高中物理教案

高三物理教案：《原子的核式結構》教學設計。

俗話說，磨刀不誤砍柴工。教師在教學前就要準備好教案，做好充分的準備。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動，幫助教師能夠井然有序的進行教學。您知道教案應該要怎么下筆嗎？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《高三物理教案：《原子的核式結構》教學設計》，大家不妨來參考。希望您能喜歡！

本文題目：高三物理教案：原子的核式結構

原子的核式結構 玻爾理論 天然放射現(xiàn)象

一、知識點梳理

1、原子的核式結構

(1) 粒子散射實驗結果：絕大多數(shù) 粒子沿原方向前進，少數(shù) 粒子發(fā)生較大偏轉。

(2)原子的核式結構模型：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部的質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉.

(3)原子核的大?。涸拥陌霃酱蠹s是10-10米，原子核的半徑大約為10-14米～10-15米.

2、玻爾理論有三個要點：

(1)原子只能處于一系列的不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的.電子雖然繞核旋轉，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài).

(2)原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時，它輻射(或吸收)一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定.即hν=E2-E1

(3)原子的不同能量狀態(tài)對應于電子沿不同圓形軌道運動.原子的定態(tài)是不連續(xù) 的，因而電子的可能軌道是分立的.

在玻爾模型中，原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，各狀態(tài)對應的能量也是不連續(xù)的，這些不連續(xù)的能量值的能量值叫做能級。

3、原子核的組成 核力【W(wǎng)wW.YS575.CoM 述職報告之家】

原子核是由質子和中子組成的.質子和中子統(tǒng)稱為核子.

將核子穩(wěn)固地束縛在一起的力叫核力，這是一種很強的力，而且是短程力，只能在2.0X10-15的距離內(nèi)起作用，所以只有相鄰的核子間才有核力作用.

4、原子核的衰變

(1)天然放射現(xiàn)象：有些元素自發(fā)地放射出看不見的射線，這種現(xiàn)

象叫天然放射現(xiàn)象.

(2)放射性元素放射的射線有三種： 、 射線、 射線，

這三種射線可以用磁場和電場加以區(qū)別，如圖15.2-1 所示

(3)放射性元素的衰變：放射性元素放射出 粒子或 粒子后，衰變成新的 原子核，原子核的這種變化稱為衰變.

衰變規(guī)律：衰變中的電荷數(shù)和質量數(shù)都是守恒的.

(4)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間稱為半衰期.不同的放射性元素的半衰期是不同的，但對于確定的放射性元素，其半衰期是確定的.它由原子核的內(nèi)部因素所決定，跟元素的化學狀態(tài)、溫度、壓強等因素無關.

(5)同位素：具有相同質子數(shù)，中子數(shù)不同的原子在元素周期表中處于同一位置，互稱同位素。

二、典型例題

例1 如圖15-2-2所示為盧瑟福和他的同事們做??粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是

A.放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多

B.放在B 位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時稍少些

C.放在C、D 位置時，屏上觀察不到閃光

D.放在D 位置時，屏上仍能觀察一些閃光，但次數(shù)極少

[解析] 根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象，絕大多數(shù) 粒子沿原方向前進，少數(shù) 粒子發(fā)生較大偏轉，本題應選擇A、B、D

[點評] 本題考查學生是否掌握盧瑟福的α粒子散射實驗結果。

例2 氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中 ( )

A.原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量增大

B.原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小

C.原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量增大

D.原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大，原子的能量增加

[解析] 根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核越遠的軌道上運動時，其能量越大， 由能量公式En= (E1=-13.6 eV)可知，電子從低軌道(量子數(shù)n 小)向高軌道(n值較大)躍遷時，要吸收一定的能量的光子.故選項B可排除.氫原子核外電子繞核做圓周運動，其向心力由原子核對電子的庫侖引力提供，即 = ，電子運動的動能Ek= mv2= .由此可知：電子離核越遠，r越大時，則電子的動能就越小，故選項A、C均可排除.

由于原子核帶正電荷，電子帶負電荷，事實上異性電荷遠離過程中需克服庫侖引力做功，即庫侖力對電子做負功，則原子系統(tǒng)的電勢能將增大，系統(tǒng)的總能量增加，故選項D正確.

[點評] 考查對玻爾理論、庫侖定律、圓周運動規(guī)律及電場力做功性質的綜合運用的能力.

