原子结构的模型

活动1【导入】激趣导入【喷香水】教师喷香水，问：你们闻到了什么？【生答】……（香水的香味）【师问】为什么会有香味呢？【个别回答】分子在不停地做无规则运动。

【引分子】说明香水是由什么构成的？【个别回答】分子。

【师再问】那么，水呢？【个别回答】水分子。

【引原子】对，许多物质都是由分子构成的。

那分子又是由什么构成的？【猜测】原子。

【设问】很好，分子是由原子构成的。

那你们认为原子是怎样的呢？（设计意图：通过喷香水，引出分子，继而再引出原子，让学生猜测原子是怎样的？既引起了学生的兴趣，又为原子的结构模型作了一定的铺垫。

）【猜测】……（若生不会，师引导：你们觉得分子小不小？生：很小。

师：那原子呢？生：很小。

师：所以，原子很小。

）【师引导】大家再摸一下课桌，会触电吗？【生答】不会。

【解释】桌子是由原子构成的，说明原子是不带电。

【设问】原子还有什么结构特点呢？【板书】课题：2.3 原子结构模型的建立（1）活动2【讲授】1.原子结构模型的建立（1）道尔顿的原子结构模型【多媒体】其实，科学家研究了很长很长的时间。

直到1803年，英国科学家道尔顿提出了近代科学原子论。

认为一切物质都是由最小的，不能再分的原子构成的；原子是分布均匀的，实心的、坚硬的实心球。

所以道尔顿提出了实心球模型。

【板书】1803 道尔顿的实心球模型【多媒体】实心球模型（这就是原子的实心球模型）（2）汤姆生的原子结构模型【过渡】但是，到了1897年，英国物理学家汤姆生在实验过程中发现原子能放出电子，这说明了什么？【生猜测】……（原子里面有电子）。

【设问】经实验测定，电子是带负电的,而整个原子是不带电的，是显电中性的。

那你认为原子里面还有什么物质呢？【生猜测】……（还有带正电的物质）。

【画模型】推测的很正确！那你们觉得电子和带正电的物质在原子中是如何分布的呢？现在，请把你们认为的分布情况，画在活动单的任务一中。

大家可以用不同颜色的笔来表示电子和带正电的物质。

【模型展示】幻灯机展示：学生的原子结构模型图，并让学生介绍自己画的模型。

再让其他学生评价。

（设计意图：通过学生画模型，让学生体会建立模型的过程，让学生理解科学发现的艰难性，激发学生对科学研究的兴趣和尊重科学的情感，并培养学生的空间想象能力、推测能力，敢于表达自己的猜想。

将学生画好的模型进行展示、介绍，让学生感受获得成功的喜悦，同时让学生评价，改变老师单一评价的模式，更大程度上激起了学生的积极性和学习的热情，也充分体现了学生的主体地位。

）【总结】汤姆生提出了“西瓜式”的原子结构模型。

他认为原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像西瓜子一样，镶嵌在里面。

【板书】1897 汤姆生的西瓜模型（3）卢瑟福的原子结构模型【过渡】你们觉得汤姆生对道尔顿的实心球模型在哪些地方进行了修正？哪些地方还是相同的？【生答】……（修正的地方：汤姆生认为原子里面有电子。

