資源簡介

第三單元《物質構成的奧秘》教學設計
課題2 原子結構
第二課時 原子核外電子的排布、離子
課題： 3.2.1 原子核外電子的排布、離子 課時 1 授課年級 初三
課標要求 認識原子是由原子核和核外電子構成的，知道原子可以轉變為離子，認識表示原子、離子的符號；能說明原子、離子的區別和聯系；能基于真實情境，從原子的視角分析有關物質及其變化的簡單問題，并作出合理的解釋和判斷。
教材 分析 本課時聚焦于深化學生對原子內部結構的認知，并在此基礎上拓展至原子核外電子的特定排布規律以及離子形成機制的理解。本節課承前啟后，既是對之前學習“化學反應中分子的可分性與原子的相對不可分性”概念的深化，也是開啟原子內部結構微觀世界探索之門的鑰匙。通過本節課的學習，學生將認識到，即便在化學反應之外，原子也展現出其可分性，即由更基本的粒子——質子、中子和電子構成。這一認知轉變不僅拓寬了學生的科學視野，也激發了他們對微觀粒子世界的好奇心和探索欲。 在內容層面，教材通過介紹原子核外電子的排布規律，引導學生理解電子并非隨意分布在原子核周圍，而是按照一定的規律分層排布，這些規律包括能量最低原理等。這一過程不僅幫助學生構建了原子核外電子排布的直觀模型，還培養了他們運用規律分析問題的能力，如預測不同元素原子的電子排布情況，進而理解元素性質與其電子排布之間的內在聯系。 此外，離子概念的引入是本節課的另一核心要點。通過探討原子在特定條件下（如得失電子）轉化為離子的過程，學生不僅能夠理解離子與原子之間的轉化關系，還能深刻認識到離子在自然界和日常生活中的應用廣泛性。這一過程不僅加深了學生對物質構成多樣性的理解，也為后續學習離子化合物等概念打下了堅實的基礎。 在教學方法上，教材鼓勵學生通過回顧化學史料中的經典實驗和理論發展（如湯姆生的“葡萄干布丁”模型、盧瑟福的α粒子散射實驗等），體驗科學發現的艱辛與樂趣，感受實驗、假說、模型、推證等科學方法在科學研究中的重要作用。同時，通過小組討論、案例分析等互動環節，培養學生的質疑精神、反思能力和嚴謹的科學態度，使他們在掌握科學知識的同時，也接受了科學方法和科學精神的熏陶。 綜上所述，本節課旨在通過探索原子核外電子的排布規律和離子形成機制，深化學生對原子結構的理解，培養其科學思維和探究能力，同時傳遞科學方法和科學態度的價值觀，為學生的全面發展奠定堅實的基礎。
學情分析 學生經過前一課時“原子的構成、相對原子質量”的學習，已經對原子的基本構成有了初步的認識，并理解了原子是由質子、中子和電子等粒子構成的微觀粒子。這一知識基礎為本課時深入探究原子核外電子的排布規律及離子概念提供了必要的鋪墊。 然而，對于原子核外電子的排布這一復雜且抽象的概念，學生可能感到較為陌生和困惑。他們難以理解電子如何在原子核外分層排布，以及這種排布規律與元素性質之間的內在聯系。此外，離子作為化學變化中常見的微粒，其形成過程和性質特點也是學生需要掌握的重要內容。但學生可能對于原子如何得失電子形成離子，以及離子在化學反應中的作用缺乏直觀的認識和深入的理解。 針對上述學情，教師在教學中應注重以下幾點：一是通過多媒體、動畫等直觀教學手段，將原子核外電子的排布規律以生動形象的方式呈現出來，幫助學生建立直觀的認知模型；二是引導學生通過對比分析、歸納總結等方法，理解電子排布規律與元素性質之間的關系；三是通過實驗操作或模擬實驗，讓學生親自觀察或體驗原子得失電子形成離子的過程，加深對離子概念的理解；四是注重培養學生的科學思維方法和探究能力，鼓勵他們提出問題、猜想假設、設計實驗、分析結論等科學探究的基本步驟。 綜上所述，學生在本課時的學習中既有一定的知識基礎，又面臨著新的認知挑戰。教師需要精心設計教學活動，采用多樣化的教學手段和方法，幫助學生克服學習困難，實現知識的內化和遷移。
