32（必修2）原子核核素（2）（教案1）

skybamboo

第一章　原子结构与元素周期律
第1节　原子结构与元素性质


在鲁科版《化学1（必修）》中学生对许多元素及其化合物知识已有感性认识的基础上，本节将继续深入探讨原子核的结构以及核外电子排布规律，并运用原子结构知识解释某些元素部分性质。这无疑体现了微观探析与宏观辨识核心素养，遵循了由具体到抽象、由现象到本质的认知规律。同时原子结构也是认识元素周期律、元素周期表和分子结构（离子键、共价键）的基础，因此本节教材在必修模块中起着承上启下的作用。


宏观辨识与微观探析：
1.了解原子的结构。
3．了解元素、核素、同位素的含义。
证据推理与模型认知：根据卢瑟福<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>粒子散射实验事实，推测原子原子内部结构，形成原子结构的核式模型。


1. 构成原子的微粒间的关系
2. 元素、核素、同位素概念的理解与区分




第一课时原子核　核素
【情景引入】北京王府井古人类文化遗址博物馆向世人展示“北京人”狩猎、烧火、制造工具的痕迹。博物馆300多平方米的展厅里，将陈列在原址发掘出土的石砧、石锤、石片，还有原始牛、斑鹿、鸵鸟、鱼类等古生物的骨骼及古人类制成的骨铲、骨片等工具。再现25000年前斑鹿跳跃、鸵鸟欢腾、望山听水、野猪生息景象。那么“25000年”是怎样测出来的呢？
（媒体显示）碳－14测年的介绍
“2500年”是通过测定遗迹里的一种碳原子——碳－14(14C)原子的数量来推断出的。那么碳－14原子和作为相对原子质量标准的碳－12原子(12C)在原子结构上有什么异同？这与我们要学习的核素、同位素两概念有何密切的关系呢？
同学们，下面就让我们一块走进丰富多彩的物质世界，寻找它们的内在规律吧！
【问题】道尔顿提出的原子学说曾引起很大的轰动，因而他被誉为“近代化学之父”。他的学说中有下述两个观点：原子是微小的实心球体；原子是不能再分的粒子。通过你初中对原子结构的学习，你认为上述两个观点正确吗？请简述理由。
【回顾思考】学生回顾初中知识，思考并回答。
【联想质疑】为了探寻原子的内部结构，英国物理学家卢瑟福曾经做过一个著名的实验——<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>粒子散射实验，请大家结合课本“联想质疑”，思考完成以下问题：
（1）绝大多数<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么？
（2）为什么有少数<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>粒子却发生了较大的偏转？
（3）极少数的<Object: word/embeddings/oleObject5.bin>粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么？
【讨论】在教师引导下，学生思考并分组讨论：根据<Object: word/embeddings/oleObject6.bin>粒子散射的实验现象，学生提出自己的原子结构模型。并由代表发言。
（媒体显示）利用Flash动画演示卢瑟福的<Object: word/embeddings/oleObject7.bin>粒子散射实验
【归纳、小结】卢瑟福的原子核式模型：原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心；带负电荷的电子在原子核周围的空间做高速运动。
【问题】我们已经知道原子由原子核和核外电子构成。那么，原子核的内部结构又是怎样的？电子在核外空间的运动状态又是怎样的呢?
通过媒体显示原子结构示意图


【回顾思考】通过初中学过的原子结构示意图，引导学生思考回顾原子的内部结构。
【总结引导】原子有原子核和核外电子构成，原子核由哪些微粒构成，这些微粒间有什么关系？请大家完成课本“交流·研讨”栏目.
【交流·研讨】构成原子的微粒--------电子、质子和中子的基本数据：

微粒	电子	质子	中子
质量(kg)	9.109×10－31	1.673×10－27	1.675×10－27
相对质量	0.005484	1.007	1.008
电量(C)	1.602×10－19	1.602×10－19	0
电荷	-1	+1	0

【思考、讨论并提问】请根据表中所列数据讨论:
1.在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系？为什么？
2.原子的质量主要由哪些微粒决定？
3.如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系?
结论：
1.原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。
2.中子不带电，原子核所电荷数等于质子所带电荷数，原子核所带点荷和核外电子所带电荷相等。
3.原子的质量主要集中在原子核上，原子的相对质量近似等于质子数和中子数的和。
引导学生小结：
1．数量关系：核电荷数=核内质子数＝核外电子数
2．质量关系：质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）
3. 原子核中质子数和中子数之和，符号A。
4. 表示原子的方法




