课题2 原子的结构
师：上次课我们讲到化学变化的本质是分子先分成原子，原子再重新组合成新分子。原子依据什么规律来重新组合呢？要探寻其中的规律就要了解原子的结构。
环节一 原子的构成
师：原子是由什么构成的？
生：原子核和核外电子。
师：如果把原子体积比喻成田径场那么大，那么原子核就相当于蚂蚁那么大。所以原子是空心的，内部有很大的空间。在这么大的空间里，电子做高速运动。
师：原子核虽然很小，但也是由更小的微粒——质子和中子构成的。
师：是不是所有的原子都是由质子、中子、电子构成的呢？
生：不是。氢原子就没有中子。
师：所以我们在回答“原子是由什么构成的？”这个问题时，我们回答：“原子是由原子核和核外电子构成的”。不回答：“原子是由质子、中子、电子构成的”。
师：经过科学观测，每个质子带一个单位正电荷，中子不带电，每一个电子带一个单位负电荷。
师：原子核带不带电？带什么电荷？
生：原子核带正电。
师：原子核带几个单位正电荷由什么决定？
生：由质子数量决定。
师：所以，原子核所带正电荷数（简称：核电荷数）=质子数。由于整个原子不显电性，所以，质子数=核外电子数。
环节二 核外电子排布
师：我们知道原子是空心球，里面有很大的空间供电子运动。在着多大的一个空间里，电子是如何运动的呢？对于氢原子来说，这个不是什么问题，因为氢原子只有一个电子，情况比较简单。如果是多电子情况会是怎样？是都挤在一起？还是各自分散？
师：通过观测发现，这些电子能量都不一样，有些电子能量低，它们在离原子核比较近的一个区域运动，有些电子能量高，它们在离原子核比较远的一个区域运动。
师：为了表达原子内部的这种结构，创造了一种“原子结构示意图”。
师：（介绍原子结构示意图）我们以碳原子为例来说明原子结构示意图。首先用圆圈来表示原子核，碳原子有6个质子，我们就在圆圈里写上“6”，由于原子核带正电，在“6”前面写上正号“+”。
师：电子在不同区域运动，我们在图上就用弧线来表示。（画弧线）这些弧线我们形象的把它称为“电子层”。就像洋葱一样，一层一层的。离原子核最近的叫“第一层”或“最内层”，由内向外依次规定为“第一层、第二层、第三层……”，目前发现最少的有一层，最多的有七层。而且还发现，最外层电子数不超过8个，只有一层的电子数不超过2个。
师：每一个电子层上的电子数目，我们就用阿拉伯数字写在弧线上。如碳原子第一层有2个电子（弧线上写“2”），第二层有4个电子（弧线上写“4”）。这就是原子结构示意图！教材54页画出了18种原子的原子结构示意图。
环节三 三类元素原子结构和化学性质的关系
师：了解了原子结构示意图，我们就要用它来讨论原子结构是如何影响元素化学性质的？
师：我们来讨论三类元素，原子结构和化学性质之间的关系。
- 稀有气体元素
师：首先我们在图3-12中找到稀有气体的原子结构示意图。
生：最右边一列三个，氦氖氩
师：如果我们要找一类物质具有的性质，我们就要去寻找它们结构上的相同之处。
师：我们来找一找，氦氖氩这三种原子，结构上有什么相同点？
生：最外层达到了最多的电子数。（教材54页第二段最后一句话：“……最外层电子数不超过8个（只有一层的，电子数不超过2个）。”）
师：我们想一想稀有气体有什么化学性质？
生：化学性质稳定（不活泼）
师：那我们就把稀有气体原子的这种结构称为相对稳定结构。为什么又增加“相对”两个字？因为稀有气体在一些特殊条件下还是可以发生化学反应的，所以用“相对”更加严谨。但中学我们都不讨论稀有气体的反应，所以我们就简化称为“稳定结构”。
【板书】稳定结构，化学性质稳定
师：接下来我们讨论金属元素。看看它们的原子结构怎样影响金属的化学性质的。
- 金属元素
师：首先我们在图3-12中找到金属的原子结构示意图。（带“金”字旁的）
生：第二排：锂、铍；第三排：钠、镁、铝。
师：它们原子结构上有什么相同点？
生：最外层都不超过3个。
师：这样的特点会怎样影响它们的化学性质呢？
师：我们以钠原子为例来说明。
师：（画出钠原子的结构示意图）这个结构是不是稳定结构？
生：不是！最外层只有一个电子！
师：在自然界中都有一个规律：物质都会由不稳定自发趋向于稳定。对于钠原子来说，它要怎样才能变成稳定？
生：失去最外层的一个电子，或得到7个电子。
师：对于钠原子来说，失去最外层的一个电子很容易。因为最外层这一个电子本身能量高，原子核对它的束缚力本来就很弱，很容易失去。而如果钠原子要得到7个电子，还需要增大核电荷数，正电荷要多啊，但是钠原子只有11个正电荷，没办法增加，所以从外面“抢”电子不如“自己”丢掉一个电子容易。（画出钠离子的结构示意图）
师：钠原子丢掉一个电子后，出现一个新问题：这个微粒还是不是电中性？
生：不是。带一个单位正电荷了。
师：这样带电的微粒就叫做离子。那这个示意图就是钠离子的结构示意图。这种带正电的离子叫做阳离子。
师：钠离子的符号怎么表示呢？钠还是Na表示（写“Na”），带一个单位正电荷，就在右上角标注“1+”（写“+1”），“1”在化学中通常省略（擦掉“1”），所以钠离子的符号就是“Na+”。
【拓展】
师：镁离子符号怎么写？铝离子符号怎么写？
生：Mg2+、Al3+
师：钙离子符号怎么写？
生：不知道钙最外层几个电子？
师：教材上没有画出钙原子的结构示意图，我们不知道它的最外层电子数。怎么办呢？这个时候我们就要用到先前背记的“生命值口诀”（化合价口诀）。
师：钠元素的生命值（化合价）是“+1”，钠离子就带一个单位正电荷。镁元素生命值（化合价）是“+2”，镁离子就带两个单位正电荷。铝元素的生命值（化合价）是“+3”，铝离子就带三个单位正电荷。
师：钙元素的生命值是多少？
生：+2
师：所以钙离子就带两个单位正电荷。钙离子符号就写成“Ca2+”。
师：（把化合价口诀中，能形成阳离子的离子符号都带着写一遍）
【总结】最外层电子数都小于4个，在化学反应中易失电子，形成阳离子，化学性质活泼。
- 作业：抄写阳离子符号，各五遍。
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