教學目標 1.了解原子核外的電子的排布特點，知道原子結構示意圖的表示方法，并了解結構與性質的關系。 2.以氯化鈉為例，了解離子的形成過程。 3.知道離子是構成物質的一種粒子，知道離子與原子的區別與聯系。
教學重、難點 重點：離子的形成過程、原子結構示意圖。 難點：原子核外的電子的排布特點、結構與性質的關系。
核心素養 化學觀念：學生通過對原子核外電子排布規律的學習，深化了對原子結構的理解，形成了更加完整和系統的原子觀念。他們認識到原子不僅由質子、中子和電子等粒子構成，而且這些粒子在原子內部有著特定的排列和分布規律。這種對原子結構的深入理解，為學生后續學習元素、元素周期表等化學知識奠定了堅實的觀念基礎。 科學思維：學生需要通過觀察、分析、比較、歸納等科學方法，理解電子排布規律與元素性質之間的關系。這要求學生具備較高的邏輯思維能力，能夠運用科學思維方法解決問題。同時，學生還需要對電子排布規律進行假設、推理和驗證，這些過程都促進了他們科學思維能力的提升。 科學探究與實踐：教師可以通過模擬實驗、小組討論等活動，讓學生模擬科學探究的過程。學生可以在這些活動中提出問題、設計實驗方案、收集和分析數據、得出結論，從而體驗科學探究的樂趣和挑戰。此外，學生還可以通過實踐操作加深對離子形成過程的理解，提升他們的實驗技能和探究能力。 科學態度與責任：在學習原子核外電子排布和離子概念的過程中，學生需要保持嚴謹的科學態度，尊重實驗事實和科學規律。同時，他們還需要認識到化學知識在社會發展中的重要作用，承擔起作為未來公民的責任，關注化學與環境保護、資源利用等社會問題的關系，培養學生對科學的敬畏之心和對社會的責任感。
教學過程
教學環節 教學活動 設計意圖
環節一、 原子核外電子的排布 【引入】閱讀科普小論文《漫游原子世界》 我是一個小小的電子，我在原子內圍繞著原子核不停地轉動，雖然空間很大，但我和我的同伴總想掙脫原子核的吸引。可是原子核這個“小老頭”很有能耐，雖然只占原子的一丁點空間（相當于體育場中的小螞蟻），它卻由質子和中子構成，中子不帶電，質子帶正電，正好將我身上的負電深深吸引。大家猜一猜，我和我的同伴在原子里是怎樣運動的呢？ 【過渡】不同的原子有不同數量的電子，那么這些電子在原子中是怎樣運動的呢？會不會發生碰撞？接下來，我們就來學習原子核外電子的排布規律。 【板書】一、原子核外電子的排布 【播放視頻】核外電子是如何運行的？ 【展示圖片】 【講解】電子在原子核外一定區域內出現，這些區域叫做“電子層”。電子層不是真實存在的，只是理論上的假設。 【學生活動】閱讀教材P66，總結核外電子的排布規律。 【總結】 1.核外電子是分層排布的，離核最近的為第一層，依次為第二層、第三層…。 2.能量低的電子優先排在離核最近的電子層中，能量高的在離核遠的區域運動。 【展示】以鈉原子為例，感受電子分層排布特點。 【提問】如何直觀、形象地表示電子的分層排布呢？ 【講解】為了簡明、方便的表示出核外電子的排布情況，科學家們引入了原子結構示意圖，你能說出各個部分各表示什么含義嗎？ 【總結】 【展示】部分原子的結構示意圖。 【學生活動】觀察下列原子的結構示意圖，總結電子分層排布的規律。 【總結】每個電子層所排布的電子數是不同的，第一層最多為2個，第二層最多為8個，最外層最多為8個（只有一層的，電子不超過2個）。 【對應訓練1】試試畫出下列原子的結構示意圖。 