1打开原子世界的大门（第1课时）
原子结构的探索过程与原子构成。
教学目标。1.知识与技能：1）知道物质可分的哲学思想，了解科学家认识原子结构的不同阶段及重要贡献。
2）知道原子结构。
2.过程与方法：学习模型法和实验法在原子结构发现过程中的应用，体会科学精神和科学方法在探索原子结构奥秘中的作用。
3.情感态度与价值观：学生通过体验科学探索的过程，学习科学家严谨的科学态度、锲而不舍的科研精神，培养学生探索创新意识。
重点和难点：
重点： 1）卢瑟福原子行星结构模型的提出依据及内容。
2）构成原子微粒的两个关系式。
难点：每种原子结构模型提出的依据，不足及其发展。
教学方法：自主**、讨论与教师powerpoint多**展示、讲解结合。
教学过程：设问】面对一张纸，从化学的角度你会想到些什么？
不断地撕开一张纸，能将其分开到什么程度？
教师】人类生活在物质世界中，从古到今人们一直在探索物质的组成以及构成物质的最小微粒到底是什么？今天让我们一起穿梭时空，亲历原子结构的探索之旅！
学生活动】阅读课本第3页“从古典原子论到葡萄干面包原子模型”，相互讨论，回答下列问题：介绍了几位科学家？他们在物质构成上的主要观点？
有哪些不足之处？并请同学们谈谈看书后感想。
板书】1.原子结构的探索。
学生总结】我国惠施：物质是无限可分的。
我国墨子：物质被分割是有条件的。
古希腊德谟克利特：古典原子论。
尽管这些观点基于猜测、思考，没有得到实验的验证，缺少科学依据。在科学发展的今天看来，他们的观点当然很不完善甚至是错误的。但在科学十分落后的当时，他们能提出这样的观点，实在是一件了不起的事情。
先辈们敏锐的洞察力和丰富的想象力，是值得我们后人学习的。）
板书】古典原子论（德谟克利特）
学生总结】道尔顿提出原子论，要点为：
1.化学元素均有不可再分的微粒——原子构成。
2. 原子在一切化学变化中均保持不可再分性。
3. 同一元素的原子在质量和性质上都相同。
4.不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数比组合成化合物。
板书】 近代原子论（道尔顿，原子不可分）
教师补充】道尔顿原子论的原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。
教师设问】从同学们已经掌握的知识去分析，道尔顿原子论是否合理？
学生】用现**论分析道尔顿的原子论都不合理。
教师设问】道尔顿原子学说曾经起了很大的作用，但我们现在知道原子并不是实心、不能再分的小球，而在当时人们认识到这一点是因为1897年英国科学汤姆生从阴极射线的研究中发现了电子，从此，人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子也有一定的结构。同学们思考一下怎么会从电子想到原子是有结构的呢？
学生】物质在通常情况下显电中性，而物质中既然存在带负电的电子，那么一定还存在带正电荷的部分。对原子来说，它所带的正电荷的电量必然与其电子的负电荷的电量相等。)
猜测】那么原子的结构到底是怎样的呢？如果你处在当时情况，你会怎样想象原子的结构呢？
学生讨论】……
教师】为了研究原子的内部结构，1903年汤姆生提出了一种葡萄干面包原子模型。他认为整个原子就好像是一个均匀分布的正电荷的球，而电子则均匀地分布在这些正电荷之间。就好像葡萄干面包一样。
面包代表均匀分布的正电荷，电子则像葡萄干一样嵌于其中。
板书】 发现了电子葡萄干面包原子模型（汤姆逊）
教师设问】汤姆逊原子模型的产生的缺陷是什么？
学生】缺陷在于对正负电荷的分布是推测出来的，并为经过实验验证。
教师】虽然汤姆逊的原子模型与我们现在知道的大不相同，但毕竟它指出了原子是有结构的，使人们对原子结构认识又进了一步。人类对原子结构的探索有重要突破，是从x射线和元素放射性的发现。
教师设问】有哪位同学听说过或者知道x射线在生活中的应用么？
学生】医学上用来拍摄x光**。
教师】1895年德国的物理学家伦琴通过实验发现了一种光，但当时他不知道是什么光，无以名之，就把它叫做x光。后来知道是一种穿透力很强、波长很短的电磁波。
教师设问】发现x射线之后，对原子结构的探索又有哪些进展？
学生】贝克勒尔发现了元素的放射性。
天然放射性元素能够自发地放出各种射线，从而衰变为另一种元素。）
教师设问】知道了有些元素有放射性，如果你是科学家，你最想知道的是什么？
学生】放射性元素放射出来的是什么？
教师设问】通过多**展示，分析从放射性元素中放射出来的射线有几种？射线从**来的？它们的带电情况如何？
学生】从实验装置图中看出射线的种类有三种。因为射线在电场的作用下分成了三束它们分别称为α射线、β射线、γ射线。它们的带电情况α射线带正电，β射线带负电、γ射线不带电。