例3 關于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是 ( )

A.若使放射性物質的溫度升高，其半衰期將減小

B.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉變?yōu)橘|子時所產(chǎn)生的

C.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強

D.鈾核( )衰變?yōu)殂U核( )的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和10次β衰變

[解析]半衰期是由放射性元素原子核的內(nèi)部因素所決定，跟元素的化學狀態(tài)、溫度、壓強等因素無關.A錯;β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉變?yōu)橘|子時所產(chǎn)生的， ，B對;根據(jù)三種射線的物理性質，C對; U的質子數(shù)為92，中子數(shù)為146， Pb的質子數(shù)為82，中子數(shù)為124，因而鉛核比鈾核少10個質子，22個中子。注意到一次α衰變質量數(shù)減少4，故α衰變的次數(shù)為x= =8次。再結合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定β衰變的次數(shù)y應滿足 2x-y+82=92， y=2x-10=6次。故本題正確答案為B、C。

[點評]

1 本題考查α衰變、β衰變的規(guī)律及質量數(shù)，質子數(shù)、中子數(shù)之間的關系。

2 β衰變放出的電子并不是由核外電子躍遷出來的，而是從核中衰變產(chǎn)生的。

例4、如圖15-2-3K-介子衰變的方程為 ，其中K-介子和π-介子帶負的基元電荷，π0介子不帶電。一個K-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π-介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點相切，它們的半徑RK-與Rπ 之比為2∶1。π0介子的軌跡未畫出。由此可知π-介子的動量大小與π0介子的動量大小之比為 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6

[解析] 根據(jù)題意，分別計算出帶電粒子在磁場中作圓周運動的軌道半徑。根據(jù)動量的定義，分別求出兩個介子的動量大小，再從圖中確定兩個介子動量的方向，最后運用動量守恒，計算出 粒子的動量大小。qvKB=mK ，RK= R ， ，pK=-p +p ，

p 。正確選項為(C)

[點評] 這題以基本粒子的衰變?yōu)榍榫?，涉及帶電粒子在磁場中運動規(guī)律和動量守恒等知識點，是一道綜合性題目。帶電粒子在磁場中受到洛倫磁力作用，該力的方向與粒子的速度方向垂直，因此，帶電粒子作圓周運動。根據(jù)動量守恒，基本粒子衰變前后的總動量不變，但計算過程要主注意動量的方向問題。

例5 若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其它的電子躍遷到該空位上時，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特征X射線。內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機制，其中的一種稱為內(nèi)轉換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時，將躍遷時釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內(nèi)轉換電子)。 的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，可將能量E0=1.416MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層)使其電離。實驗測得從 原子的K、L、M層電離出的動能分別為EK=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV.則可能發(fā)射的特征X射的能量為

A 0.013MeV B 0.017MeV C 0.076MeV D 0.093MeV

[解析]電子電離后的動能等于吸收的能量減去電子原來所處的能級的能量，所以原子核的K層的能量為0.093MeV，原子核的L層的能量為0.017MeV，原子核的M層的能量為0.004MeV。所以可能發(fā)射的特征X射的能量為0.076MeV、0.087MeV、0.013MeV。故正確為A、C

[點評]這是一道信息題要求學生能把題中所給的知識與已學知識有機結合。學生首先要弄清電子的電離能、動能與吸收能量的關系。

三、過關測試

1、用a、b兩束單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上得到圖示的干涉圖樣，其中甲圖是a光照射時形成的，乙圖是b光照射時形成的。則關于a、b兩束單色光，下述正確的是B

A.a光光子的能量較大

B.在水中a光傳播的速度較大

C.若用a光照射某金屬時不能打出光電子，則用b 光照射該金屬時一定打不出光電子

D.若a光是氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n=3的能級向n=2的能級躍遷時產(chǎn)生的

2、德國物理學家弗蘭克林和赫茲進行過氣體原子激發(fā)的實驗研究。如圖(1)他們在一只陰極射線管中充了要考察的汞蒸氣。極射發(fā)出的電子受陰極K和柵極R之間的電壓UR加速，。電子到達柵極R時，電場做功eUR。此后電子通過柵極R和陽極A之間的減速電壓UA。通過陽極的電流如圖(2)所示，隨著加建電壓增大，陽極電流在短時間內(nèi)也增大。但是到達一個特定的電壓值UR后.觀察到電流突然減小。在這個電壓值上，電于的能量剛好能夠激發(fā)和它們碰撞的原子。參加碰撞的電子交出其能量，速度減小，因此刻達不了陽極.陽極電流減小。eUR即為基態(tài)氣體原于的激發(fā)能。得到汞原子的各條能級比基態(tài)高以下能量值：4.88eV, 6.68eV, 8.78eV, 10.32eV(此為汞原子的電離能)。若一個能量為7.97eV電子進入汞蒸氣后測量它的能量大約是

