原子结构范文
时间：2023-03-21 22:36:50
原子结构范文第1篇
A. 继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设
B. 对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同
C. 用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系
D. 玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的
2. 下面关于玻尔理论的解释，不正确的说法是（ ）
A. 原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量
B. 原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量
C. 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子
D. 原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的
3. 卢瑟福通过对[α]粒子散射实验结果的分析，提出（ ）
A. 原子的核式结构模型
B. 原子核内有中子存在
C. 电子是原子的组成部分
D. 原子核是由质子和中子组成的
4. 下列说法正确的是（ ）
A. 天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的
B. 卢瑟福的[α]粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构
C. 玻尔的原子结构理论是在卢瑟福的核实结构学说基础上引进了量子理论
D. [α]射线，[β]射线，[γ]射线本质上都电磁波，且[γ]射线的波长最短，电离能力很强
5. 下列说法正确的是（ ）
A. [α]粒子散射实验说明原子核有复杂结构
B. [α]粒子散射实验中，不考虑电子和[α]粒子的碰撞影响，这是因为电子体积极小，[α]粒子碰撞不到电子
C. 原子核中任一个核子只与相邻核子间有很强的核力作用
D. 由[α]粒子散射实验可以估测原子核的大小
6. 若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线. 内层空位的产生有多种机制，其中一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而开成空位（被电离的电子称为内转换电子）.
214Po的原子核从某一激 [图1]发态回到基态时，可将能量[E0=]1.416MeV交给内层电子（如图1[K、L、][M]层电子，[K、L、M]标记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离，实验测得从214Po原子的[K、L、M]层电离出的电子动能分为[EK=]1.323MeV、[EL=]1.399MeV、[EM=]1.412MeV. 则可能发射的特征[X]射线的能量为（ ）
A. 0.013 MeV B. 0.017 MeV
C. 0.076 MeV D. 0.093 MeV
7. 氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法正确的是（ ）
A. 电子绕核旋转的半径增大
B. 氢原子的能量增大
C. 氢原子的电势能增大
D. 氢原子核外电子的速率增大
8. 氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发生三种不同波长的辐射光. 已知其中的两个波长分别为[λ1]和[λ2]，且[λ1>λ2]，则另一个波长可能是（ ）
A. [λ1+λ2] B. [λ1-λ2]
C. [λ1λ2λ1+λ2] D. [λ1λ2λ1-λ2]
9. 现有一粒子甲与静止的处于基态的氢原子乙发生碰撞，已知甲的质量是乙的质量的[k]倍. 图2是氢原子的能级图. 问粒子甲的初动能最少多大，才可能与粒子乙发生非弹性碰撞而使乙从基态跃迁到激发态？
[图2]
10. 氢原子第[n]能级的能量为[En=E1n2]，其中[E1]是基态能量，而[n=]1，2，…. 若一氢原子发射能量为[-316E1]的光子后处于比基态能量高出[-34E1]的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？
11. 有两个质量为[m]的均处于基态的氢原子[A、B]，[A]静止，[B]以速度[v0]与之发生碰撞. 若碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子. 若氢原子碰撞后发出一个光子，则速度[v0]至少需要多大？已知氢原子的基态能量为[E1（E1
12. 带电粒子的荷质比[qm]是一个重要的物理量. 某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的荷质比，实验装置如图3.
[电极板][荧屏][+][-][-][+][电子束][图3]
（1）他们的主要实验步骤如下：
A. 首先在两极板[M1M2]之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子从两极板中央通过，在荧幕的正中心处观察到一个亮点；
B. 在[M1M2]两极板间加合适的电场：加极性如图3所示的电压，并逐步调节增大，使荧幕上的亮点逐渐向荧幕下方偏移，直到荧幕上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为[U]. 请问本步骤目的是什么？
C. 保持步骤B中的电压[U]不变，对[M1M2]区域加一个大小、方向合适的磁场[B]，使荧幕正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？
原子结构范文第2篇
教学目标：
1．通过学习碱金属单质和卤素单质的性质变化规律，体会元素性质变化的规律。
2．进一步学习与巩固原子结构决定元素性质的思想方法。
3．初步体验从具体到抽象、从归纳到演绎的化学理论知识学习的一般方法。
教学重点和难点：
1．碱金属单质和卤素单质的性质变化规律
2．原子结构决定元素性质的思想方法的确立
教学过程：
引入：
投影元素周期表：
这是一张元素周期表，上节课我们刚学习了它的结构。请大家帮助我找一找，在这张周期表中我们已经学习过哪些元素的单质。
（钠、镁、铝、铁、铜；氯、硫、氮、硅等）
其中有些是金属元素的单质，有些是非金属元素的单质。请大家能否总结一下，金属元素的单质有哪些通性？非金属元素的单质又有哪些常见的性质？
投影：
金属单质：
都可作还原剂：M-neMn+。
具体表现为：
(1)与非金属单质反应，如与氧气反应生成金属氧化物；2Cu+O22CuO
(2)与水反应，产生氢气；如钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，铁在高温时与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气等；2Na+2H2O2NaOH+H2
3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2
(3)与盐酸、稀硫酸等酸反应，生成氢气；如铝和稀硫酸反应，生成硫酸铝和氢气，但是金属遇到某些酸（如浓硫酸、硝酸等）不产生氢气。
2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2
(4)与某些可溶性盐发生置换反应；如铁与硫酸铜溶液反应可生成硫酸亚铁溶液和铜单质；
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
非金属单质：都可作氧化剂，也可作还原剂
(1)与氢气反应生成氢化物；Cl2+H22HCl
(2)与金属反应：2Na+Cl2 2NaCl
(3)与氧气反应生成非金属氧化物: S+O2
SO2
(4)与水反应：Cl2+H2OHCl+HClO
(5)与强碱溶液反应： Cl2 + 2NaOH NaCl+ NaClO+H2O
讲解：教材编写专家为什么要在前面让我们学习那么多具体物质的性质呢？在这张周期表中，它们的位置有何特点？
它们分处在不同的族中，是各个族的典型代表物。周期表中已经有一百十几种元素，我们无法在短短的高中阶段学完，我们可以根据原子结构相似的特点，进行归类学习。今天我们将在典型单质和元素周期表的引领下，进一步学习如何采用一定的推理方法，把它们演绎到其他元素单质的学习中，从而达到事半功倍的效果。
下面我们借助最为典型的金属元素――碱金属和最为典型的非金属元素――卤素，通过研究它们单质的化学性质的递变规律，来学习一种化学推理方法。
第一环节：碱金属部分
我们曾经学习过金属钠的相关性质，同主族钾的性质是否与钠的完全相同？（不完全相同）， 我们可以从哪些角度进行比较研究？（与氧气、水、盐溶液等反应），如何进行比较研究？（控制变量法）。
请大家回忆钠与水反应的现象。（交流）
投影演示：
（1）钠与水反应的实验
钠熔化成闪亮的银白色小球；浮在水面上；快速地四处游动；发出吱吱的声响；滴有酚酞的溶液变红色。
（2）钾与水反应的实验
钾熔化成闪亮的银白色小球；浮在水面上；快速地四处游动；发出吱吱的声响；能燃烧并伴有轻微的爆鸣声和紫色的火焰；滴入酚酞溶液显红色。
从上述的实验现象我们可以推知怎样的结论？
钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，说明钾比钠更活泼。
排在周期表下方的铷和铯又如何？
播放录像：铷、铯分别与水反应的实验。
从上述的录像，结合刚才的实验，我们又可以推知怎样的结论？
在钠上方的锂呢？
播放录像：锂与水反应的实验。
钠、钾、铷、铯，它们单质与水反应愈趋活泼，说明它们的单质活动性越来越大。
