一、教学目标。
1、了解人类认识原子结构的曲折历程及发展趋势。
2、了解常见元素原子的电子排布情况，知道原子通过得失电子达到稳定结构的事实，认识电子层结构与化学性质的相关性。
3、掌握原子的结构，知道同位素等概念，能根据原子组成符号判断原子的构成。
4、在科学家探索物质构成的史实中体会科学研究的原则和方法，体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要性。
5、在运用原子结构知识解决宏观问题中认识科学发展的重要性和必然性，培养科学思维。
6、体验科学**的艰辛和喜悦，感受物质世界的奇妙与和谐，增进学习及研究物质奥秘的兴趣和热情。
二、教学重点。
三、教学难点。
四、教学过程。
引入] 本课的主题是原子结构，对此同学们已有不少了解，今天我们一方面要将以往的知识系统化，看看能否从中发现新的规律，另一方面我们将简要回溯人类对原子的研究历史，在一些重要节点上驻足思考，领略诸位科学家的精妙思想，试着“象科学家一样思考”,认识科学理论的特质和价值，以在今后能做出自己的创造。
人类生活在千变万化的物质世界中，从远古开始人类就在不断的认识、改变物质，开展如用火、制陶、冶金、酿造等生产活动，而人类对事物的认识总是从现象逐渐深入到本质，在了解物质变化的同时，人类中的智者就开始了对物质本原的思考：不同物质间可以相互转化，说明它们有共同的本原，那么这些共同的本原是什么？它们又是以怎样的方式构成万物？
板书] 一、原子学说。
1、古代哲学思想（物质由微粒构成）
人类先哲们对此做出了不同的回答，如中国古代有阴阳说、五行说，公元前五世纪左右，古希腊的留基伯和德谟克利特创立了原子学说，他们认为宇宙万物由微小、间断、坚硬、不可分的原子构成，原子论的提出对后世科学的发展具有重大的启示意义，但在这之后，很多思想家又提出各自不同的学说，如亚里士多德认为由土、水、气、火四种元素构成万物。这些学说为什么没有得到所有人的接受？
这样的学说只是建立在直观察觉和推理的基础上，无法得到客观事实的验证，其本质还是一种哲学思辨，相反，科学理论的一项重要特质就是实证性，它需要通过实践进行反复验证才能真正确立，当科学发展进入近代时期，人们积累了大量关于物质组成与化学变化的客观事实，从中总结出一些基本规律，英国科学家道尔顿据此在2024年提出了近代原子学说。
板书] 2、道尔顿的近代原子学说（化学变化中原子不变，物质有固定构成）
原子学说可以从微观上解释一些化学基本定律，比如质量守恒定律，因为原子在化学变化中保持不变，化学反应前后物质的总质量也就保持不变。此外，物质组成中的质量关系也反映出微粒的存在。这些定律的成立为原子学说提供了事实基础，这使得它能够得到实验的验证，从而得到广泛的接受和运用。
原子学说描绘了原子相互结合、分离的情形，但却难以解释原子为什么具有这样的性质，外在的性质往往都是内部结构的反映，原子有没有更微小的内部结构，它的结构又怎样决定了它的性质，到了现代科学时期，随着实验技术的进展和物质理论的深入，科学家们逐步揭示出原子的内部结构。
板书] 二、原子结构的发现。
1、汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型。
电子带负电，质量小，原子中都有电子，正、负电荷总量相等）
2024年汤姆生利用阴极射线在磁场和电场中的偏转，确认了电子的存在，随后测出电子带一个单位负电荷，而其质量约为氢原子质量的两千分之一，进一步的实验表明无论以何种材料进行实验，发出粒子总是相同，由此确认它是一切原子的组成部分。基于电子的发现，汤姆生提出“葡萄干面包式”原子结构模型，他认为原子是有带有正电的均匀球体和嵌于其中的电子构成。为什么认为原子中有带正电的部分？
原子是电中性的，其中必然有带正电的部分，并且其所带的正电荷数量与电子所带负电荷数量相等。汤姆生的原子模型中电子的存在是经过实验验证的，是确凿可信的，但正电部分却未有实验证明，要证实后推翻它都需要更多的事实依据。