A. 4.88eV或7.97eV B. 4.88eV或 6.68eV

C. 2.35eV 或7.97eV D.1.29eV或3.09eV或7.97eV D

3、某原子核的衰變過程是A B C，下述說法中正確的是 ，

A.核C比核B的中子數(shù)少2 B.核C比核A的質量數(shù)少5

C.原子核為A的中性原子的電子數(shù)比原子核為B的中性原子的電子數(shù)多2

D.核C比核A的質子數(shù)少1

4、原子從一個能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發(fā)射光子.例如在某種條件下，鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時并不發(fā)射光子，而是將相應的能量轉交給 n=4能級上的電子，使之能脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應.以這種方式脫離了原子的 電子叫做俄歇電子.已知鉻原子的能級公式可簡化表示為En=- ，式中n=1，2，3…表示不同能級，A是正的已知常數(shù).上述俄歇電子的動能是

(A) A (B) A (C) A (D) A

5、 地球的年齡到底有多大，科學家利用天然放射性元素的衰變規(guī)律，通過對目前發(fā)現(xiàn)最古老的巖石中鈾和鉛含量來推算。測得該巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時(巖石形成初期時不含鉛)的一半，鈾238衰變后形成鉛206，鈾238的相對含量隨時間變化規(guī)律如圖所示，圖中N為鈾238的原子數(shù)，N0為鈾和鉛的總原子數(shù).由此可以判斷出BD

A.鈾238的半衰期為90億年

B.地球的年齡大致為45億年

C.被測定的古老巖石樣品在90億年時的鈾、鉛原子數(shù)

之比約為1∶4

D.被測定的古老巖石樣品在90億年時鈾、鉛原子數(shù)之

比約為1∶3

6.關于氫原子能級的躍遷，下列敘述中正確的是 ( )

A.用波長為60nm的倫琴射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子

B.用能量為10.2eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

C.用能量為11.0eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

D.用能量為12.5eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

7、氫原子從能級A躍遷到能級B時，輻射出波長為λ1的光子，從能級A躍遷到能級C時，輻射出波長為入2的光子.若入1>入2，則氫原子從能級B躍遷到能級C時，將______光子，光子的波長為_______。

8、太赫茲輻射(1THz=1012Hz)是指頻率從0.3THz到10THz、波長介于無線電波中的毫米波與紅外線之間的電磁輻射區(qū)域，所產(chǎn)生的T射線在物體成像、醫(yī)療診斷、環(huán)境檢測、通訊等方面具有廣闊的應用前景.最近，科學家終于研制出以紅外線激光器為基礎的首臺可產(chǎn)生4.4THz的T射線激光器，從而使T射線的有效利用成為現(xiàn)實。已知普朗克常數(shù)h=6.63×10-34J?s，關于4.4THz的T射線，下列說法中錯誤的是 BC

A.它在真空中的速度為3.0×108m/s　B.它是某種原子核衰變時產(chǎn)生的

C.它的波長比可見光短D.它的光子的能量約為2.9×10-21J

9、氫原子從能級A躍遷到能級B吸收頻率為 的光子，從能級A躍遷到能級C釋放頻率為 的光子，若 ，則當它從能級B躍遷到能級C時，將

A.放出頻率為 的光子　B.放出頻率為 的光子

C.吸收頻率為 的光子　D.吸收頻率為 的光子

10、日光燈中有一個啟動器，其中的玻璃泡中裝有氖氣。啟動時，玻璃泡中的氖氣會發(fā)出紅光，這是由于氖原子的

A.自由電子周期性運動而產(chǎn)生的

B.外層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的

C.內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的

D.原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的

11、已知氦離子He+能級En與量子數(shù)n的關系和氫原子能級公式類似，處于基態(tài)的氦離子He+的電離能為E=54.4eV。為使處于基態(tài)的氦離子He+處于激發(fā)態(tài)，入射光子所需的最小能量為

A.13.6 eV B.40.8 eV C.48.4 eV D.54.4 eV

12、如圖15.2-5所示是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖.(1)請簡述自動控制的原理.(2)如果工廠生產(chǎn)的是厚度為1mm的鋁板，在 三種射線中，哪一種對鋁板的厚度控制起主要作用，為什么?

參考答案

1 .B

2.D

3.A

4.B

5.BD

6.ABC

7.輻射

8. BC

9.B

10.B

11.B

12. (1)放射線具有穿透本領，如果向前移動的鋁板的厚度有變化，則探測器接收到的放射線的強度就會隨之變化，將這種變化轉變的電信號輸入到相應的裝置，自動地控制圖中右側的兩個輪間的距離，達到自動控制鋁板厚度的目的.

