师:同学们好,在上一节课的学习中,我们已经了解到物质是由一些看不见的微小粒子构成的,比如分子。那么,什么是分子呢?

  生:由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的最小粒子。

  师:非常好。那什么又是原子呢?

  生:原子是化学变化中的最小粒子。

  师:那分子和原子的本质区别是什么呢?

  生:在化学变化中分子可分,原子不可分。

  师:既然原子在化学变化中不可再分,那它是不是一个实心球体呢?其实,人类对原子结构的认识和探索历经了漫长的岁月。19世纪初道尔顿提出原子论后,原子一直被视作一个坚硬的、不可分割的实心球体。到了1897年,汤姆生发现了电子,从此开启了探索原子结构的大门。汤姆生对原子结构展开想象,他认为原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成中性原子。之后,卢瑟福通过实验证明原子是由原子核和核外电子两部分构成。下面,我们一起来学习卢瑟福著名的阿尔法粒子散射实验。他用一束平行的高速运动的阿尔法粒子去轰击金箔。由于阿尔法粒子带有正电荷,实验中的阿尔法粒子出现了三种运动情况:大多数阿尔法粒子不改变原有方向;小部分阿尔法粒子改变了原有运动方向,是在途经某一个区域的时候;极少数阿尔法粒子被弹了回来。请同学们思考一下,为什么会出现这三种情况呢?

  生:思考中……

  师:首先,大多数阿尔法粒子不改变原有方向,直接通过,这说明原子内部有很大空间是空的。第二,小部分阿尔法粒子在途经某一区域时改变了原有运动路径,这表明原子内部存在着带有正电荷的组成部分,使某些途经它附近的阿尔法粒子受到斥力,从而改变运动方向。最后,极少数阿尔法粒子被反弹回来,这说明原子内部带有正电荷的部分是实心的,而且质量很大,所占空间却很小。

  根据这个实验,卢瑟福提出了带核的原子模型,即原子是由原子核和电子构成,电子在核的周围做高速运动,就像行星围绕太阳运动一样。我们都知道原子很小,如果把一个原子和一个乒乓球作比较,就如同一个乒乓球和地球作比较。那么原子核有多大呢?如果把一个原子比作一个体育场,那么原子核就像体育场中的蚂蚁那么大,原子核比原子小得多。后来,科学家又通过不断实验探究,得出原子核一般是由质子和中子构成的结论。

  总结来说,原子是由位于原子中心、带有正电荷的原子核和核外带有负电的电子构成。而且每一个原子只有一个原子核,原子核由质子和中子构成。每一个质子带一个单位正电荷,中子不带电,所以原子核带正电。每一个电子带一个单位负电荷,我们把原子核所带的电荷数称为核电荷数。由于原子核所带电荷数就是质子所带电荷数,所以原子的核电荷数等于质子数。下面请同学们通过这张表仔细观察,回答下列几个问题:一、是否所有的原子核内都有中子?二、在原子中,质子数、电子数和中子数是什么关系?三、不同种类的原子之间有什么本质区别?

  生:思考并回答……

  师:好,相信大家都得出结论了。一、是否所有的原子核内都有中子呢?从表中我们可以看出,氢原子的核内就没有中子。二、在原子中,质子数、电子数和中子数是什么关系?从表中可知,在一个原子中,质子数等于核外电子数,但不一定等于中子数。例如钠原子、氯原子、铁原子,它们的质子数和中子数都不相等。三、不同种类原子之间有什么本质区别?质子数不同,例如氢原子和氧原子的质子数分别是1和8。所以我们总结:原子一般由质子、中子和核外电子构成,但有些氢原子不含中子;原子中核电荷数等于质子数也等于核外电子数;原子中质子数不一定等于中子数。不同种类的原子,其核内质子数和核外电子数都不相同,也就是说不同种类原子质子数不同,这是它们最本质的区别。我们知道原子很小,但也有质量。科学家经过实验,测定出以下几种原子的实际质量:碳原子的质量为1.993×10?2? 千克,氧原子的质量为2.657×10?2? 千克,铁原子的质量为9.288×10?2? 千克。从这些数据可以看出原子质量很小,记忆和计算都不方便,怎么办呢?就像我们表示从教室到操场的距离可以用米作单位,表示城市与城市之间的距离可以用千米作单位,表示星球与星球之间的距离可以用光年作单位。若都用千克表示原子质量,就如同用光年表示教室到操场的距离一样不合适。

  那我们能否找到一种简便方法衡量原子质量呢?国际上一般不直接用原子实际质量计算,而是采用原子的相对质量,即相对原子质量来表示。1961年,国际上正式确定以一种碳原子(原子核内有6个质子和6个中子)质量的1/12为标准,其他原子的质量跟它相比较所得的比,作为这种原子的相对原子质量。作为比较标准的这种碳原子质量的1/12等于多少呢?碳原子质量1.993×10?2? 千克×1/12 = 1.66×10?2? 千克。也就是说,我们可以用一个原子的实际质量除以1.66×10?2? 千克,得到的比就是它的相对原子质量。相对原子质量与原子实际质量成正比,原子实际质量越大,相对原子质量也越大。相对原子质量是一个比值,有单位1,但我们常常省略不写。下面我们来看一个例题,求氢原子的相对原子质量。

  已知氢原子实际质量为1.674×10?2? 千克,除以作为比较标准的碳原子质量的1/12,即1.66×10?2? 千克,结果约等于1。那么根据这个公式,我们来计算质子、中子、电子的相对质量分别是多少。首先,一个质子质量是1.6726×10?2? 千克÷1.66×10?2? 千克,约等于1;一个中子质量是1.6749×10?2? 千克÷1.66×10?2? 千克,也约等于1。而一个电子质量是一个质子质量的1/1836,算出的数字非常小,所以我们说电子质量几乎可以忽略不计。总体来说,质子和中子相对原子质量都是1,电子质量太小,计算时忽略不计。因此,原子质量主要集中在原子核上。于是我们有这样一个等式:相对原子质量约等于质子数 + 中子数。根据上述学习,我们来完成这个简单的填表,根据表中已有数据计算得出其他数据。

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《9年级上册人教版化学 原子的结构(第1课时) 逐字稿-4,684字 第3版》.docx
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