吳俊明+汪青
摘要:抓好“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”的教學(xué),是搞好化學(xué)教學(xué)的重要的“基礎(chǔ)工程”。在初三剛開始學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí),不宜直接提出建立物質(zhì)微粒觀的任務(wù),只能關(guān)注物質(zhì)微粒觀的奠基、形成和應(yīng)用。概括了物質(zhì)微粒觀的主要內(nèi)容和意義,討論了如何為物質(zhì)微粒觀的形成奠定基礎(chǔ),介紹了“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”的教學(xué)思路。
關(guān)鍵詞:物質(zhì)微粒觀;原子和分子;教學(xué)設(shè)計(jì);教學(xué)思路
文章編號:1005–6629(2015)3–0003–05 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
物質(zhì)的結(jié)構(gòu)問題是近代化學(xué)的基本問題之一[1]。只有在正確、合理的化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀的指引下,人們才能沿著正確的方向開展對物質(zhì)及其化學(xué)變化的研究和學(xué)習(xí)。因此,化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀是化學(xué)科學(xué)觀念的基本和重要組成部分。化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由其基本單元(原子、分子、原子基團(tuán)、離子等物質(zhì)微觀粒子)相互作用形成,按一定規(guī)律、以一定樣式和形象展開、存在和表現(xiàn)于空間的。認(rèn)識原子和分子,建立物質(zhì)微粒觀是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要前奏。化學(xué)是分子的科學(xué),對分子以及構(gòu)成分子的原子缺乏真實(shí)、深入的了解,怎么能學(xué)好化學(xué)呢?
提到“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”[2]的教學(xué),有人認(rèn)為,現(xiàn)在已經(jīng)能夠給分子、原子拍照片了,給學(xué)生看看這些照片,立馬就會明白物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的,不需要大做文章。由此,教材中的有關(guān)篇幅被大大壓縮,有的甚至于只剩下短短的幾句話。這種說法貌似有理,其實(shí)是大不然也:只看這些“照片”,學(xué)生是不可能建立起分子、原子微觀運(yùn)動的生動印象,不可能真正了解分子、原子的,更不能理解、感受有關(guān)的科學(xué)方法。雖然八年級物理也對分子有所介紹,但仍不足以使學(xué)生形成分子運(yùn)動的完整印象,也不能完全滿足初三化學(xué)學(xué)習(xí)中的后續(xù)需要。
在化學(xué)科學(xué)發(fā)展史中,人們認(rèn)識電解質(zhì)的電離和電解質(zhì)溶液的結(jié)構(gòu)比認(rèn)識元素周期律還要晚,根本的原因就在于對有關(guān)的微觀結(jié)構(gòu)缺乏了解;而學(xué)生如果能夠正確地想象分子中原子之間相互影響,就能夠理解諸如化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、物質(zhì)溶解時(shí)的種種現(xiàn)象直至電解質(zhì)的電離、醛酮的羰基加成反應(yīng)等等物質(zhì)的化學(xué)行為。這些事實(shí)從正反兩方面說明,抓好“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”的教學(xué),是搞好化學(xué)教學(xué)的重要“基礎(chǔ)工程”。
提到“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”的教學(xué),還有人會馬上想到要進(jìn)行物質(zhì)微粒觀的教育。然而,微觀世界跟宏觀世界是截然不同的,人類認(rèn)識原子和分子、建立物質(zhì)微粒觀經(jīng)歷了漫長的時(shí)間,其間遇到了許多困難,過程十分復(fù)雜,如今要在學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的初始階段就讓他們實(shí)現(xiàn)宏觀-微觀轉(zhuǎn)換的大幅度跨越,實(shí)在不是一件簡單、容易的事,關(guān)鍵在于微觀想象是不是符合實(shí)際情況、能夠經(jīng)受宏觀現(xiàn)象的檢驗(yàn)。另一方面,跟其他科學(xué)觀念一樣,物質(zhì)微粒觀的形成不是一朝一夕能夠完成的,不能采用直接灌輸?shù)拇直┓绞健R虼斯P者認(rèn)為,在初三剛開始學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí),不宜直接提出建立物質(zhì)微粒觀的任務(wù),只能關(guān)注物質(zhì)微粒觀的奠基、形成和應(yīng)用。本文擬結(jié)合“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”的教學(xué)設(shè)計(jì),討論有關(guān)的幾個(gè)問題。
