运用化学史进行原子结构教学的尝试

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1、运用化学史进行原子结构教学的尝试原子结构部分是初中化学基础理论的一个核心内容。根据人教版新教材内容的编排，原子结构内容放在第四单元笫1课题。在这Z前，学牛已经初步认识到物质是由分子和原子构成，且分子是山原子构成的。对化学变化的认识也得到了深入。从宏观上看，化学变化是有新物质牛成的变化（新教材P31页），从微观上看，化学变化是原子的重新组合过程（新教材P50页）。但究竞是什么样的作用使原子发生了重新组合而诞生了新的物质，原子究竞可不可分呢？对这个问题的解答，就要川到原子结构的知识进行说明。对原子结构的剖析显得非常必要而呼之

2、欲出了。对原子结构的教学，通常安排一课时完成教学任务，内容属于知识介绍型，并不繁难，但仅仅直接告诉学生原子由质子、屮子、核外电子构成等知识，如同剥离了血肉的骷髅站在面前，学生只是被动的接受，觉得枯燥而失去兴趣。在这一课题的教学过程中，我尝试以化学史实逐步展示给学生一个科学家完整认识原子的过程，引领学生自己打开原子的大门。一、教学过程简述。2400多年前，希腊哲学家德谟克利特在一首诗中这样写到：“无中不能牛有，任何存在的东西也不会消灭。看起来万物是死了，但是实则尤牛：正如一场春南落地霎时失去踪影；可是草木把它吸收，长成花叶

3、果实，——依然欣欣向荣。”这是哲人对物质不灭的精彩描述。那么，物质为什么不灭呢？通过化学的学习，我们己经认识到物质是由原子、分子等粒子构成的，分子是由原子构成的。在物理变化中，构成物质的原子、分子本身不变；在化学变化屮，反应物的原子亜新组合成新物质,所以物质不灭。那么原子可不可分呢？科学家们为了揭示原子的结构，付出了艰苦的劳动进行探索。1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，并认为一切原子屮都含有电子。这就已经证明原子是对分的。我们知道电子既然是带负电的微粒，原子又是电中性的，这样，原子中就必然带有止电的部分，于是汤姆生

4、经过反复思考，在1940年提出了一个原子结构模型。他认为：原子是一个均匀的带有止电的球体，电子对称地嵌在这个球中。这种模型，被称为“葡萄干蛋糕”模型，整个原子像一块蛋糕，蛋糕体是带止电的“原子球”，电子好像嵌在这块蛋糕中的葡萄干。这在一定程度上解释了当时的很多元索的性质，但这个模型不久就被他的研究牛卢瑟福提出的新模型代替了。卢瑟福做过著名的Q粒子散射实验。a粒子是带有两个正电荷的粒子。他用高速飞行的a粒子作为炮弹，去轰击极薄的金属箔，发现大多数a粒子都能顺利通过，偏折角度不人，但也有少数a粒子发生角度比较人的散射，有极个

5、别的甚至完全被弹了回來。卢瑟福百思不得其解，按照他的老师汤姆牛的“衙萄干蛋糕”模型，这些g粒子将会毫不费力的全部穿过去才对呀？这是怎么回事呢？这就好比是川高射炮来打空屮的一群蚊子一样，人部分炮弹没有打屮，一部分炮弹从蚊子的身旁偏转，而极少部分炮弹虽然打屮了蚊子，但不幸的是，却被蚊子弹了回来。看来汤姆生的模型不止确。那么原子的结构究竟如何呢？怎么解释a粒子散射实验的结果呢？卢瑟福推想，o粒子一定是碰到某种极为坚换并与a粒子带有同种电荷的东西，这种东西一定很小，不然就不能使绝人部分a粒子顺利通过。因此他设想，原子一定有一个带

6、正电的体积小、密度大的核，电子在原子核周围绕核运动。卢瑟福受到太阳系结构模型的启发。他用“大宇宙与小宇宙相似”的哲学思想，认为：原子有一个带止电并集中了原子大部分质最的核，即原子核，原子核居于原子的中心，电子在原子核四周绕着原子核进行运动。我们已经知道，原子的确如卢瑟福所说，是由带正电的原子核和核外电子构成，这种带正电的粒子，我们把它叫做质子。显然由于原子呈电中性，则质子和核外电子数H相等而电性相反。那么原子核屮是不是只有质子存在呢？从物理课小我们知道，同性电荷之间会相互排斥，为了维持原子核的稳定，卢瑟福推测，原子核小还

7、含有一种不帶电的粒子。这种不带电的粒子被其他科学家发现，我们称之为中子。这样，我们已经初步了解了原子内部的秘密：原子是化学变化屮的最小粒子，但它们不是一个简单的、不可分割的实心球体，而是由居于中心带止电荷的原子核和核外电子构成的，原子核也不是简单的、不可分割的，它rti质子和中子两种粒子构成，且：核电荷数=质子数二核外电子数。原子很小，但原子里有很大空间，电子就在这个空间里作高速运动。质子（带一个单位正电荷）原子核C原子/（中子（不带电）I核外电子（带一个单位负电荷）核电荷数二质子数二核外电子数事实上，人们探索微观世界的

8、进程远未结束，卢瑟福的原子模型仍然存在—•些问题，为了解决这些难题，科学家们仍旧义无返顾的不断求索着，如玻尔、居里夫人、爱因斯坦等都为此做出了巨人贡献，这些将在我们的后继课程屮学习。二、教学过程反思。采用以上方式教学，取得了较好的课堂教学效果，尤其是组织学生讨论冋答对卢瑟福G粒子散射实验结果的解释，学生先是陷入沉思，