为什么呢？
阅读并填写：第5页上的表格。
思考：为什么锂、钠、钾、铷、铯，它们的单质活动性会越来越大？
提示：
1. 原子结构有何相同和不同点；变化规律如何？
2. 元素的性质包括元素的原子半径、元素的主要化合价和元素的金属性和非金属性等，你认为这些元素的性质与它们的原子结构有关系吗？
原子的最外层电子都是1个；容易失去最外层的电子而呈现+1价。
原子核外的电子层数不同；随着核电荷数的增加，他们的电子层数逐渐递增，所以原子半径也逐渐增大；使核对最外层电子的吸引逐渐减弱，导致它们的失电子能力依次增强，元素的金属性也随之逐渐增大。
其中，最外层电子数和电子层数是原子结构的组成部分。
元素的主要化合价主要取决于原子的最外层电子数；
元素的原子半径，在最外层电子数相同时，主要取决于原子的电子层数；
元素的金属性强弱是原子的失电子能力决定，而失电子能力和原子的半径有关，同族元素的原子半径又取决于原子的电子层数。
所以元素的原子结构决定了元素的性质。
3. 你认为元素单质的性质与元素的原子结构有关系吗？
由于元素的性质无法用直观的现象进行表达，所以我们只能通过它们的单质及其化合物的性质来反映。
金属元素的单质是由金属原子通过相似的作用力―金属键结合起来（金属键知识将在后面学习到），所以锂、钠、钾、铷、铯单质的结构递变主要取决于它们的原子结构的递变性，碱金属元素的原子结构递变性，也可以通过碱金属单质部分化学性质的递变来反映。实验中碱金属单质与水反应越来越剧烈，是因为从上到下随着核电荷数的增加，电子层数逐渐递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增大引起的。
由于碱金属元素的原子结构的递变性决定了元素性质的递变性，同时在很大程度上决定了它们单质的部分化学性质递变的规律，所以我们可以根据碱金属元素原子结构的相似性和递变性，通过对典型元素钠及其单质的部分性质研究，来推测其他碱金属元素及其单质的性质。
第二环节：卤素与氢气的反应
刚才我们通过碱金属单质与水反应，初步感知了物质结构决定物质性质，那么卤素的情况是否也能佐证呢？
观察：第7页下面卤素的原子结构，请你试着推测一下氟、氯、溴、碘元素性质的相似性和递变性。
根据碱金属学习，得出“元素的原子结构决定了元素的性质”的结论。
卤素原子的最外层电子都是7个；可以推测它们都容易得到1个电子而呈现-1价。
卤素原子核外的电子层数不同；随着核电荷数的增加，他们的电子层数逐渐递增，可以推测原子半径也逐渐增大，核对最外层电子的吸引逐渐减弱，导致它们的得电子能力依次减弱，元素的非金属性也随之逐渐减弱。
推测：卤素的单质是由卤素原子通过相似的原子间的强烈相互作用形成的（原子间的强烈相互作用将在后续的学习中学习），所以同主族卤素单质的结构递变也主要取决于它们原子结构的递变性。所以我们可以通过他们结构的相似性和递变规律，来推测卤素部分化学性质的递变规律。
下面请你根据刚才所学的知识，以氯气与氢气反应为例来推测卤素单质氟、氯、溴、碘与氢气反应的可能情况。
卤素原子的最外层电子都是7个，它们都容易得到1个电子，可以推测氟、氯、溴、碘都能与氢气反应，并生成氢化物，其中卤素的化合价都应该为-1价。
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随着核电荷数的增加，氟、氯、溴、碘原子中的电子层数逐渐递增，原子半径逐渐增大，非金属性随之逐渐减弱，所以可以推测它们的单质与氢气反应的活动性逐渐递减，表现为反应的条件越来越高，反应的程度越来越小。
查找资料验证：是否如此？请阅读并填写第8页上的相关内容。
根据表中的信息可以得到：氟、氯、溴、碘与氢气反应的剧烈程度越来越小，生成的氢化物的稳定性越来越差。证明氟、氯、溴、碘的非金属活动性依次递减。
需补充说明的是，除了从元素的主要化合价、原子半径和元素的金属性和非金属性角度比较外，我们还可以从单质的活动性、相应氢化物的热稳定性和最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较。（以卤素为例进行说明）
至此，我们进一步学习和明确了物质结构决定物质性质这样一个基本的思想方法。
第三环节：卤素单质间的置换反应
探究：我们能否设计一个实验，进一步“证明氯、溴、碘的非金属活动性逐渐减小”这样一个推测？
实验研究的特点，就是通过实验用明显的现象或数据，把看不见、摸不着的课题本质展现出来。
我们可以通过选取卤素的某个相关性质，通过观察它们的实验现象，从反应的条件、反应的剧烈程度等角度来比较它们的活泼性。
讨论、设计方案（可能的方案有）：
方案1：氯、溴、碘与金属的反应。观察反应的条件、剧烈程度来推测它们的活动性大小。
实验录像：氯、溴、碘与金属锑的反应。氯与锑常温下就能反应；溴与锑加热后才能反应；碘与锑长时间加热也无明显现象。证明氯、溴、碘的活泼性依次减弱。
方案2：氯、溴、碘与水的反应。
无法观察反应的程度，不可取。
方案3：氯、溴、碘相互间的置换反应。如何利用最少的实验加以证明？
溴化钠溶液中滴加氯水，然后加少量四氯化碳萃取，如果下层的溶液由无色变为橙色，证明氯可以置换溴。
碘化钾溶液中滴加溴水，然后加少量四氯化碳萃取，如果下层的溶液由无色变为紫红色，证明溴可以置换碘。
由上述两个实验可知，氯、溴、碘的活泼性依次减弱。
方案4：测氢化物的热稳定性。（测受热分解的温度，较复杂）
方案5：测最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。（如何比较？与水溶液酸性强弱有区别，应观察高价氧化物对应水化物中O-H键，受该元素吸引后容易断裂的程度。这很难用现象来表达，所以作为实验研究的方案不合适。）
在学习阶段形成多种方案并不是最终目的，首先我们期望通过各种方案的设计，能够充分调动自己原有的学习经验并把它纳入到自己新的知识结构中，形成并完善更为丰富、复杂的知识网络。问题解决的第一层次是想办法解决问题；第二层次是想更多的办法解决问题；第三层次是优选方案想更好的办法解决问题。优选方案的原则是方案可靠、现象明显、操作简便、安全绿色，并用实验进行验证。实际上科学家在科学研究中，也经常会优先考虑简单易行的方案进行研究。
讨论、评价设计方案：
学生实验验证：
溴化钠溶液中滴加氯水，然后加少量四氯化碳振荡，下层的溶液由无色变为橙色。证明氯可以置换出溴。
碘化钾溶液中滴加溴水，然后加少量四氯化碳振荡，下层的溶液由无色变为紫红色。证明溴可以置换出碘。
补充资料
利用Br2和I2在有机溶剂中溶解度大于在水中的溶解度的特点，我们可以利用四氯化碳等溶剂，把少量的溴和碘从它们的水溶液中聚集起来，从而便于实验现象的观察。用这种方法我们可以检验水中少量的溴和碘的单质。
讲解：由上述实验探究，我们进一步认识了元素（物质）性质与原子（物质）结构的关系。今后我们将在碱金属和卤素的基础上，应用上述的原理，对周期表中的其他主族元素进行演绎与推理，从而更好、更有效地完成高中化学的学习任务。
预测：氧族元素及其单质的性质递变规律。可能的角度有：
元素的性质：主要化合价为-2价；从上到下原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。
单质的活动性：从上到下逐渐减小。如2H2S+O22H2O+S
（氢化物热稳定性从上到下越来越差，水分子受热时3000℃才分解，而硫化氢分子受热300℃左右就已经分解。
最高价氧化物对应水化物的酸性从上到下越来越弱）
作业：
1.其实，同主族元素的单质除了化学性质有递变规律外，它们在物理性质上也表现出一定的相似性和规律性。
如：碱金属单质的物理性质，见第7页表格中的信息。
还如：卤素单质的物理性质，见第8页表格中的信息。
请找出它们的相似性和规律性。
2. 利用上述的原理我们不仅可以根据主族元素中典型的元素及其单质、化合物的性质来推测其他元素及其单质、化合物的相关性质，我们还可以利用同周期元素的原子结构递变规律来推测它们性质的递变性。
小结：
1. 今天我们通过实验和信息处理的方式，学习了碱金属和卤素单质的性质递变规律，并体会了碱金属和卤族元素的结构与性质的关系，进一步明确了原子结构决定元素性质的思想方法。
2.利用周期表，通过体验感知―推理验证―归纳整理―演绎推理（应用规律解决问题）的一般科学研究的思维方法，我们也初步体验了从具体到抽象、从归纳到演绎的化学理论知识学习的一般方法。
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原子结构范文第3篇
例1 将两种元素的原子核对撞是获得新原子的一种前沿方法，铅和氪的原子核对撞，可得到一种中子数为175、质子数为118的超重原子，该原子的中子数与核外电子数之和为（ ）。
A.57 B.118 C.175 D.293
解析 对于中性原子中，核内质子数=核外电子数，该原子的中子数与核外电子数之和为：175+118=293。答案：D。
考点2 原子微粒间的相互关系
例2 用AZX表示原子：
（1）中性原子的中子数：N=。
（2）阳离子的中子数：AXn+共有x个电子，则N=。
（3）阴离子的中子数：AXn-共有x个电子，则N=。
（4）中性分子或原子团的中子数：12C16O2分子中，N=。
（5）A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-所含电子的物质的量为mol。
解析 根据“质子数+中子数=质量数”的关系解题。（1）N=A-Z。（2）AXn+共有x个电子，中性原子X的电子数为x+n，则N=A-x-n。（3）AXn-共有x个电子，中性原子X的电子数为x-n，则N=A-x+n。（4）12C16O2分子中，N=6+8+8=22。（5）A2-所含电子数为m-x+2，则n g A2-所含电子的物质的量为n（m-x+2）m。
考点3 元素、核素、同位素、同素异形体的区别与联系
例3 稀土有工业“黄金”之称，下列有关稀土元素14462Sm与15062Sm的说法正确的是（ ）
A. 14462Sm与15062Sm互为同位素