板书】进一步的研究表明：
射线：带两个正电荷的氦核粒子流。
射线：带负电荷的高速电子流；
射线：从原子核内放出来的电磁波，它实际上是一束能量极高的光子流，它的波长比x射线还要短，穿透本领比x射线更强。它不带电，因而在电场中不发生偏转。
教师设问】电子的发现和元素的放射性现象说明了什么？
学生】原子不是不可再分的微粒，原子还可以再分，原子是由结构的。
设问】那么原子究竟具有怎样的结构呢？ 人类怎样继续打开原子世界大门的？
学生活动】阅读“原子结构的行星模型”部分。
教师】1909年，英国物理学家卢瑟福利用他在放射性元素的研究中取得了重大的成果，来验证他老师汤姆生提出“葡萄干面包式”的原子结构模型，就设计了一个实验，现在让我们来体验一下α粒子散射实验。
投影】首先，要用α粒子去轰击，就需要有个放射源，（在画面上显示放射源）；然后呢，需要一个被轰击的靶子（在画面上显示金箔），用荧光屏，打上去就留有痕迹（点击显示荧光屏）。由于是微观世界，想要真正观察就需要显微镜，而且，这个显微镜还可以四处转动（显示显微镜），这样就能全方位地观察α粒子轰击金箔的现象。
学生讨论】按照汤姆逊的葡萄干原子模型，实验结果会怎么样？
学生回答“**”。可作这样的类比：α粒子的质量是电子的7000倍左右，相当于7kg的铅球滚动时碰到1g的乒乓球或“子弹飞行过程中碰到灰尘”，铅球或子弹的运动速度会改变吗？）
教师】由于正负电荷在葡萄干原子模型里是均匀分布的，α粒子通过时原子正电部分对它产生的库仑斥力的影响，因为正电荷在球体内均匀分布，所以两侧的斥力绝大部分相互抵消，运动方向不会发生较大改变。而事实是怎样的呢？
多**】 实验现象：
1）绝大多数的α粒子不发生偏转；
2）少数α粒子发生了较大偏转；
3）极少数α粒子出现大角度偏转（甚至被**回来）
学生讨论】有这些实验现象可以的出原子结构是什么样的结论？
1）原子内部有很大部分是空的；
2）原子内部存在着带正电的组成部分，α粒子受到斥力而改变了原有的路径；
3）原子内部存在着的带正电部分是实心的，且所占空间很小。
教师】因此，卢瑟福结合实验结果和计算提出原子结构的行星模型，即原子是由带正电荷的、质量很集中的、体积很小的核和在它外面运动着的带负电荷的电子组成的，就像行星绕太阳运转一样。
板书】α粒子散射实验原子结构的行星模型。
学生活动】原子结构发现过程中的应用了哪几种科学研究方法？（模型法和实验法）
教师】现在原子世界的大门已经打开了，那门里面究竟是什么呢？原子究竟是由什么构成的呢？我们来继续学习原子的构成。
学生活动】阅读表1.1思考：原子由哪些微粒构成？
学生】原子由位于原子中心的原子核和核外电子构成。原子核是由质子和中子构成的。
板书】2.原子的构成。
质子（每个质子带一个单位正电荷）
原子核中子（不带电）
原子。核外电子（每个电子带一个单位负电荷）
教师】如果把原子比作一座十层大楼，原子核就像放置在这所大楼**的一个樱桃。
如果假设原子是一座庞大的体育场，而原子核只相当于体育场**的一只蚂蚁。确切地讲，原子核的体积只占原子体积的几千万亿分之一。别看原子核这么小，原子的质量却主要集中在原子核上。
大家看一下表1.1里各种微粒的质量是多少？
教师】质量都非常小，电子的质量更小，只有质子质量的1/1836，这给我们在计算的时候带来很多不便，人们怎么做的？
学生活动】提出了相对质量，也就是其质量与c-12的十二分之一相比较所得的近似值。从表中可以看出质子和中子的相对质量近似等于1，如果忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值，加起来所得数值称为质量数，用符号a表示。
板书】质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值，加起来所得数值。
质量数(a)=质子数(z)*每个质子的相对质量+中子数(n)*每个中子的相对质量。
学生活动】将上式简化，能不能的到一个简单的式子？
质量数(a)=质子数(z)+中子数(n)
这是本节课第一个非常重要的式子）
学生活动】讨论一下这些微粒的带电情况？
电子带负电，那么原子核一定带正电，其中质子带正电中子不带电）
板书】补充微粒带电情况。
教师】那同学们想一下，我们触摸生活中身边的物质是否会有触电的感觉？为什么？
学生】没有，核外电子数等于质子数，也就等于原子核所带的电荷数。
教师】从原子的结构我们可知，原子核带正电，其所带的电荷数——核电荷数决定于核内质子数，我们用z来表示核电荷数，便有如下关系：核电荷数(z)=核内质子数=核外电子数。
板书】核电荷数(z)=核内质子数=核外电子数。
这是本节课第二个非常重要的式子）
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