(2) 射線起主要作用，因為 射線的貫穿本領很小，一張薄紙就能把它擋住，更穿不過1mm的鋁板; 射線的貫穿本領很強，能穿過幾厘米的鉛板.當鋁板厚度發(fā)生變化時，透過鋁板的 射線強度變化較大，探測器可明顯地反映出這種變化，使自動化系統(tǒng)做出相應的反應

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高三物理原子的核式結構模型教案36

第二節(jié)原子的核式結構模型
三維教學目標
1、知識與技能
（1）了解原子結構模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據(jù)；
（2）知道粒子散射實驗的實驗方法和實驗現(xiàn)象，及原子核式結構模型的主要內(nèi)容。
2、過程與方法
（1）通過對粒子散射實驗結果的討論與交流，培養(yǎng)學生對現(xiàn)象的分析中歸納中得出結論的邏輯推理能力；
（2）通過核式結構模型的建立，體會建立模型研究物理問題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學發(fā)展過程中的作用；
（3）了解研究微觀現(xiàn)象。
3、情感、態(tài)度與價值觀
（1）通過對原子模型演變的歷史的學習，感受科學家們細致、敏銳的科學態(tài)度和不畏權威、尊重事實、尊重科學的科學精神；
（2）通過對原子結構的認識的不斷深入，使學生認識到人類對微觀世界的認識是不斷擴大和加深的，領悟和感受科學研究方法的正確使用對科學發(fā)展的重要意義。
教學重點：
（1）引導學生自主思考討論在于對粒子散射實驗的結果分析從而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式結構；
（2）在教學中滲透和讓學生體會物理學研究方法，滲透三個物理學方法：模型方法，黑箱方法和微觀粒子的碰撞方法。
教學難點：引導學生小組自主思考討論在于對粒子散射實驗的結果分析從而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式結構
教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。
教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備。
（一）引入新課
湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，根據(jù)原子呈電中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。用動畫展示原子葡萄干布丁模型。

（二）進行新課
1、粒子散射實驗原理、裝置
（1）粒子散射實驗原理：
問題：湯姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否對呢？
原子的結構非常緊密，用一般的方法是無法探測它的內(nèi)部結構的，要認識原子的結構，需要用高速粒子對它進行轟擊。而粒子具有足夠的能量，可以接近原子中心。它還可以使熒光屏物質發(fā)光。如果粒子與其他粒子發(fā)生相互作用，改變了運動方向，熒光屏就能夠顯示出它的方向變化。研究高速的粒子穿過原子的散射情況，是研究原子結構的有效手段。
指出：研究原子內(nèi)部結構要用到的方法：黑箱法、微觀粒子碰撞方法。
（2）粒子散射實驗裝置
粒子散射實驗的裝置，主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠鏡和轉動圓盤幾部分組成。粒子散射實驗在課堂上無法直接演示，希望借助多媒體系統(tǒng)，利用動畫向學生模擬實驗的裝置、過程和現(xiàn)象，使學生獲得直觀的切身體驗，留下深刻的印象。通過多媒體重點指出，熒光屏和望遠鏡能夠圍繞金箔在一個圓周上運動，從而可以觀察到穿透金箔后偏轉角度不同的粒子。并且要讓學生了解，這種觀察是非常艱苦細致的工作，所用的時間也是相當長的。動畫展示粒子散射實驗裝置動畫展示實驗中，通過顯微鏡觀察到的現(xiàn)象。
（3）實驗的觀察結果
明確：入射的粒子分為三部分。大部分沿原來的方向前進，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉，極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉。
2、原子的核式結構的提出
三個問題：用湯姆生的葡萄干布丁模型能否解釋粒子大角度散射？請同學們根據(jù)以下三方面去考慮：
（1）粒子出現(xiàn)大角度散射有沒有可能是與電子碰撞后造成的？
（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子內(nèi)部后有沒有可能發(fā)生大角度偏轉？
（3）你認為原子中的正電荷應如何分布，才有可能造成粒子的大角度偏轉？為什么？
小結：
對于問題1、2：按照葡萄干布丁模型，①碰撞前后，質量大的粒子速度幾乎不變。只可能是電子的速度發(fā)生大的改變，因此不可能出現(xiàn)反彈的現(xiàn)象，即使是非對心碰撞，也不會有大角散射。②對于粒子在原子附近時由于原子呈中性，與粒子之間沒有或很小的庫侖力的作用，正電荷在原子內(nèi)部均勻的分布，粒子穿過原子時，由于原子兩側正電荷將對它的斥力有相當大一部分互相抵消，使粒子偏轉的力不會很大所以粒子大角度散射說明葡萄干布丁模型不符合原子結構的實際情況。
對于問題3：討論、推理、分析得到盧瑟福的原子結構模型。
小結：實驗中發(fā)現(xiàn)極少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些粒子在原子中某個地方受到了質量、電量均比它本身大得多的物體的作用，可見原子中的正電荷、質量應都集中在一個中心上。
①絕大多數(shù)粒子不偏移→原子內(nèi)部絕大部分是“空”的。
②少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉→原子內(nèi)部有“核”存在。
③極少數(shù)粒子被彈回表明：作用力很大；質量很大；電量集中。
點評：教師進行科學研究方法教育：模型法
（實驗現(xiàn)象）→（分析推理）→（構造模型）
（通過湯姆生的原子結構模型到盧瑟福的原子的核式結構模型的建立，既滲透科學探究的因素教學，又進行了模型法的教學，并將盧瑟福的原子的核式結構模型與行星結構相類比，指出大自然的和諧統(tǒng)一的美，滲透哲學教育。通過學生對這三個問題的討論與交流，順理成章地否定了葡萄干布丁模型，并開始建立新的模型。希望這一部分由學生自己完成，教師總結，總結時，突出湯姆生原子模型與粒子散射實驗之間的矛盾，可以將粒子分別穿過葡萄干布丁模型和核式結構模型的不同現(xiàn)象用動畫模擬，形成強烈的對比，突破難點）得到盧瑟福的原子的核式結構模型后再展示立體動畫粒子散射模型，使學生有更清晰的直觀形象、生動的認識。
3、原子核的電荷與大小
關于原子的大小應該讓學生有個數(shù)量級的概念，即原子的半徑在10-10m左右，原子核的大小在10-15～10-14m左右，原子核的半徑只相當于原子半徑的萬分之一，體積只相當于原子體積的萬億分之一。為了加深學生的印象，可舉一些較形象的比喻或按比例畫些示意圖，同時通過表格展示，對比。
半徑大?。〝?shù)量級）類比
原子10-10m足球場
原子核10-15m~10-14m一枚硬幣