1 物質(zhì)微粒觀的意義
什么是物質(zhì)微粒觀?一般地說,物質(zhì)微粒觀是對跟物質(zhì)微粒有關(guān)的問題,特別是基本問題的概括的、綜合的和總結(jié)性的看法或認(rèn)識。跟物質(zhì)微粒有關(guān)的基本問題包括:什么是物質(zhì)微粒?物質(zhì)微粒有哪些特點(diǎn),它們跟一般的微粒有哪些不同?構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒是哪些,它們跟其他物質(zhì)微粒又有哪些不同?物質(zhì)微粒是怎樣構(gòu)成物質(zhì)的?等等。具體地說,物質(zhì)微粒觀主要包括下列內(nèi)容:
(1)物質(zhì)微粒是物質(zhì)的微觀粒子的簡稱,它們完全不同于日常概念中的微粒(即通常所說的微小粒子)。
(2)物質(zhì)微粒極其微小,雖然肉眼看不見,但也有一定的質(zhì)量和大??;物質(zhì)微粒之間是有間隙的,固體、液體、氣體中物質(zhì)微粒之間的間隙依次增大(相互作用依次減?。?;物質(zhì)微粒在不停地運(yùn)動,溫度越高,它們的無規(guī)則運(yùn)動越激烈,物體的溫度標(biāo)志著其構(gòu)成微粒的平均動能的大??;物質(zhì)微粒之間存在著吸引、排斥等相互作用,物質(zhì)微粒通過相互作用并按一定的空間方式構(gòu)成固體、液體、氣體物質(zhì)。
(3)物質(zhì)可以分為原子、分子等不同層次的微粒,從化學(xué)的角度看,原子、分子是構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒,其他物質(zhì)微粒是由原子或分子形成的。
(4)原子、分子都有許多不同種類。大多數(shù)物質(zhì)由分子構(gòu)成,其他物質(zhì)由原子或者別的微粒構(gòu)成。
(5)原子是化學(xué)反應(yīng)的基本微粒,是用化學(xué)方法不能再分割的最小粒子;原子可以構(gòu)成更大、更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)微粒,也可以分為原子核和電子;原子核和電子也是可分的,但在化學(xué)反應(yīng)里不能再分;同一元素(嚴(yán)格的說法應(yīng)是“同一核素”)原子的質(zhì)量和性質(zhì)都相同;不同元素原子的質(zhì)量和性質(zhì)都不相同。
(6)分子是保持(純)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一種微粒,是由原子按照一定關(guān)系和方式構(gòu)成的;同種分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相同,不同分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同;在化學(xué)變化中,不同物質(zhì)分子中的原子進(jìn)行重新組合;分子中的原子相互之間存在著相互作用和影響;等等。
化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)包含3個(gè)基本因素:(1)組成的微粒(基本結(jié)構(gòu)微粒);(2)組成微粒之間的相互作用;(3)組成微粒之間的空間關(guān)系即空間效應(yīng)[3]。由此可見,物質(zhì)微粒觀是化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀的基礎(chǔ)、前提和重要組成部分。
化學(xué)元素概念經(jīng)歷了從波義耳基于分解反應(yīng)終極的元素概念到道爾頓基于原子論的元素概念,隨后又在微觀領(lǐng)域逐步深入發(fā)展的過程。基于原子論的元素概念標(biāo)志著化學(xué)作為一門近代基礎(chǔ)科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展[4]??梢哉f,沒有物質(zhì)微粒觀就不可能有科學(xué)的化學(xué)元素觀;物質(zhì)微粒觀是聯(lián)系化學(xué)元素觀和化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀的紐帶。
在初三化學(xué)教學(xué)中要使學(xué)生真正理解可燃?xì)怏w或粉塵的爆燃;可燃物的著火點(diǎn);物質(zhì)的溶解和結(jié)晶、再結(jié)晶等現(xiàn)象,都需要對分子、原子有進(jìn)一步的了解。高中化學(xué)教學(xué)中對物質(zhì)微粒觀需要更多、更深的理解。
總之,建立物質(zhì)微粒觀對于學(xué)習(xí)和研究化學(xué)十分重要,沒有物質(zhì)微粒觀就談不上學(xué)習(xí)和研究化學(xué);物質(zhì)微粒觀有著豐富的內(nèi)容,僅由其內(nèi)容的豐富性就可以判斷:通過一節(jié)課就使初中學(xué)生建立物質(zhì)微粒觀是不可能的,那些急于求成,企圖一蹴而就的做法是錯(cuò)誤的、有害的。在“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”這一節(jié)的教學(xué)中,把“為物質(zhì)微粒觀的形成奠定基礎(chǔ)”作為教學(xué)目標(biāo)之一才是適宜的做法。
2 物質(zhì)微粒觀學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的構(gòu)筑