B. 14462Sm与15062Sm的质量数相同
C. 14462Sm与15062Sm是同一种核素
D. 14462Sm与15062Sm的核外电子数和中子数均为62
解析 14462Sm与15062Sm质量数不同，B错；14462Sm与15062Sm是不同种核素，C错；14462Sm与15062Sm的中子数不同，D错。答案：A。
例4 简单原子的原子结构可用图1形象地表示
其中“” 表示中子，“” 表示质子或电子，则下列有关叙述正确的是（ ）。
A.①②③互为同位素
B.①②③互为同素异形体
C.①②③是同一种原子
D.①②③属于同一种元素
解析 由}给图示可知，三种原子的质子数、电子数均为1，而中子数分别为0、1、2，因此三者是氢元素的三种核素，互为同位素。同位素化学性质相同，物理性质不同。答案：AD。
考点4 原子结构示意图
例5 下列结构示意图所代表的微粒中，最难发生化学反应的是（ ）。
解析 A项表示的是Ne原子，B项表示的是Al3+，C项表示的是Cl-，D项表示的是S2-。Ne是稀有气体元素，他及其他的稀有气体原子具有非常稳定的电子层结构，极难发生化学反应。答案：A。
例6 以下是某同学画的188X的原子结构示意图，其中正确的是（ ）。
解析 188X表示质子数为8，质量数为18的X原子，根据原子的核外电子排布可知正确的示意图为C。答案：C。
考点5 核外电子排布规律及其应用
例7 当第n电子层作为原子的最外层时，其最多容纳的电子数与（n-1）层相同；当n作为次外层时，其最多容纳的电子数比（n-1）层最多容纳的电子数多10个。n层是（ ）。
A.N层 B.M层 C.L层 D.K层
解析 当n层为最外层时，最多容纳8个电子，所容纳电子数与（n-1）层相同，则（n-1）层最多容纳8个电子，即（n-1）层为L层，n层为M层。答案：B。
例8 下列说法中肯定错误的是（ ）。A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等
解析 A项，K层为第一层，最多容纳2个电子，K层上只有1个电子的原子为H原子；B项，M层上电子数若为L层上电子数的4倍时，即为32，超过最多容纳的电子数18；C项，由题意可知该离子结构示意图为，可以为K+、Ca2+、Cl-、S2-等；D项，有可能存在，如O2-。 答案：B。
考点6 常见的等电子微粒
例9 下列说法正确的是（ ）。
A.所含质子数和电子数相等的微粒一定是原子
B.两种微粒如果核外电子排布相同，化学性质就一定相同
C.质量数相同的原子其化学性质一定相同
原子结构范文第4篇
关键词化学概念概念学习个案研究概念图概念建构原子结构
概念是事物本质特征的反映,是任何一个学科知识体系最基本的构成元素。化学概念是从大量化学事实及逻辑思维结果中概括出来的,深刻地反映了化学过程的本质特征[1]。在学习者的认知结构中,概念充当知识网络中的“节点”,只有掌握化学概念才能帮助学习者建构起清晰的学科知识体系。
所谓概念学习(又称概念形成)是指个人在学习环境中掌握同类事物共同的关键特征的过程。面对概念学习的复杂性,研究者们的视角也从对概念学习的一般特征的宏观了解转向对个体的、详细的概念学习过程的审视;同时,学习者在概念学习过程中认知变化的特殊性使得对个体概念学习的研究成为对群体研究的一项必要补充[2]。本研究追踪记录并分析了被试TY对21个原子结构相关化学概念的建构、重构过程。
1被试
通过访谈被试就读学校的教师、家长以及与被试的交往,获取关于被试的基本信息。
被试TY,16岁,女,南京某重点中学应届初中毕业。她自信、活泼,兴趣广泛,和同学关系亲密;她平时善于提问、学习较为主动并有自己的学习方式,成绩优秀。总体而言,TY拥有浓厚的学习兴致、敏捷的思维、良好的学习习惯以及对自己较为准确的判断。初中阶段的化学学习中,TY学习的教材是人民教育出版社出版的义务教育课程标准实验教科书《化学》九年级(上下2册)。
2前测
从形式思维水平、元认知水平、相关化学知识与科学本质观4个纬度来考察TY。前测所基于的假设如下:首先,由于中学化学中的原子结构相关概念对个体的思维发展水平提出了一定的要求,所以设计了以美国坦普尔大学教育学院教育心理系编制的“形式思维评价量表”的自然科学部分为平台的前测。其次,元认知在个体的概念学习中发挥评价、协调、监控等作用,所以考察TY的元认知水平。第三,科学本质观在一定程度上影响学生对抽象概念的学习,测查TY对自然科学所持有的态度,为概念学习提供参考。最后,以自编习题考查了TY的相关前化学知识。
为了全面、详尽地收集有效资料信息,前测的实施以纸笔测验为主,结合使用半自由式访谈、深度访谈、观察、实物演示等方法。
在形式思维水平测试中,TY得25分,处于形式运算阶段(23分及以上)。访谈进一步体现出被试思维的批判性、深刻性、周密性。元认知水平测试表明TY对自我的认识清晰、肯定;对实践任务能够做到有意识归类、分析并寻找恰当方法;在具体的认知活动中TY的计划性较强。被试的科学本质观介于知识本质观与现代的科学本质观之间,并且比较接近后者;TY对自然科学知识持有开放、灵活的观点。前化学知识测试表明TY已初步具备相关化学知识。
基于前测,参考人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《化学》(必修1、必修2)以及《物质结构与性质》,设计了概念学习方案;鉴于TY在思维发展水平与元认知测试中的良好表现,将学习的难度稍作提高,以便最大限度地考察其概念学习过程。
3研究程序
特意将研究安排在暑假。其时,TY刚参加完当年南京市中考并自信满怀地等待某示范高中的录取通知。整个研究期间TY的学业负担小、学习热情高;此外,主试随时关注被试情感变化并适时引导,确保整个研究在TY较为平缓、良好的情感背景下进行。研究时段的安排也充分保证所关注的是TY有意义学习过程中的积极的思维变化,而非消极的应付式的机械学习。具体研究安排参见表1。
表1被试基本学习情况一览(a)
日期(7月)1日2日4日5日
学习时间/min50403030
主要学习内容能层及其表示符号、能级及其表示符号电子云、电子云轮廓图、磁量子数原子轨道、能量最低原理、自旋量子数、电子排布式、轨道表示式、Pauling不相容原理、Hund规则构造原理,主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数(以第
一、
二、三周期元素为例)
学习结果呈现CM1CM2CM3CM4
学习性质新概念学习
表1被试基本学习情况一览(b)
日期(7月)6日10日11日12日17日
学习时间/min5560503530
再学习内容(被试本次学习中重点加工的内容)构造原理、全满半满规则(以第四周期元素为例)磁量子数、自旋量子数、原子轨道之间的关系电子云轮廓图与原子轨道之间的关系原子轨道与4个量子数之间的关系,4个量子数与电子排布式、轨道表示式、电子排布规则之间的关系精确节点间的连接词
学习结果呈现SCM1SCM2SCM3SCM4CM5
学习性质被试尝试改变硬币的位置、重新认识概念之间关系,修正、完善概念图
概念学习共进行了9次,前4次为基于方案的新概念学习,后5次通过自由学习逐步完成对难点概念的重构。每次学习后,主试要求TY基于她所理解的概念绘制(或制作)概念图,并针对某些细节对TY进行深度访谈。
前3次为被试学习后自由绘图;第4次主试参与被试作图过程,引导TY思考每一步概念图的绘制;在第5至8次学习中,研究者采用借助于硬币等实物搭建概念图的形式帮助TY实现对部分概念的理解转变。以上共涉及21个概念。
4概念学习分析
追踪研究中,收集到TY建构的9个概念图:CM1、CM2、CM3、CM4为TY绘制的概念图,SCM1、SCM2、SCM3、SCM4为TY借助实物搭建的概念图,CM5为TY最后一次绘制的终结版美工概念图。结合概念图的特征,从节点、命题、层级3个维度分析其变化趋势;在考察被试的概念图建构行为的基础上,揭示TY头脑中组块的成长轨迹。
4.1节点分析
节点是针对概念图图表结构而言的。考虑到TY所做概念图的特征,本研究中节点是指被试概念图中箭头(牙签)所指向的或从箭头(牙签)出发的原子结构相关概念的重要术语名词。笔者又将节点细化为以下小类别:
“已学概念数”指的是截止到此次学习为止TY所接触到的原子结构相关概念的数目。在其概念图中节点位置处正确呈现出来的概念称为“有效节点”,其数目即为“有效节点数”。将TY每次概念图中的有效节点与已学习概念相比较,将遗漏部分称为“遗漏节点”。本研究中“联想属性”本质是关于某一概念TY所能想到的相关属性,不同概念图中同一概念的联想属性不完全相同。联想属性依附于节点而存在,将其作为对节点研究的辅助考察。概念图节点特征情况详见表2。表2概念图节点特征情况(a)
概念图CM1CM2CM3CM4
已学概念数7101720
有效节点数55511
遗漏节点名称能层、能级能层、能级、电子云、电子云轮廓图、磁量子数能层、能级、电子云、电子云轮廓图、磁量子数、原子轨道示意图、能量最低原理、自旋量子数、电子排布式、轨道表示式、泡利不相容原理、洪特规则轨道表示式、电子排布式、电子云、电子云轮廓图、构造原理、主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数中国论文联盟编辑。
数量25129
联想属性
数量11141812
不当表述能级电子云图不同能量级的电子云图
备注TY将新学概念视为已知概念的联想属性
表2概念图节点特征情况(b)
概念图SCM1SCM2SCM3SCM4CM5
已学概念数2121212121
有效节点数1919202020
遗漏节点
名称电子云、
电子云轮廓图
电子云、
电子云轮廓图电子云电子云电子云
数量22111
联想属性数7771010
备注TY解释:将“电子云”视为绘制“电子云轮廓图”和“原子轨道”的工具,所以不在概念图中呈现。
图1表明,从CM1到CM4有效节点数、遗漏节点数、联想属性这3个变量都呈现出较大的变幅,在SCM1之后的概念图中它们的变化都较为平缓。为何出现前后截然不同的节点变化趋势?这里又映射出TY怎样的认知变化细节?