附1：教學主線設計

《原子的核式結構》復習教學設計

做好教案課件是老師上好課的前提，是時候寫教案課件了。我們制定教案課件工作計劃，才能更好地安排接下來的工作！有沒有好的范文是適合教案課件？下面是由小編為大家整理的“《原子的核式結構》復習教學設計”，歡迎您參考，希望對您有所助益！

《原子的核式結構》復習教學設計

教學目標

知識目標

1、知道原子的核外電子是分層排布的；

2、了解原子結構示意圖的涵義；

3、了解離子的概念及其與原子的區(qū)別和聯(lián)系；

能力目標

1、通過對核外電子運動狀態(tài)的想象和描述以及原子和離子的比較，培養(yǎng)學生的抽象思維能力和邏輯思維能力。

情感目標

1、通過對最外層電子數(shù)與元素性質的學習，讓學生認識到事物之間是相互依存和相互轉化的，初步學會科學抽象的學習方法；

2、通過對核外電子排布知識的學習，讓學生體會核外電子排布的規(guī)律性。

教學建議

教材分析

本節(jié)課核外電子排布的初步知識，是在學習了第二章分子和原子的基礎上進行的，核外電子排布的初步知識與原子構成。形成了原子結構理論的知識體系，本節(jié)之所以放在第三章講述，目的為了分散知識難點，使學生的空間想象力得以充分的發(fā)揮。通過對前18號元素的核外電子排布情況的介紹。使學生了解前18號元素原子的核外電子排布規(guī)律，進一步了解元素性質與其原子結構的關系，為離子化合物，共價化合物的形成以及化合價的教學提供了理論依據(jù)。因本節(jié)課的內(nèi)容抽象，學生難理解，在高中化學的學習中還會進一步講述原子結構理論，所以本節(jié)課知識只要求學生達到了了解的水平即可。

教法建議

本節(jié)課文談到原子是由原子核和電子構成的。原子核體積很小，僅占原子體積的幾千萬億之一，電子在核外的空間里作高速的運動。而電子是怎樣在核外空間運動的呢?對學生來說是一個抽象概念，是教學難點。因為教師既不能套用宏觀物體的運動規(guī)律在體會微觀粒子的運動狀態(tài)，又不能不以宏觀物體的運動狀態(tài)為例來描述原子中核和電子的行為。否則會影響學生對核外電子分層運動的表象的形成。我們可以借助與計算機多媒體課件來描述，讓學生明確電子在核外作高速運動，是沒有固定軌道的。