相同的地方：原子仍是实心球体）（设计意图：通过比较汤姆生与道尔顿的原子结构模型，让学生认识到原子结构模型的建立是一个不断修正，不断完善的过程。

并为后面卢瑟福的实验发现，做好铺垫。

）【多媒体】又过了20多年，在1911年，汤姆生的学生卢瑟福做了非常著名的α粒子散射实验：他用带正电的α粒子去轰击金箔。

【实验视频】这是α粒子的发射装置，发射出带正电荷的α粒子，去轰击这个金箔，金箔很薄，大概只有几微米那么厚。

这是显微镜，可以360度旋转，用显微镜可以观察到一个个亮点，就是α粒子。

我们通过显微镜可以观察各个方向过来的α粒子。

【示意图展示】多媒体展示：α粒子运动轨迹示意图。

请同学们观察示意图，分析α粒子轰击金箔以后，它们的运动情况。

并完成活动单中的任务二。

【活动总结】（让学生回答）1.大多数α粒子都能直接穿过金箔。

2.少数α粒子发生了偏转。

3.极少数的α粒子被反弹回去。

【分析现象】小组合作交流讨论，完成活动单中的任务三。

【师生互动】1.大多数α粒子都能直接穿过金箔:说明原子内部大部分是空的。

2.少数α粒子发生偏转：说明原子内部存在带正电的微粒，且体积很小。

3.极少数的α粒子被反弹回去：说明这个微粒质量很大。

【总结】所以原子中存在一个质量很大，体积很小，而且是带正电的微粒，卢瑟福把这个微粒称为原子核。

根据卢瑟福的发现，原子是由一个原子核和电子构成的。

【板书】原子：原子核电子（设计意图：先让学生仔细观察α粒子散射实验的录像和示意图，得出实验想象；再通过小组合作，分析实验现象推测原子的内部结构特征，培养学生仔细观察的能力、科学的分析推测能力、空间想象能力和小组合作交流的能力，并在概括学生的猜测结果的基础上及时做出解释证实学生的猜想，起到了推波助澜的作用，同时为后面学生对原子模型的修正做了一个很好的铺垫。

同时改变了教材上由结论来分析的模式，体现了由学生探究的过程。

并告知学生卢瑟福得出的实验现象是建立在大量实验的基础上，让学生明白科学发现中实验的重要性，不要放过平时每一点细微的发现，要有严谨求实的科学态度。

）【设问】那么，你们认为原子核与电子在原子中是如何分布的呢？【模型修正】现在，请根据你们的猜测，把你们认为的分布情况，画在活动单的任务四中。

大家可以用不同颜色的笔来表示电子和原子核。

【模型展示】幻灯机展示：学生的原子结构模型图，并让学生介绍自己画的模型。

其他学生评价。

（设计意图：通过学生自己画模型，让学生体会原子结构模型的建立和模型是不断修正、不断完善的过程，让学生理解科学发现的艰难性，都要经过几代人的努力，激发学生对科学研究的兴趣和尊重科学的情感。

并培养学生的空间想象能力、推测能力。

将学生画好的模型进行展示、介绍，让学生感受获得成功的喜悦，认识到自己也是一个小小的科学家，提高学生学习的积极性和自信心。

同时让学生评价，改变老师单一评价的模式，更大程度上激起了学生的积极性和学习的热情，也充分体现了学生的主体地位。

）【总结】卢瑟福提出了原子核式结构模型。

他认为：原子是由在原子中心的一个带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。

电子在原子核外空间绕核做高速运动，就像行星环绕太阳运转一样。

所以也可以叫行星绕太阳模型。

【板书】1911 卢瑟福的原子核式结构模型【Flash展示】氢原子结构的行星绕太阳模型。

氢原子的核外只有一个电子，它在绕核作高速运动，但是有些原子，核外电子比较多。

如果它们都在这里绕核作高速圆周运动，你们觉得会出现什么情况呢？【猜测】……（会发生碰撞）【设问】那你们觉得电子应该是怎样运动的？【猜测】……（是有轨道的或有规律的）（设计意图：通过这样的提问，让学生意识到卢瑟福的原子结构模型还是需要修正的，而且是通过学生自己观察发现的，既提高了学生对科学研究的兴趣和学习的积极性，又让学生体会原子结构模型的建立是不断修正、不断完善的过程。