图1概念图节点特征变化
为此,查看了CM1、CM2、CM3,发现在这些概念图中新概念并没有全部体现在节点中,有的被遗漏,有的则以联想属性的形式出现——在CM1中,TY将“能层”、“能级”作为“核外电子”的联想属性,在CM2中将“电子云示意图”作为“能级”的联想属性,在CM3中将“电子排布式”、“轨道表示式”作为“能级”的联想属性。将新概念视作为已知概念的联想属性是TY采取的概念学习方式之一。新的命题的意义的出现,最典型的反映是新旧知识之间构成一种类属关系[3]。TY采取的这种学习方式在奥苏贝尔的意义学习理论中被称为类属学习或下位学习。这是一种较为省力的学习,在这种学习中TY只需将“能层”、“能级”作为“核外电子”运动的深化认识(相关类属),将“电子云示意图”作为“能级”特例(派生类属)来记忆。用已有概念包容新概念的过程是TY对新概念的初步加工。
在CM4的绘制中,主试参与TY作图过程,引导她将新概念从联想属性中解放出来,作为独立的概念呈现;在之后的概念图中,TY借助于硬币等实物搭建概念图,做图方式的转变进一步引导她完成对各概念独立性的认识。所以在CM4、SCM1中,有效节点数明显增加,联想属性相应降低。学习策略的转变(主试引导做图、实物搭建概念图)对概念学习具有促进作用。SCM1之后,TY的概念图中节点变化大大减少,此阶段TY学习的重心已经转移到对概念内涵、外延的精加工上。
4.2命题分析
从某种意义上说,概念图是以命题的形式表征概念间有意义关系的网络结构图[4]。对命题的剖析使得我们对概念图的分析更接近其本质。本研究中,对“命题”的界定遵循这样一个原则:在2个节点之间出现的(由箭头或牙签构成)的意义关系属于命题,不同位置联想属性之间的意义关系属于命题;节点与联想属性之间的意义关系不属于命题,相同位置的不同联想属性之间的关系不属于命题。
笔者对命题的分析首先是查找出某概念图中所有的命题并记录为“命题总数”;再找出其中的不当命题的数量并记录为“错误命题数”;将某一概念图与之前一次的概念图相比较,在相同节点之间所出现的新意义(新命题)记录为“创新命题”;将CM5终结版美工概念图作为标准概念图,结合每次学习内容在其中找出该次学习所对应的命题数称为该次学习所应达到的“标准命题数”。详见表3。
表3表明,在CM1至CM3中有效命题数增加较为缓慢,同时此期间错误命题数一路攀升,创新命题数鲜有变化。有效命题数第一次上升出现在CM4中,随后在SCM1中持续上升。学习方式的灵活多变是这2次学习的重要特征——在CM4中主试参与被试做图,引导TY尝试着将新概念作为独立成分容纳到其概念图中;SCM1中TY第一次尝试着用实物(大小不等的硬币和牙签)搭建概念图,这一充满趣味性的学习策略带来概念图中创新命题数第一次达到最高点。同时在这2次学习中被试概念图中的错误命题数都维持在零。
表3概念图命题特征情况
概念图CM1CM2CM3CM4SCM1SCM2SCM3SCM4CM5
标准命题数7918212222222222
命题数469101617182222
有效命题数456101616182222
错误命题数013001000
创新命题数002030230
有效命题数的第二次攀升出现在SCM3和SCM4中。这一阶段TY学习的重心是修正、深化对概念的认识。尽管这一阶段概念图中节点数变化不大,但对概念内涵、外延的思考带来TY对概念之间关系的再认识,进而带来这一阶段创新命题数一路升至第二个最高点。在SCM2中被试出现一处错误命题,但随着被试认识的深化这一错误很快便得到纠正,并且之后的概念图中错误命题数一直保持在零。
4.3层级分析
对概念图中层级的划分依据以下标准:从同一节点出发的不同箭头(或牙签)指向相同的下一层级;从同一层级出发的不同箭头(或牙签)指向相同的下一层级;相同位置联想属性归属于它们的附属节点所在的层级;相邻的不同位置联想属性之间构成一个层级差。概念图中的最大层级数为该概念图的层级数。统计情况见图2。图2概念图层级数变化
层级结构作为概念的展现方式,较大程度受制于使用者对概念图的呈现方式。在SCM3中便由于被试概念图呈现方式的变化引起层级数的略下降。排除这一主观因素,宏观来看,在TY的整个概念学习中,前期层级数增加显著,这部分由于随着学习的进行被试接触到的概念显著增多,部分源于被试对概念之间关系的逐渐领悟;后期层级数并没有停止变化而是缓慢增加,这表明对概念内涵、外延的思考有助于被试进一步理清概念之间的层级关系;反之,对概念层级关系的明晰也有助于被试从本质上认识各概念本身。
4.4组块分析
本研究中,组块分析是对被试做图过程中相关行为的分析。通过分析这些行为能推测被试概念学习(特别是概念表征)的一些情况。人们认为,在被试的认知结构中相关的概念被编码到一起,形成一个组块。本研究中,判断组块的具体标准为:TY做概念图的过程中,一口气书写出来的概念名词被认为归属于相同的组块;在书写过程中发生思考、停顿等间歇性(间隔时间参考2秒标准)行为时,就认为新组块出现。(在棋手组块的相关研究中,simon等人就指定2秒钟的时间间隔为不同组块出现的标准,后经实验证明这一标准是有心理现实的。)
在分辨出所有的组块之后,将TY终结版美工概念图中的组块作为标准组块并记为A、B、C、D。依据标准组块中所涉及到的概念,从之前的概念图中寻找出它们成长的轨迹,并分别记为a1、a2、……b1、b2、……c1、c2、……详见表4。TY概念图中具体组块的组成参见表5。表4组块变化情况
概念图前测CM1CM2CM3CM4SCM1SCM2SCM3SCM4CM5
组块分
布情况
a1,a2AAAAAAAAA
b1b1b1b1b2,b3b3,b4b2,b5BB
c1c2c1,c3CCCC
d1d2d3DD
表5具体组块组成
暂时采用组块及各组块内容标准组块及所含概念数中国论文联盟编辑。
a1原子、原子核、核外电子A5
a2原子核、质子、中子
b1能层及其表示符号、能级及其表示符号
b2能层及其表示符号、主量子数,能级及其表示符号、角量子数
b34个量子数B7
b4能层、能级、原子轨道
b5磁量子数、原子轨道,自旋量子数
c1电子排布式、轨道表示式
c2Pauling不相容原理、Hund规则、能量最低原理C7
c3Pauling不相容原理、Hund规则、构造原理、全满半满、能量最低
d1能级、能级电子云图
d2电子排布式、轨道表示式、能量级电子云图D2(原子轨道、电子云轮廓图)
d3电子云轮廓图
表4表明,组块A的成长非常迅速。在前测中TY还不能流畅地再现这5个概念;但由于它们之间的关系简单,并且在TY的长时记忆中又多少储存有对它们的相关表征;所以TY在第一次学习后便将这5个概念重组成一个组块。借助于长时记忆进行的信息再编码不但可以实现组块扩容,而且降低了被试的认知负荷,有助于被试将注意力集中在新概念的学习上。
组块B的成长非常缓慢。经历了前后7次学习才形成的组块B共包括7个概念,并且它们之间关系错综复杂。在第一次学习中受学习内容限制,被试首次形成了组块b1,这一组块一直保持到SCM1的实物搭建概念图中才首次扩容形成组块b2;随后被试在概念构图过程中表现出多个b组块并存现象,直至SCM4中才再次将多个b组块整合而成标准组块B。从组块b1到b2到b3,我们不仅看到了组块的扩容而且看到其动态变化。从组块b4、b5我们发现,TY尝试着将“原子轨道”融入之前的组块中,但由于概念间关系交错复杂,直至SCM4中才为“原子轨道”找到了合适的位置,真正形成一个整体性、有意义的组块。
组块C是被试在学习中形成较快的一个组块,这与组块内部关系的层级分明有着重要关系。可见,概念数量不是影响组块化进程的唯一因素,组块内部关系的复杂程度同样重要,特别是在前者相同的情况下,后者的影响便成为组块化进程的决定性因素。