在多電子原子里電子是分層運動的，核外電子根據(jù)能量的差異和通常運動的區(qū)域離核的遠近不同，分屬于不同的電子層。

介紹原子結構示意圖，例如：圓圈內(nèi)填入+8，表示原子核內(nèi)有8個質子，弧線就表示電子在核外一定距離的空間(設想是球形)，弧線上的數(shù)字表示電子數(shù)。同時還要簡要介紹核外電子的排布規(guī)律，這樣有助于學生對原子結構示意圖的理解，減少死記硬背。即：核外電子是分層排布的，能量低的電子先排在離核近的電子層中，每層最多容納的電子數(shù)為2n2。當電子將離核最近的電子層排滿后，才依次進入離核稍遠的電子層。

通過對前18號元素原子結構示意圖(投影展示)進行對比觀察，找出稀有氣體元素，金屬元素核非金屬元素的原子最外層電子數(shù)目的特點。介紹稀有氣體元素原子。最外層電子都是8個(氮原子的最外層為2個電子)，為相對穩(wěn)定的結構，不易失電子，也不易得電子。所以稀有氣體元素如氦，氖，氬等它們的化學性質不活潑，一般不與其他物質發(fā)生化學反應。從而將元素的化學性質與他們原子結構聯(lián)系到了一起。通過分析金屬元素和非金屬元素的原子最外層電子數(shù)目的特點并與具有最外層8電子穩(wěn)定結構的稀有氣體元素相比較得出，金屬元素原子的最外層電子數(shù)目一般少于或等于4個，易得電子。所以，金屬元素原子與非金屬元素原子化學性質較活潑，易形成化合物。這樣為介紹離子化合物及共價化合物做好的理論準備工作。

在講述離子化合物和共價化合物時，可借助課件的動畫演示氯化鈉和氯化氫的形成過程，幫助學生理解離子化合物及共價化合物的微觀形成過程。從而加深學生對化學反應實質的理解。同時，也為下一節(jié)化合價的學習，起到了橋梁作用。

教學設計方案

重點：原子的核外電子是分層排布的，元素的化學性質與他的原子結構密切相關。

難點：對核外電子分層運動想象，表象的形成和抽象思維能力的培養(yǎng)。

課時安排：2課時

教學過程：

[復習提問]：

構成原子的微粒有哪幾種?

它們是怎樣構成原子的?

原子的核電荷數(shù)，核內(nèi)質子數(shù)與核外電子數(shù)有什么關系?

學生回答：

核電荷數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù)

[新課引入]

我們知道，原子是由原子核和核外電子構成的，原子核的體積僅占原子體積的幾千億分之一，相對來說，原子里有很大的空間。電子就在這個空間里作高速的運動。那么電子是怎樣運動的?在含有多個電子的原子里，電子又是怎樣排布在核外空間的呢?

[視頻演示]：原子的構成

板書：核外電子排布的初步知識

1．核外電子排布

[講述]對于氫原子來說，核外只有一個電子。電子的運動狀態(tài)沒有固定的軌道。它在核外一定距離的空間內(nèi)作高速運動。是一個球形。對于多個電子的原子里。它的電子是怎樣運動的呢?

[視頻2]：原子核外電子的運動

結合視頻2講述：在含有多個電子的原子里。電子的能量并不相同。能量低的。通常在離核近的區(qū)域運動。能量高的，通常在離核遠的區(qū)域運動。我們將電子離核遠近的不同的運動區(qū)域叫做電子層。離核最近的叫第一層，依次向外類推，分別叫做二，三，四，五，六，七層，即在多個電子的原子里，核外電子是在能量不同的電子層上運動的。

[板書]

(1)在多個電子的原子里，因為電子的能量不同，電子在不同的電子層上運動。

(2)能量低的電子在離核近的電子層上運動;能量高的電子在離核較遠的電子層運動。

(3)離核最近的電子層叫第一層，離核最遠的電子層叫第一層。

[提問]

怎樣表示核外電子的排布呢?

2．[自主學習]

學生自學課本原子結構示意圖的相關知識然后用原子結構示意圖表示氯原子的結構并講述原子結構示意圖的涵義

氯原子結構示意圖：

用圓圈表示原子核，在圓圈內(nèi)用正數(shù)+17表示質子數(shù)，用弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。

(第一電子層最多容納2個電子，第二電子層最多容納8個電子)

展示：前18號元素的原子結構示意圖。

[學生練習]

1）下列氧原子的結構示意圖正確的是()

2）在下列原子結構示意圖下面標出該原子的元素符號

3）畫出鈉原子，氯原子，氖原子的原子結構示意圖。

[投影展示]

展示前18號元素的原子結構示意圖

[觀察分析]

引導學生對1-18號元素原子結構的示意圖進行觀察對比，分析討論，找出各類元素原子結構(最外層電子數(shù))的特點及元素性質與原子結構的關系。

3．元素的分類及原子的最外層電子數(shù)與元素的化學性質的關系。

(1)稀有氣體元素：最外層電子數(shù)為8個(氦為2個)是一種穩(wěn)定結構，不易得失電子，化學性質穩(wěn)定，一般不與其他物質發(fā)生化學反應。

(2)金屬元素：最外層電子數(shù)一般少于4個，易失電子，化學性質活潑。

(3)非金屬元素：最外層電子數(shù)一般多于或等于4個，易獲得電子，化學性質活潑。

思考：元素的化學性質主要取決于什么呢?

