力。由此我們也可以看出科學技術對于人類的重大作用。希望同學們努力學習，使用科技為人類造福。那么原子和核武器原子彈之間有什么關系？原子是一種怎樣的微觀粒子？相信同學們對它非常感興趣，那就讓我們共同來認識一下吧。
二、合作交流，探究新知
教師引導學生閱讀課本圖3－8，讓學生了解原子的大小。
原子的體積很小。如果將一個原子跟一個乒乓球相比，就相當于將一個乒乓球跟地球相比。
原子之間能夠結合成分子的奧秘，正是人們在研究這小小的原子的結構時被逐步揭示出來的。
(一)原子的構成
讓學生閱讀課本P53“原子的構成”，在閱讀的基礎上討論問題。
(1)原子是由哪兩部分構成的？
(2)原子核和核外電子都帶電，為什么整個原子不顯電性？
(3)原子核是由哪些粒子構成的？這些粒子有什么異同？
(4)不同類原子的內部構成有什么不同？
討論結束后，由學生代表陳述討論結果，其他小組可以表明自己的不同意見。
展示“原子的構成”示意圖。讓學生觀看圖，說出自己從圖上得到的有關信息。
思考：(1)原子核所帶的正電荷從何而來？
(2)質子數與原子核所帶的正電荷有何關系？
(3)電子數與原子核所帶的正電荷有何關系？
小結：原子是由居于原子中心的原子核和核外電子構成的。核電荷數＝核內質子數＝核外電子數。
(二)原子核外電子的排布
思考：原子核居于原子中心，它在原子中的體積如何？占很大一部分嗎？
原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核的半徑只有原子半徑的幾萬分之一，如果把原子比作一個龐大的體育場，而原子核只相當于一只螞蟻。因此，原子里有很大的空間，電子就在這個空間里作高速運動。
通過前面的學習，我們已經知道，原子是化學變化中的最小微粒。原子是由原子核和核外電子構成的。電子的質量非常小，在核外作高速運動。如核電荷數為1的氫原子，原子核內有一個帶正電荷的質子，核外有一個電子。實際上，電子在核外不是在一個平面上運動，而是在空間運動。為了表示方便，把它示意為在一個平面上運動。氫原子核外僅有一個電子，比較簡單。在含有多個電子的原子里，電子在核外是如何排布的呢？
板書：原子核外的電子是分層排布的。
閱讀課本有關原子核外電子分層排布的內容。
由于電子的能量不同，它們運動的區域也不同。知道了原子的核電荷數及核外電子排布，可以畫出原子結構示意圖。
板書：1～18號元素的原子結構示意圖。
看課本中氫原子的原子結構示意圖，表示原子核內有一個質子，弧線表示電子層，弧線上的數字表示該電子層上的電子數。出示1～18號元素的原子結構示意掛圖，引導學生在觀察中進行思考，總結規律：(1)第一層最多能容納多少個電子？(2)第二層最多容納幾個電子？(3)最外電子層最多可以容納的電子數？
原子的核外電子最少的有1層，最多的有7層。最外層電子數最多不超過8個(只有一個電子層時不超過2個)。
思考：(1)不同類元素的原子最外層電子數有何特點？它們的結構是否穩定？
(2)化學反應過程中元素的原子總是力求使自身的結構趨于或達到穩定結構。金屬與非金屬元素通過何種方式可趨向達到相對穩定結構？
(3)不同類元素的原子最外層電子數與元素化學性質有怎樣的關系？
分析：(1)稀有氣體元素的原子最外層電子數為8(氦為2)，這種結構被視為穩定結構，所以稀有氣體具有“化學惰性”，一般情況下不易和別的物質發生化學反應。
(2)金屬元素的最外層電子數一般少于4，在化學反應中，易失去電子，形成陽離子。非金屬元素的最外層電子數一般多于4，在化學反應中，易得到電子，形成陰離子。
(3)元素的性質，尤其是化學性質主要決定于原子的最外層電子數。
以金屬鈉與氯氣的反應為例，鈉原子最外層有1個電子，在化學反應中容易失去；氯原子最外層有7個電子，在化學反應中易得到1個電子。當鈉跟氯氣反應時，鈉原子將最外層的1個電子轉移到氯原子的最外層上，這樣，兩個原子的最外電子層都成了8個電子的穩定結構。
　
在上述過程中，鈉原子因失去1個電子而帶上1個單位的正電荷；氯原子因得到1個電子而帶上1個單位的負電荷。這種帶電的原子叫做離子。帶正電的原子叫做陽離子，如鈉離子(Na＋)；帶負電的原子叫做陰離子，如氯離子(Cl－)。帶相反電荷的鈉離子與氯離子相互作用就形成了氯化鈉。
提問：那如何來表示離子的符號呢？
分析：就像元素用元素符號表示一樣，離子用離子符號來表示。離子符號是用來表示離子的化學符號。離子符號表示式為Xn＋或Xn－，X表示元素符號或原子團的化學式，X右上角的“＋”或“－”表示離子帶的是正電荷還是負電荷，“n”表示帶n個單位的電荷。例如，Al3＋表示1個帶3個單位正電荷的鋁離子；3SO表示3個帶兩個單位負電荷的硫酸根離子。
離子的寫法：先寫出元素符號，再在右上角標明該離子帶的電荷數，注意“＋、－”在數字后面。例：3個硫酸根離子：3SO；兩個鎂離子：2Mg2＋。
(三)相對原子質量
由于原子質量的數值太小，書寫和使用都不方便，所以國際上一致同意采用相對質量，即以一種碳原子質量的1/12為標準，其他原子的質量與它相比較所得到的比，作為這種原子的相對原子質量(符號為Ar)。
原子的質量很小，通常使用其相對質量。
根據這個標準，氫的相對原子質量約為1，氧的相對原子質量約為16。也可以用比較形象的方法解釋，如下圖。
分析：相對原子質量只是一個比，不是原子的實際質量，單位是1通常不寫。在相對原子質量計算中，所選用的一種碳原子是碳12，是含6個質子和6個中子的碳原子，它的質量的1/12約等于1.67×10－27 kg。構成原子的粒子有質子、中子、電子，1個質子和1個中子的質量都約等于1個電子質量的1836倍。
構成原子的粒子的質量
粒子種類 質量
質子 1.6726×10－27 kg
中子 1.6749×10－27 kg
電子 質子質量的1/1836
　　如上表所示，構成原子的質子、中子的相對質量都約等于1，與質子、中子相比，電子的質量很小，整個原子的質量主要集中在原子核上。在一般的化學計算中，多采用相對原子質量的近似值。
其他原子的相對原子質量是多少我們不需要再去計算，科學家已經把目前已發現的元素的相對原子質量測定出。我國科學院院士張青蓮教授就為相對原子質量的測定作出了卓越貢獻。他主持測定了銦、銥、銻、銪、鈰、鉺、鍺、鋅、鏑幾種元素的相對原子質量新值，其中他測定出核電荷數為63的銪元素的相對原子質量新值為152，則該元素的原子中質子數為63，中子數為89，核外電子數為63。
三、練習設計
《探究在線·高效課堂》“基礎在線”部分。
四、課堂小結
本節課你學到并掌握了哪些知識，有哪些收獲？
五、布置作業
《探究在線·高效課堂》“能力在線”部分。

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