组块D是较为特殊的一个组块,其中只包含2个概念。节点分析表明“电子云轮廓图”一直以来都是TY概念图中的遗漏节点,直至SCM3中TY才尝试着将其摆放在“原子轨道”概念的旁边,但这一行为前后的时间间隔超过了2秒(5秒左右),所以我们没有将其视为一个组块。在最后的2次概念构图行为中,被试不但较为顺利地将这2个概念摆放在一起,而且给出了自己的解释,认为他们之间存在“含90%电子出现概率的电子云轮廓图称为原子轨道”,据此我们认为组块D形成。可见,随着TY对各概念内涵外延的熟悉、对概念图层级结构的明朗化,TY可以很快确定组块。
5研究结论
基于研究与分析,得到以下结论:
(1)概念学习初期,TY采用下位学习对新概念进行初步加工。将新概念视为已知概念的联想属性形成对它们的初步认识,学习初期TY采用的这一学习策略有效降低其认知负荷,但也使得TY对新概念的理解较为局限、较多地依附于长时记忆。
(2)非传统的学习策略能有效地促进概念转变。主试引导做图和实物搭建概念图,这些策略一方面提高TY的学习兴趣,一方面促使她抛弃之前绘制概念图时的定势、尝试着从概念本质上来制作概念图。
(3)组块研究告诉我们,影响组块化进程的首要因素是组块内诸概念之间的关系。随着概念转变的实现,TY对概念内涵、外延的思考不断深化,这些思考促进了她对概念之间关系的理解,进而实现组块化。
参考文献
[1]吴俊明,王祖浩.化学学习论.南宁:广西教育出版社,1996:174
[2]曾奇等.教育科学研究,2006,(4):3741
[3]皮连生.教育心理学.上海:上海教育出版社,2005:110
[4]希建华,赵国庆.开放教育研究,2006,(2):48
[5]牛书杰,吕建斌.重庆大学学报(社会科学版),2005,(11):9699
[6]李玲.原子结构相关化学概念学习的微观发生研究.南京师范大学硕士学位论文,2008
原子结构范文第5篇
A. 卢瑟福 B. 波尔
C. 汤姆生 D. 道尔顿
2. 在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是（ ）
A. 最易失去的电子能量最高
B. 电离能最小的电子能量最高
C. p轨道电子能量一定高于s轨道
D. 在离核最近区域内运动的电子能量最低
3. 电子在一个原子的下列能级的原子轨道中排布时，最后排布的是（ ）
A. ns B. np
C. （n-1）d D. （n-2）f
4. 已知某元素+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素在周期表中属于（ ）
A. 第3周期ⅤB族
B. 第4周期ⅡB族
C. 第4周期Ⅷ族
D. 第4周期ⅡA族
5. 短周期元素中，原子基态时具有1个未成对电子的元素共有多少种（ ）
A. 5 B. 6
C. 7 D. 8
6. 下列表述规范正确的是（ ）
A. 能级符号：3f
B. 能量关系：3d>4s
C. Cr价层电子排布式：4s13d5
D. 杂化方式：sp4
7. 基态原子的第五电子层只有2个电子，则该原子的第四电子层的电子数为（ ）
A. 8个 B. 18个
C. 8～18个 D. 8～32个
8. A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为 ；
（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为 ，C的元素符号为 ；
（3）D元素是第四周期未成对电子最多的基态原子，其基态原子的电子排布式为 ；
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为 ，其基态原子的电子排布式为 。
9. 下列曲线表示元素的某种性质与核电荷数的关系（Z为核电荷数，Y为元素有关性质）：
请按下列要求填写下列空白：
（1）ⅡA族元素的价电子数 ；
（2）ⅦA族元素氢化物的沸点 ；
（3）第三周期元素单质的熔点 ；
（4）第三周期元素的最高正化合价 ；
（5）ⅠA族元素单质的熔点 ；
（6）F-、Na+、Mg2+、Al3+四种离子半径 ；
（7）同一短周期中元素的原子半径 ；
（8）同一短周期中元素的第一电离能 。
10.氮是地球上极为丰富的元素。
（1）Li3N晶体中氮以N3-存在，基态N3-的电子排布式为 ；
（2）NN的键能为942 kJ・mol-1，N―N单键的键能为247 kJ・mol-1，计算说明N2中的 键比 键稳定（填“σ”或“π”）。
11. （1）氢负离子H-基态的电子排布式是 ；
（2）下列变化：H-（g）=H（g）+e-吸收的能量为73 kJ・mol-1，H（g）=H+（g）+e- 吸收的能量为1311 kJ・mol-1，则氢负离子H-的第一电离能为 。
原子结构范文第6篇
教师：漂亮的彩虹、精彩的烟火，科学家通过探索原子的结构问题揭示了五颜六色的色彩秘密。正是因为电子在运动过程中有能量的变化，我们才看到了这些绚丽的色彩。在电子运动过程中产生的这些光线，我们称之为光谱。我们在学习中还知道很多金属元素在火焰上灼烧时，会显示出具有它们特征的焰色。为什么每一种金属会显示出各自不同的焰色呢？除了金属以外，其他元素是否也能产生类似的光谱呢？今天，我们就从最简单的元素——氢元素的光谱开始了解光谱、了解电子运动的状态。
第二阶段：认识氢原子光谱，学习从宏观现象推理微观世界的一种方法。
（多媒体展示氢原子的光谱图以及氢原子的微观示意图。）
教师：在光谱图中，我们可以看出它对应有四条谱线，这四条谱线说明氢原子核外电子在运动过程中会向外辐射能量。它的能量是从哪儿来的？是什么样的过程辐射出能量？它的能量为什么又是以一条条一定波长的光来体现的？我们看一下模拟演示过程。
电子在它固定的轨道上运动的时候，是不会向外辐射能量的。请大家注意观察：当我们给电子提供一定的能量时，电子就会跳到更高能量的电子层上，这一过程称之为跃迁。图示的跃迁过程中，电子吸收了能量，所以跃迁后能量升高了。可是，电子在高能量的状态时不稳定，还会跃迁到低能量状态。我们看到的谱线，就是电子在高能量状态跃迁回低能量状态时释放出的能量。这个能量对应一定波长的光，所以一种跃迁就对应了一条谱线。那么，同学们可能又会产生一个疑问：氢原子核外只有一个电子，它为什么能产生多条谱线呢？而且我们截取的仅仅是氢原子在可见光区的谱线就有四条。请结合图示分析原因。（提示：图示中标示了n=1、n=2、n=3……，其中n代表什么？）
李磊：n代表电子层。
教师：每条谱线对应一种电子跃迁，此处标出的四种电子跃迁就对应上图中的四条谱线。通过这个分析，你是否能看出它产生四条谱线的原因？
李磊：跳跃的电子层数不一样，第一条是从第三层跃迁到第二层，第二条是从第四层跃迁到第二层，以此类推。
教师：虽然氢原子核外只有一个电子，但是被激发以后，不同的电子可以跳到不同的电子能层上，而不同电子能层的电子在往回跃迁的时候就辐射出了不同能量的光。科学家玻尔也正是依据以上实验事实和分析，最早给出了原子核外电子是分层排布的说法。（出示：描述电子能量大小的主量子数n取值不同时，表示不同的能层，即电子层。）这就是我们要说的原子结构量子化模型的最初说法。
第三阶段：应用科学思想，发挥思维能力和想象能力，深入学习。
教师：当了解了氢原子光谱以后，我们再选择一种大家熟悉的钠元素，大家发挥想象，钠元素的光谱图会是怎样的？
学生想象一分钟后，教师出示氢元素和钠元素的光谱图。
教师：观察钠元素光谱图，与你想象的一样吗？
学生：不一样（不太一样）。
教师：现在大家对比两种元素的光谱，看看有哪些异同，你有哪些疑问。
学生以小组为单位，相互讨论。
教师：无论是疑问，还是你们讨论的结果，都记录在学案上。讨论后，我们将以小组为单位汇报，要求每个组汇报的内容不同。
学生汇报：
1组：钠的谱线比氢的谱线多，相同频率对应位置有相同的谱线，钠的谱线比较集中，而氢的谱线是单一的。
2组：同一颜色的谱线粗细不同。
3组：氢的空白处钠却有谱线，钠比氢多了黄线。
……