小結：元素的化學性質主要取決于原子的最外層電子數(shù)目，即結構決定性質。

[過渡]畫出Na、Cl的原子結構示意圖：

[分析討論]元素的原子失去最外層電子或得到電子后，是否顯電中性?應當叫什么?如何表示?

4．離子：

(1)帶電的原子(或原子團)叫離子

陽離子：帶正電荷的離子叫做陽離子。

陰離子：帶負電荷的離子叫做陰離子。

(2)離子符號的寫法：在元素符號或原子團的右上角寫上離子所帶的電荷數(shù)及所帶電荷的正負。而所帶正負電荷的數(shù)目，又取決于原子的最外層電子數(shù)。例如：鎂原子最外層電子數(shù)為2，失2個電子后帶2個單位的正電荷，所以鎂離子的符號為Mg2+。氧原子最外電子層電子數(shù)為6，得2個電子后，帶2個單位得負電荷，所以氧離子符號為O2-。

[課件演示]Na+及Cl-得形成過程。

[思考討論]鋁離子，鎂離子，硫離子，氯離子的符號如何寫?離子與原子有何區(qū)別和聯(lián)系?鎂離子和鎂原子是否屬于同種元素?為什么?

(3)離子和原子的區(qū)別與聯(lián)系：

[投影展示]

原子離子

陽離子陰離子

結構質子數(shù)=核電荷數(shù)質子數(shù)〉核電荷數(shù)質子數(shù)/span核電荷數(shù)

電性不帶電帶正電帶負電

表示法NaNa+Cl-

聯(lián)系陽離子原子陰離子

[設問]不同元素的原子是怎樣形成化合物的呢?

5．離子化合物

(1)定義：由陰陽離子相互作用而形成的化合物叫離子化合物。

[課件演示]氯化鈉和氯化鎂的形成過程。

(2)構成離子化合物的微粒是離子，離子也是構成物質的一種微粒。

6．共價化合物

(1)定義：以共用電子對形成的化合物，叫共價化合物。

[課件演示]HCl和H2O的形成過程。

(2)構成共價化合物的微粒是分子。

[小結]

小結：構成物質的微粒有：分子，原子和離子

探究活動

原子的秘密與科學家

形式：課外分組查閱資料，課上匯報討論

目的：

培養(yǎng)學生查閱資料的能力，感受科學家們不畏困難勇于探索的精神。同時，也對原子結構知識，有更深刻的認識。

板書設計：

第五節(jié)核外電子排布的初步知識

1．核外電子的排布：

(1)在多個電子的原子里，因為電子的能量不同，電子在不同的電子層上運動。

(2)能量低的電子在離核近的電子層上運動;能量高的電子在離核較遠的電子層運動。

(3)離核最近的電子層叫第一層，離核最遠的電子層叫第一層。

2．原子結構示意圖

氯原子結構示意圖：

用圓圈表示原子核，在圓圈內(nèi)用正數(shù)+17表示質子數(shù)，用弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。

3．元素的分類及原子的最外層電子數(shù)與元素的化學性質的關系。

(1)稀有氣體元素：最外層電子數(shù)為8個(氦為2個)是一種穩(wěn)定結構，不易得失電子，化學性質穩(wěn)定，一般不與其他物質發(fā)生化學反應。

(2)金屬元素：最外層電子數(shù)一般少于4個，易失電子，化學性質活潑。

(3)非金屬元素：最外層電子數(shù)一般多于或等于4個，易獲得電子，化學性質活潑。

4．離子：

(1)帶電的原子(或原子團)叫離子

陽離子：帶正電荷的離子叫做陽離子。

陰離子：帶負電荷的離子叫做陰離子。

(2)離子符號的寫法：在元素符號或原子團的右上角寫上離子所帶的電荷數(shù)及所帶電荷的正負。而所帶正負電荷的數(shù)目，有取決于原子的最外層電子數(shù)。