板书] 2、卢瑟福的带核的原子结构模型。
原子核体积小、质量大、带正电，核电荷数=原子序数=电子数）
2024年卢瑟福证实镭放射出的α粒子是带正电的氦离子，它的质量是电子的几千倍。在著名的α粒子散射实验中，卢瑟福用高速运动的α粒子轰击极薄的金属片，结果发现大多数α粒子可以顺利穿透，偏转角度不大，这说明原子内部有很大空隙；但少数α粒子的运动方向发生了较大角度的改变，极个别的α粒子甚至会反射回头，说明它们碰撞到一个质量很大的微粒即原子核，根据原子的电中性原则以及α粒子的散射，原子核带正电。
发现原子核后，根据α粒子散射程度并结合其它方法，计算出了不同元素的核电荷数，确认了核电荷数与该元素在周期表中的原子序数相等，从而认识到元素周期表排列顺序的根源所在。
在此基础上，利用与太阳系模型的类比，卢瑟福在2024年正式提出带核的原子模型：原子有一个居于中心的极小的核，这个核几乎集中了原子的全部质量并带有z个单位正电荷（即核电荷数），z个电子绕核做高速运动，如同行星绕太阳运转一样。
粒子散射实验给出了原子核存在的确凿证据，但并没有涉及核外电子的存在状态，这需要确实的实验证明，能否将天文尺度的行星系统类推到原子尺度也需要明确的理论论证，实际上按照当时的电磁理论，卢瑟福原子模型中的电子并不能稳定地待在核外，对此有着严谨科学态度的卢瑟福也认为自己提出的模型还有待完善，随着一系列革命性物理理论的建立，原子结构模型也在不断发展。
板书] 3、玻尔的原子结构模型和量子力学模型（核外电子分层排布）
量子力学远远超出了中学化学的学习层次，我们已经学过的电子分层排布规律可以说是量子力学模型的一种简化描述，但在现阶段运用此规律，我们可以在一定层次上认识化学反应发生的本质原因。
板书] 4、核外电子排布与元素性质（化合价）的关系。
2024年，弗兰克兰根据化合物中原子的比例关系提出了化合价的概念，但对化合价的本质却一直不能给出明确的解释。在对原子结构的研究日趋成熟后，科学家开始将化合价与电子行为进行联系，柯塞尔在2024年对由离子构成的化合物做出了较圆满的解释。完成问题解决1，试画出钠、镁、氧、氯的原子结构示意图，写出单质钠、单质镁分别与氧气、氯气反应生成的氧化物和氯化物的化学式，找出它们表现出的化合价与电子层结构的关系。
板书]（1）最外层电子数达到8（k层为2电子）的电子层结构较为稳定。
2）活泼金属原子容易失去最外层电子而达到稳定结构，最高正化合价=最外层电子数。
3）活泼非金属原子容易得到电子而达到稳定结构，
最低负化合价| =8－最外层电子数与的差值。
4）元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子数。
师] 事物都有由不稳定状态向稳定状态转化的趋势，从核外电子排布的角度分析，象稀有气体原子那样最外层电子数达到8的结构是稳定结构，其它原子都有失去或得到电子而达到稳定结构的趋势。活泼金属原子最外层电子数较少，容易失去最外层电子而达到稳定结构，表现出的正化合价就等于最外层电子数；活泼非金属原子最外层电子数较多，容易得到电子而达到稳定结构，表现出的负化合价的绝对值就等于最外层电子数与8的差值，这些化学变化属于氧化还原反应，其实质就是原子通过得失电子而达到稳定的过程。随着量子力学的发展，现在的科学家们已经能够**并设计复杂分子，今年的诺贝尔化学奖即与此领域有关。
原子结构研究的另一方向是原子核，人们在研究核反应的过程中，逐步揭示出原子核的复杂结构。2024年卢瑟福发现质子，阅读并完成问题解决2。
板书] 三、原子核的组成。
1、质子、中子与质量数。