教师：同学们发现的信息都是很有价值的：钠谱线比氢谱线多了，钠谱线中包含了氢谱线，在钠的谱线中有波长非常接近的一组谱线挨着，但氢中都是一条谱线，还有的同学说钠比氢多了黄线。接下来，请大家讨论一下，为什么两种元素的谱线会有这些差异？
学生以小组为单位讨论，时间约2分钟。
教师：这个环节我们称为“猜想”环节。点到名字的同学说说你的猜想或看法，不怕说错。
王宇航：在相同的区域中，钠的光谱与氢的光谱颜色一样。
教师：为什么会一样？
王宇航及其他学生：钠的光谱中包含了氢的光谱，是因为钠的核外电子跃迁包含了与氢相似的电子跃迁。
姚易飞：钠的核外电子多，所以它的电子跃迁有多种可能。
教师：电子多了，电子层多了吗？跃迁的电子层多了吗？
姚易飞：电子层多了，跃迁的电子层没有变化。
教师：对，刚才我们看到氢原子核外虽然只有一个电子，但它可以从第六层或者第五层发生跃迁，钠元素核外的电子也是在这些电子层间跃迁，但是电子多了，情况确实变得复杂了。
张艺丹：离核越远能量越高，应该是与能量有关系吧。
教师：是的，跃迁过程就是吸收或释放能量。不同的跃迁辐射出的光谱不同，现在电子多了，谱线复杂了，为什么会这样？
张艺丹：电子多了，能量变化就多了。
曲一帆：能量变化的状态多了，所以谱线多了。
……
教师：好的，通过本轮猜想，我们再次明确氢原子核外只有一个电子，但是它只有一个电子层吗？
学生：不是！
教师：每个原子核外无论有几个电子，它都有若干个电子层，电子层之间的差异就是能量不同。请大家思考：观察钠的光谱图中的一组红色谱线，它们的波长相近，能量略有差异，可是氢光谱中看到层与层之间跃迁的能量差异很大，于是我预测：对于氢原子，相邻能层的跃迁只形成一条谱线，但是多电子原子在相邻能层间的跃迁产生了多条谱线，那么在一层里又分出了多个小层，这些小层之间能量有差异，由于它们都处于同一电子层中，所以能量差异不大。当这些电子从这些小层跃迁到同一能层时，就形成了波长相差不多的多条谱线。我的预测合理吗？
学生：合理。
教师：通过大量的实验和计算，科学家也帮我证实了这种预测，即在一个能层中又分为若干层，并为它取名为角量子数，用l表示，当l不同时，再结合主量子数，表示为ns、np、nd等，s、p、d也称为能级，它们之间也有能量差，但是能量差比层与层之间的能量差小多了。所以，描述一个电子在原子核外的能量状态有了两个量子数，分别是主量子数和角量子数。
第四阶段：更多猜想，深化科学思维方法。
教师：有些科学家做了这样一些光谱实验：我们在同一能层中的s和p能级之间，如果电子从p能级向s能级跃迁的时候应该会产生一条谱线，但如果实验是在外加磁场的环境中进行，发现一种跃迁居然出现了三条或多条谱线，根据这种现象，我沿用同学们和科学家给我的启发，再次预测：能级还可以再分裂，但只在有外加磁场的时候能量变得不同。我查阅资料发现，科学家对此也早有说明，相同的能级在外加磁场的作用下能量会变得不同，用磁量子数，符号m，来描述这种差异。
教师：电子的运动状态确实是非常复杂的问题，目前科学家建立的原子电子云模型中描述电子状态的量子数有四个，除了我们已经认识的三个量子数以外，第四个是自旋量子数，请大家利用网络资料继续自主学习自旋量子。
借助一些实验以及科学家给我们的启发和经验，我们初步建立了原子的量子力学模型。接下来大家可以利用网页回顾今天的学习过程，也可以选择你喜欢的其他栏目加以关注，或者查阅我们的若干猜想在科学家的研究中是否能够找到依据。
第五阶段：网络学习了解更多原子结构的信息，并发表感想。
教师：请同学们说说看了什么栏目，有什么想法？
刘宇哲等：1.对科学实验感觉到神奇；2.看玻尔原子模型，感叹科学家的聪明和严谨；3.喜欢宇宙大爆炸等相关资料。
注：本课获得“全国中小学信息技术创新与实践活动”一等奖。
原子结构范文第7篇
）.A.13153I的化学性质与12753I相同
B.13153I的原子序数为53C.13153I的原子核外电子数为78
D.13153I的原子核内中子数多于质子数解析 A选项同位素化学性质相同，13153I的原子序数为53，核外电子数为53，B正确，C错误，D选项考查中子数的计算，13153I的中子数为78，多于质子数，D正确.答案：C 例2下列关于指定粒子构成的几种描述中不正确的是（
）.A.37Cl与39K具有相同的中子数
B.第114号元素的一种核素298114X与82Pb具有相同的最外层电子数C.H3O+与OH-具有相同的质子数和电子数
D.O2-2和S2-具有相同的质子数和电子数解析 37Cl的中子数为20，39K的中子数为20；原子序数为114的元素位于第七周期第ⅣA族，与Pb处于同主族，最外层电子数相等.H3O+的质子数和电子数分别为11、10，OH-的质子数和电子数分别为9、10；O2-2的质子数为16、电子数为18，S2-的质子数为16、电子数为18.答案：C 考点二、短周期元素原子核外电子排布的特殊性1～18号元素原子结构的特点归纳（1）原子核中无中子的原子：11H.（2）最外层有1个电子的元素：H、Li、Na.（3）最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He.（4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar.（5）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层3倍的元素：O；是次外层4倍的元素：Ne.（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al.（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be.（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si.（9）内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P.例3短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍.下列说法错误的是（
）.A.元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2解析本题考查物质结构、元素周期律的知识，意在考查考生对物质结构的推理能力、元素周期律的应用能力.首先根据题意，推断出W是Li，X是C，Y是Al，Z是S.A项，LiCl中的Li不满足8电子稳定结构，故A错误；B项，碳元素和氢元素可形成C2H2、C6H6、C8H8等多种化合物；C项，Al与强酸、强碱都能反应放出氢气；D项，碳元素和硫元素能形成CS2.答案：A例4短周期元素X和元素Y，元素X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素Y原子的M层电子数为（a-b），L层电子数为（a+b），则X、Y两元素形成的化合物可能具有的性质是（
）.A.和水反应
B.和硫酸反应
C.和氢氧化钠反应
原子结构范文第8篇
关键词：原子结构;科学观;历史观;美国高中;化学教材
文章编号：1008-0546（2014）12-0059-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.12.023
一、概述
原子是构成自然界万物的基本粒子，是化学反应中的最小微粒，是化学这座大楼的基础。原子结构在化学和物理课程的教学中具有极其重要的地位，可以解释物质状态、电离能、化学键和元素周期律等基本概念和原理。国内很多化学教材对原子结构和各种原子模型的介绍比较简略，而美国同类教材使用了很长的篇幅来介绍原子结构的发现过程，如《化学――物质与变化》这本教材用25页的篇幅详尽介绍了各种原子模型如何相继提出，科学家们如何通过实验的观察和分析一步步走近微小的原子世界，探索其中的精密结构。这样的教材编排更加有利于学生了解科学研究和发展的真实历程，学习科学研究方法和培养科学合作精神，对知识能力的提升和人文素质的培养会起到积极作用，对我们教材的编写和教学研究也有诸多借鉴之处。