【回顾思考】元素的定义是什么？同种元素的质子数一定相同，中子数是否相同？是否所有的元素都含有中子？ 请大家完成教材“观察·思考”栏目。
【观察·思考】学生观察教材“观察思考”栏目三种不同的氢原子
【媒体显示】三种不同的氢原子，引导学生思考
1.氕、氘、氚的原子结构有何异同？
2. 氕、氘、氚属于同种元素吗？
【归纳小结】
核素：人们把具有相同数目质子和相同数目中子的一种原子称为核素。
同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。
【概念理解】同位素的特点
①相同质子数，不同中子数；
②同种元素，不同原子；
③各同位素原子的化学性质基本相同；
④在天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，各同位素原子的含量一般是不变的；
⑤通常我们所说的元素的相对原子质量是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。
注意：①同位素的质子数相同，原子核外电子层结构相同，化学性质基本相同。
②大多数元素都有同位素，所以原子的种类比元素的种类要多。
  ③同位素属于同一种元素，但不是同种原子。
【迁移与应用】学生根据新课的学习，思考总结完成以下问题
1．请你描述构成原子的各种微粒与元素、核素间的关系。
质子数决定元素种类   质子数和中子数决定核素
2．请你描述元素、核素、同位素间的关系.


3.用来测定年代的碳－14(14C)原子和作为相对原子质量标准的碳－12原子(12C)在原子结构上有什么异同？
          质子数相同中子数不同的两种碳原子，互为同位素
【归纳提升】

名称    内容 项目	元素	核素	同位素	同素异形体
概念	质子数相同的同一类原子	质子数、中子数都一定的原子	质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素	同种元素形成的不同的单质
范围	原子	原子	原子	单质
特性	只有种类，没有个数	化学反应中的最小微粒	由同位素组成的单质，化学性质几乎相同，物理性质不同	由一种元素组成，可独立存在
决定因素	质子数	质子数、中子数	质子数、中子数	组成元素、结构
举例	H、C、N 三种元素	三种核素	互为同位素	石墨与金刚石 互为同素异形体

【拓展与提高】
1． 下列各组物质中，互为同位素的是（    ）
     A．O2、、O3 、O4                    B.H2、D2、T2
答案：D   
解析：A为同素异形体，B为由不同核素形成的同一单质；C为同一物质，D为钙元素的两种核素，互为同位素。故选D
2．下列说法正确的是（    ）

•      A．同种元素的质子数必定相同
  

•      B．不同元素原子的质量数必定不同
  

•      C．原子核都是由质子和中子构成的
  

•      D．凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素
  

答案：A
解析：不同元素的质量数有可能相同如14N和14C，故B错；氕的原子核不含中子，故C错；核外电子书数相同的微粒不一定是同种原子如Na+和F-，故D错误。
A．原子序数为46                          B．质子数为46
C．电子数为46                          D．中子数为46
答案：D
解析：中子数为106-46=60，故D错误。
4.医学界通过用放射性14C标记的C60，发现C60的羧酸衍生物在特定条件下可断裂DNA杀死细胞，抑制艾滋病。关于14C的下列说法中正确的是    (　)
A．14C原子与C60中普通碳原子的化学性质不同
B．14C原子与14N原子所含中子数相同
C．是C60的同素异形体
D．与12C、13C是碳元素的三种同位素
答案：D
解析：互为同位素的原子化学性质相同，故A错；14C原子中子数位8，14N原子中子数位7，故B错误；14C为核素，同素异形体应为单质，故C错误。
5.现有下列基本粒子：1H、2H、3H、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。据此回答下列问题：
(1)它们分属于________种元素，互为同位素的原子为
___________________________________________________________________。
(2)质量数相等的粒子为________和________，________和________。(可不可填满也可补充)
(3)氢的三种同位素与氧的三种同位素16O、17O、18O相互结合生成水分子，可得________种水分子；相对分子质量有________。
答案：　(1)7　1H、2H、3H和234U、235U、238U
(2)40K　40Ca　14N　14C
(3)18　7
解析：(1)题中所给的微粒分属于H、U、K、Ca、Cl、N、C 7种元素，互为同位素的应是同种元素的不同原子。
(2)质量数相等的粒子就是元素符号左上角数值相等的原子。
(3)两种氢原子的组合有6种：1H1H、2H2H、3H3H、1H2H、1H3H、2H3H，
而氧原子有3种，故形成的水分子有18种，写出分子的化学式后可分析
可得到，相对分子质量有18、19、20、21、22、23、24，共7种。