2024年，继原子核之后，卢瑟福进一步发现用α粒子轰击氮可以产生一种新的粒子，它带一个单位正电荷，质量为1.673×10﹣27 kg，相对质量为1.007（含义与相对原子质量相同，均以该微粒质量除以c-12原子质量的1/12所得的比值），卢瑟福将之命名为质子，随后用其它元素获得了类似结果，从而证实质子是原子核的组成部分。
填写表1并**。(质子和中子的相对质量均取近似整数值1，电子的相对质量为1/1836)
表1 就我们的知识而言，知道元素种类也就知道了原子序数、质子数、电子数，质子相对质量总和与质子数目相等，而电子的质量相较原子可以忽略不计，如果原子核中只有z个质子，则它的质量与原子质量不符，所以需要不带电的中子来补全质量。完成问题解决，3，总结关系。
随后，在2024年卢瑟福又提出中子假说，认为原子核中还应存在一种命名为中子的不带电粒子。随着新测量仪器的发明，2024年波特发现了一种新的射线，2024年查德威克证明了这种射线就是卢瑟福**的中子，之后约里奥·居里夫妇精确测定了中子的质量，现代值为1.675×10﹣27 kg，相对质量为1.
008。
质子和中子的相对质量均接近于1，质子和中子的数目总和约等于相对原子质量的数值，将之命名为质量数，“将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值”，并将其表示于原子符号中。
板书]（1）在原子中：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
2）中子不带电。绝大多数原子核由质子和中子构成（1h特殊）。
3）质量数（a）= 质子数（z）+ 中子数（n）
4）质量数与相对原子质量的数值相近。
5）以x表示原子的组成。
完成问题解决4，利用上述关系填写表2。对比元素周期表中的数据，你觉得相对原子质量是否应该有小数部分？对此能做出何种猜想？
表2中的镁原子的质量看似正好为c-12原子质量的两倍，原子量应该恰好是24，而周期表中镁元素的原子量为24.31，差距较大。可见同一元素可能存在不同原子，元素的原子量是这些原子的平均值。
实际上根据爱因斯坦的质能方程，质子和中子在结合为原子核时会因质量转化为能量而造成质量亏损，12mg的相对原子质量略小于24，实为23.985。
完成问题解决5，完善定义，思考性质。
板书] 2、同位素。
2024年以后，随着对放射性现象研究的深入，科学家发现的放射性“元素”数量多到周期表中没有可容纳的空位，对它们的性质进行比较后，2024年索迪提出了同位素假说：化学元素存在着原子量不同，放射性不同，但其他性质相同的变种，它们应该处于周期表的同一位置上，因而命名为同位素。2024年索迪又指出不具放射性的元素也可能存在同位素。
因为同位素间原子量不同，2024年，汤姆生利用相应阳离子在电、磁场中运动的差异发现了20ne的同位素22ne，这是首次发现不具放射性的同位素，随后，阿斯顿利用扩散速度差异实现了20ne和22ne的分离。到七十年代末，已发现地球上存在的各元素的同位素489种，此外还有人工制造的放射性同位素两千多种。
人类对原子结构的认识
苏教版必修一专题一第三单元人类对原子结构的认识。教学基本信息。课题作者及工作单位。苏教版必修一专题一第三单元人类对原子结构的认识。朱丹刚浙江省台州市椒江区洪家中学。指导思想与理论依据。本节课我是以历代科学家对原子的研究和认识为主线，得出一个理论，但又存在一个问题，通过实验解决一个问题，又冒出另外一个...
人类对原子结构的认识
一 教材的地位。本节内容是苏教版化学必修1专题一第三单元。经过前两单元的学习，学生已经认识到了化学世界物质的精彩纷呈，了解到研究物质的实验方法的多种多样。在有了这些知识基础后，教材选择了化学史中人类对原子认识的不断深入，原子结构模型的不断演变的过程引入原子结构的内容，这样安排既水到渠成地把学生带入完...
人类对原子结构的认识
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