二、美国教材原子结构部分设计特点
1. 引入部分深入浅出，体现了历史观
Glencoe Science出版的《物质本性》教材开篇把读者带回了2500年前的古希腊，在这个古代先哲辈出的国度很多哲学家已经开始热烈讨论一个问题：自然界万物形态各异，它们到底是由什么物质组成的，如果把任何宏观物体无限分割，最后会得到什么。以一串珍珠为例引导学生们思考倘若把珍珠切成两半，每一半再切成两小半，这种分割是否能够一直进行下去。《化学――物质与变化》开篇就指出人类对原子结构的认识过程包含了很多思想家和科学家的有趣故事，早期的希腊哲学家认为任何物质由土、水、空气和火四种基本元素组成，物质可以无止境地不断分割下去。虽然这些观点在当时看来很有创造性，但却无法用实验来证明其正确性。古希腊哲学家德谟克里特斯（Democritus）第一个提出物质不可以无限分割，而是由很多基本粒子组成，这些粒子被称为“原子（atomos）”，在希腊语中意思就是“无法继续分割”。虽然他的很多观点并非完全正确，但他提出的“原子观”相对于他所处的时代仍旧非常超前。后来亚里士多德对“原子论”进行了反驳，由于他个人在西方世界的巨大影响力，接下来两千多年人们对于原子的认识仍旧停留于此，并未取得实质性的进展。教材引入部分的介绍使学生感受到在科学研究的道路上有时取得一点进步都是十分艰难的，我们更多了解的是科学爆发期所产生的各种科学成果，但科学的“沉寂期”往往被人们所忽视，而教材呈现出科学发展进步的真实历程。
2. 科学实验介绍详实，体现了实践观
电子的发现是原子结构研究的重要成果，证明了原子是可以再分的。教材《物质本性》详细介绍了电子发现的实验装置和过程。1870年英国科学家克鲁克斯在一间暗室做实验时无意中观察到从阴极发出的射线，虽然当时对于阴极射线到底是微粒还是电磁波无法做出定论，但足以在科学界引起不小的震动。很多科学家重复了这个实验，其中汤姆生的工作尤其引人注目。他使用了不同材料做成阴极管，通电后发现都会产生阴极射线。为了研究阴极射线的本质，汤姆生用磁铁靠近阴极管，若阴极射线是带电粒子则在磁场中会发生偏转，但电磁波不会，实验结果证明阴极射线是带负电的粒子流（电子）。由于多种阴极材料通电后都会产生电子，从而证明电子是组成物质的基本粒子之一。教材中对阴极射线管的结构以图文并茂的方式进行了详细介绍，帮助学生更好地了解阴极射线的本质和电子的发现过程。教材同样详尽介绍了α粒子散射实验的装置，实验前卢瑟福预测的现象，实验实际观察到的现象和卢瑟福如何通过推理分析提出新的原子核模型，论述具体而又精辟。电子和原子核的发现都是科学史上的重要事件，但从教材的叙述可以看出电子和原子核发现过程具有一定偶然性，但一个杰出的科学家不会轻易放过实验过程中的任何细节，能对一些易于忽略的实验现象进行深入研究，从而发现了背后的科学秘密。
3.以近代物理理论研究作铺垫引出量子力学模型，体现了教材的前沿性
《化学―物质与变化》在介绍电子排布规律之前首先介绍了很多近代物理学重要研究进展，如电磁波谱、光的波动性和粒子性，并通过光电效应和原子发射光谱来阐述量子效应。在介绍波尔提出的电子能级理论时指出这个理论虽然可以成功解释氢原子的线状光谱，但对其它原子却都不适用，具有很大的局限性。在介绍原子的量子力学模型时，教材首先提到法国著名理论物理学家德布罗意的贡献，他从光波的粒子性受到启发，推测像电子这样的粒子应该也具有波动性，通过研究他提出了德布罗意方程，从方程可以看出宏观物体的德布罗意波长很短，可以忽略其波动性，但像电子这样微粒的德布罗意波长相对于其尺寸则不可以忽略，因此电子具有的波动性可以被观察到。教材还介绍了海森堡的测不准原理，即不可能同时准确测量出粒子的运动速率和所处的位置。通过计算得到高速运动电子位置的不确定性达到10-9米，大于原子直径的10倍，因此不能忽略。教材最后介绍了薛定谔的量子力学模型，这个模型充分考虑了电子的波动性，薛定谔方程赋予电子不同的能量，计算出电子在原子核周围空间出现的概率。这些理论知识本身非常深奥抽象，为了便于高中学生更好理解这些理论知识，教材使用类比举例的方式进行了细致介绍，明显降低了理解的难度。通过对量子力学模型的介绍非常清晰地展示了其与波尔模型的差别。在高中化学教材中介绍很多大学物理学教材的内容似乎增加了学生的理解难度，其实这些并不会成为考试内容，只是为了系统全面展示科学研究的真实历程，更好地解释电子在核外运动方式。这些富有挑战性的理论可以激发学生对科学的探索欲望，特别是那些对科学有浓厚兴趣的学生，引导他们进一步思考这些复杂抽象的科学问题。
三、美国教材设计和编排对原子结构教学的启示
1. 重视科学发展史实
人类对于原子结构的探索和研究经历了几千年时间，经过反复试验、缜密分析和科学推理，对原子的认识才能不断走向深入，不断接近真实。这是一个极其漫长、艰辛而又充满不确定性的探索之路。如果仅仅把原子结构简单地介绍给学生可能会忽略科学探索的真实历程，其中涉及到的很多科学家的研究经历，设计的各种实验，分析推理的过程会被掩盖。在传统的理科教学中教师往往把教学重点放在科学结论本身，而对科学结论产生和发展的过程往往介绍比较简略，这样的处理一方面受到学时的限制，但也反映了一些教师对科学探究过程的重视程度不够。以原子结构教学为例，若学生能够系统了解各种理论模型的发展过程，他们最终形成的原子模型必然更加立体化。原子结构的研究过程体现了人类发现和掌握科学规律的一般过程，也符合学生对科学原理的认知过程。
2. 突出系统的科学研究方法论
西方科学在近代的迅猛发展得益于一套科学研究方法论的支撑，这套方法论体系是西方科学的精髓，在原子结构的发现过程中得到了淋漓尽致的展现。科学方法论示意图如图1所示：首先提出问题，如“原子是否是最小的微粒，原子还可以再分么？”，然后提出假设，并通过实验来检验其正确性。阴极射线的发现证明了电子的存在，从而否定了道尔顿的原子不可分割论。汤姆生提出的枣糕模型难以解释少量α粒子通过金箔时出现大角度偏转的现象，因此模型本身也存在问题，需要新的理论模型来解释，这就催生了卢瑟福的原子核模型。同样这个模型还是不能解释原子质量大约是质子质量两倍的问题，于是又引发了科学家对于其它基本粒子的探索，这个过程不断反复，直到最后电子云模型的提出。原子结构的研究中正因为有了科学方法论的引领才能不断进步，达到新的高度。电子云模型同样要接受各种实验的检验才能证明其正确性。随着科学研究的不断深入，原子结构模型还会不断完善，但科学方法论仍旧是重要的指导原则。虽然高中生对于科学的认识理解还处于初级阶段，但在早期的科学教育中若能注重对学生科学方法和科学思维的培养，必定会使他们将来受益良多。
3. 彰显科学研究的传承性和合作精神
对原子结构发现做出突出贡献的几位科学家曾在一起工作，如汤姆生、卢瑟福、玻尔和查德威克等科学家还有师徒关系。汤姆生因为发现电子而获得1906年诺贝尔物理学奖。卢瑟福曾在英国剑桥的卡文迪什实验室工作，在导师汤姆生的指导下做出很多重要的成绩并于1908年获得诺贝尔化学奖。波尔在英国曼彻斯特攻读博士后时曾得到卢瑟福的指导，并对卢瑟福的模型进行了进一步修正，于1922年获得诺贝尔物理学奖。查德威克由于在物理研究方面崭露的超群才华被卢瑟福留在英国剑桥的卡文迪什实验室工作，他于1932年证明了中子的存在，1935年获得诺贝尔物理学奖。从这些事实可以看出世界上众多著名科学家都参与了原子结构的研究，他们在前人研究的基础上大胆假设并反复实验，终于完成了原子这样一个极其精密的原件的进一步解剖。科学的发展既需要传承，也需要创新，还需要合作。卡文迪什作为世界著名的实验室能够把世界上很多优秀的科学家集中起来开展研究，这些杰出的科学家通过相互帮助、合作和启发才会做出很多划时代的科学成就。笔者曾在原子结构的教学中鼓励学生搜集这些科学家的个人资料，通过课堂讨论交流让学生从多维度认识这些科学家，了解科学研究的真实过程，而不仅仅是记住知识本身，希望对学生科学和人文素质的培养有所帮助。