鋰原子 3 氧原子 8 氯原子 17 鎂原子 12 氖原子 10 磷原子 15 【提問】再仔細觀察這些原子的結構示意圖，想想可以把這些原子分為幾類？ 【講解】可以分為金屬、非金屬、稀有氣體原子等。 【學生活動】閱讀教材P67，結合教材P66部分原子結構示意圖填寫下表。 原子原子的最外層電子數特點結構是否穩定推測原子性質得失電子稀有氣體原子8個（He為2個）穩定比較穩定既不得電子，也不失電子金屬原子一般少于4個不穩定不穩定易失去電子非金屬 原子一般多于4個不穩定不穩定易得到電子
【總結】 1.稀有氣體原子的最外電子層排滿了8個電子（氦為2個），這種結構叫做相對穩定結構，因此它們的化學性質也是比較穩定的。 2.金屬原子的最外層電子數一般少于4個，這種結構在化學變化中容易失去電子而使次外層達到穩定結構。 3.非金屬原子的最外層電子數一般多于4個，這種結構在化學變化中容易得到電子而使最外層達到穩定結構。 因此原子的化學性質是由原子的最外層電子數決定的。 【對應訓練2】如圖為某粒子的結構示意圖，下列說法正確的是（ ） A.該粒子有12個質子 B.該粒子有2個電子層 C.該粒子屬于非金屬原子 D.該粒子已達到相對穩定結構 【答案】A 【對應訓練3】根據下列原子的結構示意圖，回答下列問題： 具有相對穩定結構的是 （填序號，下同）； 易失電子的原子的是 ；易得電子的原子的是 ； （3）化學性質相似的是 。 【答案】A；B；C和D；C和D。 科普小論文的引入，激發學生對原子結構和電子排布的好奇心與探索欲。 通過視頻和圖片，直觀展示電子在原子核外的運動及電子層的概念，幫助學生建立對原子結構的初步認識。 引入原子結構示意圖的概念，培養學生的符號表征能力，使學生能夠用簡明的方式表示原子結構。 通過對應訓練和分類討論，加深學生對原子性質與最外層電子數之間關系的理解，明確原子的化學性質主要由最外層電子數決定。
環節二、 離子 【展示】鈉原子和氯原子的核外電子排布圖。 【講解】鈉原子中，質子數=電子數=11，鈉原子不帶電；氯原子中，質子數=電子數=17，氯原子不帶電。 【學生活動】分別畫出鈉原子和氯原子的結構示意圖。 【總結】鈉原子的結構示意圖，氯原子的結構示意圖 。 【學生活動】依據核外電子排布規律分析鈉原子和氯原子在反應中的得失電子趨勢。 【總結】鈉原子的電子層中最外層只有1個電子，易失去1個電子達到8電子穩定結構；氯原子的電子層中最外層有7個電子，易得到1個電子達到8電子穩定結構。 【提問】如果一個鈉原子和一個氯原子相遇，會發生什么呢？ 【播放視頻】氯離子和鈉離子的形成 【學生活動】交流討論：解釋鈉與氯氣反應生成氯化鈉的化學變化過程。 【總結】鈉原子最外層有1個電子，易失去，氯原子最外層有7個電子，易得到1個電子，當鈉與氯氣反應時，鈉原子最外層的1個電子轉移到氯原子的最外層上，這樣兩者都形成相對穩定的結構。帶1個正電荷的鈉離子（記為Na+）和帶1個負電荷的氯離子（記為Cl-）通過靜電作用形成了氯化鈉。 質子數電子數電性質子數、電子數關系電子得失情況離子性質鈉離子1110帶一個正電荷質子數〉電子數失一個電子陽離子氯離子1718帶一個負電荷質子數〈電子數得一個電子陰離子