5．離子化合物

(1)定義：由陰陽離子相互作用而形成的化合物叫離子化合物。

(2)構成離子化合物的微粒是離子，離子也是構成物質的一種微粒。

6．共價化合物

(1)定義：以共用電子對形成的化合物，叫共價化合物。

(2)構成共價化合物的微粒是分子。

高三物理原子核結構教學設計38

經(jīng)驗告訴我們，成功是留給有準備的人。教師要準備好教案，這是老師職責的一部分。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動，幫助教師能夠井然有序的進行教學。寫好一份優(yōu)質的教案要怎么做呢？以下是小編為大家收集的“高三物理原子核結構教學設計38”歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

3.1原子核結構
新課標要求
1、知識與技能
（1）知道原子核的組成，知道核子和同位素的概念。
2、過程與方法
（1）通過觀察，思考，討論，初步學會探究的方法；
（2）通過對知識的理解，培養(yǎng)自學和歸納能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
（1）樹立正確的，嚴謹?shù)目茖W研究態(tài)度；
（2）樹立辨證唯物主義的科學觀和世界觀。
教學重點：原子核的組成。
教學難點：如何利用磁場區(qū)分質子與中子
教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。
教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備
1、原子核的組成
問提：質子：由誰發(fā)現(xiàn)的？怎樣發(fā)現(xiàn)的？中子：發(fā)現(xiàn)的原因是什么？由誰發(fā)現(xiàn)的？（盧瑟福用粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)質子。查德威克發(fā)現(xiàn)中子。發(fā)現(xiàn)原因：如果原子核中只有質子，那么原子核的質量與電荷量之比應等于質子的質量與電荷量之比，但實際卻是，絕大多數(shù)情況是前者的比值大些，盧瑟福猜想核內(nèi)還有另一種粒子）
小結：
①質子(proton)帶正電荷，電荷量與一個電子所帶電荷量相等，
中子(nucleon)不帶電，
②數(shù)據(jù)顯示：質子和中子的質量十分接近，統(tǒng)稱為核子，組成原子核。

提問：③原子核的電荷數(shù)是不是電荷量？④原子荷的質量數(shù)是不是質量？
提示：③不是，原子核所帶的電荷量總是質子電荷的整數(shù)倍，那這個倍數(shù)就叫做原子核的電荷數(shù)。
④原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數(shù)倍，那這個倍數(shù)叫做原子核的質量數(shù)。
小結：③原子核的電荷數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)
④原子核的質量數(shù)=核子數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)
⑤符號表示原子核，X：元素符號；A：核的質量數(shù)；Z：核電荷數(shù)
一種鈾原子核的質量數(shù)是235，問：它的核子數(shù)，質子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？（核子數(shù)是235，質子數(shù)是92，中子數(shù)是143）

2、同位素(isotope)
（1）定義：具有相同質子數(shù)而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。
（2）性質：原子核的質子數(shù)決定了核外電子數(shù)目，也決定了電子在核外的分布情況，進而決定了這種元素的化學性質，因而同種元素的同位素具有相同的化學性質。
提問：列舉一些元素的同位素？
提示：氫有三種同位素：氕（通常所說的氫），氘（也叫重氫），氚（也叫超重氫），符號分別是：。
碳有兩種同位素，符號分別是。

原子的核式結構原子核

教學重點：粒子散射實驗和原子的核式結構

教學難點：原子的核式結構

教法示例：學生自學與教師引導相結合，此方法針對一般學生．

一、引入課題

提問：原子是否還可以再分？原子是由什么構成的？

二、電子的發(fā)現(xiàn)

英國物理學家湯姆生在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示原子是可以再分的，湯姆生由此提出了棗糕式原子結構，如圖所示．

本部分先由教師提出問題，學生帶著問題看書，然后教師總結．

三、原子的核式結構

1、粒子散射實驗

（1）實驗裝置

（2）實驗現(xiàn)象：大多數(shù)粒子仍直線運動；少數(shù)粒子發(fā)生偏轉；極少數(shù)粒子甚至被反彈回來．

用軟件演示粒子散射實驗現(xiàn)象．

學生看書了解實驗裝置與實驗現(xiàn)象，并記憶實驗結

2、原子的核式結構

原子有一個很小的核，它集中了原子的全部正電荷和幾乎全部質量，電子在核外巨大的空間繞核運動．

教師用原子的核式結構解釋粒子散射實驗現(xiàn)象：由于原子核很小，大部分粒子穿過金箔時離核較遠，受到的斥力很小，它們的運動幾乎不受影響，仍沿直線運動；只有極少數(shù)粒子從原子核附近飛過，受到原子核的庫侖斥力較大，發(fā)生明顯的偏轉．

四、原子核的構成

原子核由質子和中子構成．同位素是質子數(shù)相同、而中子數(shù)不同的原子．

學生看書．

教師講解一些有關質子和中子發(fā)現(xiàn)的物理學史內(nèi)容．