同时又为后面波尔模型的提出作了铺垫。

）（4）波尔的原子结构模型【多媒体展示】在1913年，丹麦科学家波尔提出了分层结构模型。

他认为电子只能在原子核外空间的特定轨道上分层绕核做高速的圆周运动。

就像楼层，有些在第一层运动，有些在第两层运动，这就避免了电子会发生碰撞。

【板书】1913 波尔的分层结构模型（5）电子云模型【过渡】那到底有没有轨道呢？科学家经过研究发现，波尔所谓的轨道是其实电子出现机率比较高的地方。

所以就有了现在的电子云模型。

【Flash展示】电子的运动情况。

【解释】电子云是用来描述电子在原子核外周围各区域出现的机率大小，有些区域出现次数多，有些区域出现次数少。

如果有一台相机能够把电子的运动拍摄下来，在同一张底片上不断曝光，就可以得到这样的一张照片，整体看起来就像一朵云，所以叫电子云。

【板书】现代电子云模型活动3【讲授】2.原子核的结构【图片展示】我们知道原子很小，但原子核更小。

如果把原子放大到一个足球场那么大，那么原子核只相当于足球场中的一只蚂蚁。

那原子核是不是最小了呢？它还能不能再分呢？【多媒体展示】科学家采取了用高能量的粒子撞击原子核的方法，最终发现原子核是由两种更小的粒子：质子和中子构成的。

【解释】一个质子带一个单位的正电荷，中子不带电，所以原子核整体是带正电的。

（设计意图：充分利用多媒体手段，变抽象为具体，变微观为宏观，让学生进一步加强对原子结构的了解，体验随着科学的发展，对物质的研究是不断深入的，并对学生进行物质的无限可分性的辩证唯物主义教育。

）【设问】原子核的体积那么小，为什么原子的质量都集中在原子核上呢？我们来看一下电子，质子，还有中子它们的质量情况。

【出示数据】一个电子的质量是9.1176 ×10-31千克，一个质子的质量是1.6726 ×10-27千克，一个中子的质量是1.6748 ×10-27千克。

【点拨】请大家仔细分析电子、质子、还有中子的质量，请你比较一下一个质子和一个电子的质量相差多少？你们可以近似处理，不要去考虑前面的系数。

【个别回答】一个电子和一个质子的质量相差104。

（设计意图：培养学生仔细观察分析数据的能力。

）【打比方】假设电子质量是1克的话，质子的质量就有10000克。

【总结】所以原子里电子占的质量很小，可以忽略不计，原子的质量几乎集中在原子核上。

【过渡】那么，在一个原子中，质子、中子、还有电子的数目到底是怎样子的呢？科学家通过实验，测出了多种原子的质子数，电子数，中子数。

这是其中的几种。

【多媒体展示】师生共同分析核电荷数、质子数、中子数、核外电子数的含义【提问】请大家分析一下，同一种原子中，核电荷数、质子数、电子数、中子数有什么规律？不同种原子中，质子数、核电荷数、电子数、中子数有什么规律？【学生总结】1.核电荷数= 质子数= 核外电子数；2.不同的原子，质子数不同……（设计意图：通过让学生自己找规律，既巩固了“原子的构成”的知识，又让学生在找规律时发现新的问题，这样有助于培养学生的分析归纳能力和处理信息的能力。

）【教师总结】从最开始，我们知道水是由水分子构成的，水分子又是由原子构成的，到现在，我们知道原子是由原子核和电子构成的，原子核又是由质子和中子构成。

而经科学家研究，又发现质子和中子是由更小的微粒——夸克构成的。

夸克还可以再分，那它的结构又是怎样子的呢？希望同学们课后去查阅资料，了解夸克，下一节课我们再一起分享你们的成果。

【板书】原子核：质子夸克中子夸克（设计意图：课堂总结首尾呼应，让学生认识到通过今天这节课的学习，在原有的知识基础上得到了进一步的提升，让学生感受到获得成功的喜悦。

讲到“夸克”是由什么构成时，设下疑问，作为学生的课外探究，使学生的探究、学习得以延续。

）【模型制作】让学生在任务单中尝试制作氦原子的结构模型。

多媒体展示提示：原子核内有2个质子（红色）和2个中子（绿色），核外有2个电子（蓝色）。