規律：在化學變化中，金屬原子易失去最外層電子而使次外層變成相對的穩定結構；非金屬原子易得到電子而使最外層變成相對穩定結構。 【板書】二、離子 【講解】原子通過得失電子分別變成陰離子和陽離子，統稱為離子，即帶電的原子或原子團。陽離子中電子數＜質子數，帶正電；陰離子中電子數＞質子數，帶負電。 【板書】 ①定義：帶電的原子叫離子。 【展示】氯化鈉晶體 【提問】氯化鈉是由什么構成？ 【講解】氯化鈉（ NaCl）是由鈉離子（Na+）和氯離子（Cl-）構成的。 【展示】氯化鈉微觀結構 【講解】離子也是構成物質的微觀粒子。 【提問】離子如何表示呢？ 【總結】在原子（或原子團）符號的右上角標出離子所帶的電荷數及電性，數值在前，正負號在后，當離子所帶電荷數為1個單位時， 1 可以不寫。 【板書】②書寫 【對應訓練1】試試寫出下列離子的離子符號。 氫離子 鋰離子 氟離子 鋁離子 硫離子 鈣離子 【答案】H+ Li+ F- Al3+ S2- Ca2+ 【提問】離子符號表示什么呢？ 【講解】表示一種離子及一個離子所帶的電荷數 【板書】③意義 【提問】符號周圍的數字有什么含義？ 【總結與交流】 【提問】能分清原子和離子的區別和聯系嗎？ 【板書】④原子與離子的區別與聯系 【討論與總結】 【對應訓練2】下列關于離子的說法中不正確的是（ ） A.離子是構成物質的一種粒子 B.氯化鈉是由鈉離子和氯離子構成的 C.離子是一種不顯電性的粒子 D.在化學反應中離子和原子可以相互轉化 【答案】C 【對應訓練3】“結構決定性質”是化學的核心觀念。如圖是硫原子結構示意圖，下列說法正確的是（ ） A. X的值為8 B.硫原子的核電荷數為16 C.硫原子在化學反中易得到電子，變成陽離子 D.硫原子和硫離子的性質完全相同 【答案】B 通過講解鈉原子和氯原子電子排布特點，讓學生親手繪制結構示意圖，從而加深對原子結構的認識。 分析得失電子趨勢，引入離子概念，并通過視頻播放和討論，直觀展示離子形成過程，幫助學生理解離子是如何通過得失電子形成的。 通過表格總結離子的性質，明確離子與原子在質子數、電子數及電性上的差異，強化離子概念。 通過提問和討論，引導學生總結原子與離子的區別與聯系，形成完整的知識體系。
課堂總結
板書 設計 課題2 原子結構 第2課時 一、原子核外電子的排布 1．分層排布 2．原子結構示意圖 二、離子 ①定義：帶電的原子叫離子。 ②書寫 ③意義 ④原子與離子的區別與聯系
教學 反思 在本課時的教學實踐中，通過引導學生深入探索原子結構與離子形成的過程，課程成功地構建了一個從理論到實踐、從宏觀到微觀的知識橋梁。學生們通過觀察原子結構示意圖，親手繪制并分析電子排布，不僅加深了對原子內部構造的認識，還初步理解了電子排布與元素性質之間的緊密聯系。隨后，通過生動的視頻展示和小組討論，離子形成這一抽象概念變得直觀且易于理解，學生們能夠清晰地看到原子如何通過得失電子轉變為離子，并理解這一過程在化學反應中的重要作用。 然而，回顧整個教學過程，也暴露出了一些需要改進的地方。首先，面對不同學習基礎的學生，如何平衡知識的深度與廣度，確保每位學生都能跟上教學節奏，是一個值得深思的問題。未來教學中，可以設計更多層次化的學習任務，以滿足不同學生的需求。其次，盡管課堂互動形式多樣，但部分學生的參與度仍有待提高，這提示我們在設計教學活動時，需要更加注重學生的主體性和參與感，激發他們的學習興趣和動力。 此外，對于離子符號的書寫和理解，部分學生仍顯得較為吃力，這反映出在符號系統的教學上，我們需要更加系統化和規范化，通過反復練習和強化記憶，幫助學生牢固掌握這一基礎工具。 綜上所述，本課時的教學在促進學生理解原子結構與離子形成方面取得了積極成效，但也提示我們在未來的教學中，需要更加注重學生個體差異，優化教學策略，以提高整體教學效果。

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