参考文献
[1] Patricia Horton et al.. The Nature of Matter[M]. US：Glencoe McGraw-Hill，2002
[2] Kathleen Gregg Tallman et al.. Chemistry：Matter And Change[M]. US：Glencoe McGraw-Hill，2004
原子结构范文第9篇
[关键词]原子结构 课堂教学 教学方法 学习兴趣
[中图分类号]G622 [文献标识码]A [文章编号]1006-5962（2013）05（a）-0263-01
1.引言
在初中化学教学中，原子结构是其中比较重要的内容，学好这些内容对学生有着十分重要的作用。文章结合初中化学教学的实际情况，提出了原子结构课堂教学方法，希望能够对教学实际活动发挥借鉴和指导作用。
2.原子结构课堂教学方法
在教学过程中，为了让学生更好的学习这些知识，实现教学目标，教师需要从以下几个方面人手，采用科学合理的教学方法，以收到更好的教学效果。
（1）重视对教材的分析，明确教学目标。原子结构的内容包括基本概念和相关的理论知识以及简单的计算，教师应该结合教学目标，从整体上对这些内容进行安排，合理的安排教学任务和教学进度，首先帮助学生理解知识概念和相关的理论知识，然后培养学生的基本计算能力，要丰富教学内容，培养学生分析问题和解决问题的能力，能够将所学到的知识运用到实践中，解决学生日常生活中遇到的问题。例如，在学习离子知识的时候，首先应该明确教学目标：知道原子核外电子是分层排列的，了解原子结构示意图涵义，了解离子是怎样形成的并认识到离子是构成物质的一种粒子。
（2）做好课本预习工作，熟悉学习内容。初中课堂教学一般是大班授课，学生的基础知识、知识的接受能力、理解能力有着很大的差异，因而对新知识的掌握能力也存在着很大的差异。正因为如此，教师在教学中，要照顾到不同学生的水平和知识接受能力，要求学生做好课本预习工作。为了提高学生预习的效果，教师可以适当的提一些问题，以提高预习的针对性。比如，你对原子的发现历程知道多少？你对原子结构的理解是什么？现实生活中你获得的与原子结构相关的知识有什么？让学生带着问题去预习，这样既能启迪学生的思维，还能够提高预习的针对性和效率。学生通过预习，既能够复习已学的内容，还能够对即将学习的内容有一个基本的理解，在课堂上也能够快速的进入角色。当老师讲解到预习中没有理解的内容，学生能够快速的理解和掌握。
（3）激发学生学习兴趣，培养学生创造性思维。兴趣是最好的老师，只有激发学生的学习兴趣，学生才更愿意去接受和理解知识。教师在教学中要善于将科学、知识和生活联系起来，充分调动学生的视觉、听觉，引起学生的学习兴趣，激发学生的学习欲望，提高教学效果。因此，在原子结构教学中，要充分调动学生的学习兴趣，激发他们的求知欲望和学习动力。激发学生学习兴趣的方法是多种多样的。比如在进行“原子结构示意图”教学时，教师可以展示太阳系图片让学生思考：核外电子在作绕核运动时，它的运行轨道与与太阳系行星绕太阳运动有何相似的地方？以此激发学生学习兴趣，点燃学生的思维火花。
此外，还要培养学生的创新性思维，在教学中重视引导学生进行思考，培养学生自主思考、自主学习的能力，提高学生的创新能力和创造性思维能力。
（4）重视多媒体技术的运用，提高课堂效果。随着计算机技术和信息技术的发展和运用，多媒体已被广泛的运用到教学实践中，并发挥着重要的作用。多媒体技术不再是单一的表现形式，它能够将文字、图像、视频、音频等有机的结合起来，并根据教学的具体内容选择恰当的表达方式，在教学中发挥辅助作用，能够收到良好的教学效果。原子结构涉及到很多的抽象概念。学生理解起来比较困难。而多媒体技术正好弥补这一缺陷，它能够将一些抽象的概念，利用三维立体图形、图像和动画表现出来，展现出这些概念的原本内涵，加深学生对相关概念的认识，有利于学生对相关知识的理解，可以收到良好的教学效果。
（5）变抽象为直观，做好重难点突破工作。构成物质的微粒看不见、摸不着，学习内容抽象，因此对于以形象思维为主的初三学生来说就显得比较困难。“核外电子分层排布”与“离子的形成”是本课题的重难点之一，教师在教学过程中，可以通过设计游戏，把知识融入生活中，变抽象为直观，突破重难点。例如，在进行“原子结构示意图”教学时，学生通过自学，知道核外电子是分层运动的，并且电子的能量越高离核越远。这时可以让学生进行表演：三个身高相差明显的同学，一起伸出左手绕着老师旋转，越是身高臂长的同学（比喻能量越高的电子）离老师（比喻原子核）越远，通过这样的表演学生加深了对核外电子分层排布的理解。又比如在进行“离子”内容教学的时候，首先从食盐人手，创设问题情境：食盐由什么构成？熔融状态的食盐为什么能够导电？引出“离子”的存在，根据1-18号原子结构示意图，引导分析核外电子排布的特点，总结元素化学性质与最外层电子的关系，然后组织全班同学分成四个小组，分别代表氢、钠、镁、氯，通过“给你呀、给我吧”游戏，四个小组间互相交易“电子”形成稳定化学物并进行游戏表演。这样，学生在趣味游戏中轻松理解了离子是怎样形成的，并体会到化合物的形成与离子的分层排布有关。
3.结束语
原子结构范文第10篇
[问题的由来]
原子结构和同位素的知识以及通过元素周期律对物质性质的推断是高考考查的重点。若这部分内容结合社会热点、重大科技成果等背景进行命题往往会取得更好的效果。
2006年11月，俄罗斯叛逃前特工利特维年科在英国伦敦因钋－210中毒而身亡。钋－210这种神秘、剧毒且昂贵的元素也随之进入公众的视线。尽管中学生学习了氧族元素的性质，但由于钋是放射性元素所以很少涉及。笔者就以社会热点新闻中出现的氧族元素钋为切入点命题，以考查原子的组成和各粒子（质子、中子、电子）数之间的关系、同位素的概念、相对原子质量等知识。通过此题，既考查了相关的化学知识，又能了解钋这一既熟悉又陌生的元素，可谓寓考于学。
[问题]
请阅读下列报道及钋的有关性质：
2006年11月，俄罗斯叛逃前特工利特维年科在英国伦敦中毒身亡。英国卫生防护局11月24日下午召开新闻会，防护局官员罗杰・考克斯说，他们在利特维年科的尿液里发现了放射性元素钋－210。
据中国新闻网（伦敦12月19日电）报道：导致俄罗斯前特工利特维年科死亡的大剂量放射性物质钋－210据说价值超过1000万美元。验尸结果显示，投毒者向利特维年科所下的钋－210剂量相当于可致命剂量的10倍以上。
钋由著名科学家居里夫人于1898年从沥青铀矿中发现，对这种元素的命名是为了纪念居里夫人的祖国波兰。钋是一种低熔点(254℃)银灰色金属，极其稀有，毒性和放射性极强，易溶于稀酸，微溶于碱，常用锌还原氧化钋制取，比同族碲的金属性更强。可用于制造核弹的触发装置，被人体吸收后非常难发现。
[使用记录]
本题是尚未公开发表的自编原创题，整体难度不大。在安庆一中2006级省理科实验班的化学期末考试中使用，全班40人，满分率达45％。考试结束后，学生对此题兴趣盎然，纷纷通过上网搜索更详尽的相关新闻背景，并查找资料学习钋的知识。
[教育价值]
本题考查了原子的组成和各粒子(质子、中子、电子)数之间的关系，复习了同位素的概念，相对原子质量等内容，增进了对周期表中氧族元素性质的分析和掌握，还通过考查热点新闻中的化学问题，在引导学生关注生活、社会中的化学方面做了有益的尝试和探索。
参考文献：
[1]肖中荣.如何将社会热点问题编写成化学习题[J].化学教学.2006，（5）：53-54.
[2]钮泽富.醛类物质的羰基加成和消去反应[J].化学教学.2006，（12）：60-61.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。