根據(jù)物質(zhì)微粒觀的特點(diǎn)和形成規(guī)律,筆者認(rèn)為,要為物質(zhì)微粒觀的形成奠定基礎(chǔ),需要做好下列幾方面的工作。
2.1 喚醒和豐富學(xué)生的感性經(jīng)驗(yàn)
觀念是對特定問題的知識經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行概括、綜合、總結(jié)所形成的見解、看法等認(rèn)識。沒有相關(guān)的感性經(jīng)驗(yàn),就沒有形成觀念的基礎(chǔ)。人總是生活在由物質(zhì)微粒構(gòu)成的物質(zhì)世界里,不可避免地會經(jīng)常碰到能反映物質(zhì)微粒存在及特點(diǎn)的各種現(xiàn)象,這些現(xiàn)象是初中生形成和學(xué)習(xí)物質(zhì)微粒觀的認(rèn)知起點(diǎn)。在教學(xué)中,教師要善于敏銳地發(fā)現(xiàn)并喚醒學(xué)生的這類經(jīng)驗(yàn);為了學(xué)生能夠全面地認(rèn)識物質(zhì)微粒,常常還要發(fā)現(xiàn)和精心選擇典型事例來補(bǔ)充和豐富學(xué)生的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)。
2.2 引導(dǎo)學(xué)生形成核心概念
科學(xué)觀念通常是在核心概念基礎(chǔ)上經(jīng)過應(yīng)用實(shí)現(xiàn)深化理解、形成體驗(yàn),發(fā)現(xiàn)和解決有關(guān)的新問題,逐步拓展、深入,再進(jìn)一步分析、抽象、概括、辯證、整合初步形成的[5]。原子、分子是物質(zhì)微粒觀的核心概念,要順利地實(shí)現(xiàn)物質(zhì)微粒觀的奠基,必須首先引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的原子、分子概念。初中學(xué)生在學(xué)習(xí)“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”之前,可能已經(jīng)在前置的自然課、科學(xué)課上,特別是通過大眾媒體接觸和初步了解了原子、分子概念。但是,他們形成的原子、分子的初步印象可能只是一知半解,停留在日常概念的水平上,比較表面和膚淺,并不完整,甚至還有錯(cuò)誤。在教學(xué)中,教師不但要注意進(jìn)行矯正,還要注意深化和提高他們對原子、分子的認(rèn)知水平。
2.3 讓學(xué)生初步感受有關(guān)的科學(xué)方法
跟一般的知識不同,科學(xué)觀念通常蘊(yùn)含著有關(guān)的認(rèn)知策略,隱含著認(rèn)知方法因素,而不只是認(rèn)知的結(jié)果。反過來,了解有關(guān)的認(rèn)知方法,也有助于科學(xué)觀念的形成。要讓學(xué)生形成跟宏觀圖景完全不同的物質(zhì)微粒運(yùn)動微觀表象,讓他們了解有關(guān)的方法就尤為必要。因此,在物質(zhì)微粒教學(xué)中要注意向?qū)W生介紹物質(zhì)微粒的研究方法和思想框架,引導(dǎo)學(xué)生分析物質(zhì)微粒聚集體的整體表現(xiàn),感受假設(shè)-檢驗(yàn)方法、模型方法和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段等的運(yùn)用,進(jìn)行微觀想象,建立物質(zhì)微粒的微觀圖景,特別是它們的運(yùn)動形象,實(shí)現(xiàn)由宏觀現(xiàn)象認(rèn)識微觀本質(zhì)的躍變。
在這方面,生動、典型的科學(xué)史實(shí)可以起到很大作用。
2.4 及時(shí)地梳理、小結(jié)物質(zhì)微粒的知識
及時(shí)地梳理、小結(jié)物質(zhì)微粒的知識,有利于學(xué)生對原子、分子等物質(zhì)微粒形成清晰、完整的印象,也有利于物質(zhì)微粒知識的應(yīng)用。其中特別要注意的是:使學(xué)生初步認(rèn)識到微觀粒子跟宏觀物體的特點(diǎn)有很大的差別(例如宏觀物體一般不會作無規(guī)則的熱運(yùn)動,也不具有使微觀粒子聚集在一起的那樣的相互作用力等等),微觀現(xiàn)象跟宏觀現(xiàn)象有很大的不同。
2.5 注重物質(zhì)微粒知識的應(yīng)用
要重視將物質(zhì)微粒觀應(yīng)用于解決有關(guān)的問題,例如說明固體和液體的結(jié)構(gòu)等等,并且在這個(gè)過程中檢驗(yàn)、豐富、修正對物質(zhì)微粒的認(rèn)識。抓好這個(gè)環(huán)節(jié),有助于鞏固和深化對物質(zhì)微粒的認(rèn)知,取得較好的教學(xué)效果,才不至于把物質(zhì)微粒觀教學(xué)變成枯燥無味的死記硬背。
物質(zhì)微粒知識的應(yīng)用常涉及對特定現(xiàn)象的解釋或預(yù)言。對物質(zhì)的常見狀態(tài)進(jìn)行解釋,是物質(zhì)微粒知識在初學(xué)階段的重要應(yīng)用。
2.6 從學(xué)生特點(diǎn)出發(fā),采取有效的教學(xué)措施
雖然初中學(xué)生的邏輯思維能力初步形成,但理性思維的水平、能力和興趣都不高,認(rèn)識往往不夠清晰、精細(xì)。在“構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”的教學(xué)中,宜根據(jù)他們的特點(diǎn)采取他們樂見的實(shí)驗(yàn)觀察與思考等方式,以感性經(jīng)驗(yàn)和形象思維(想象)為基礎(chǔ)分步展開抽象的理性思維(論證和驗(yàn)證假設(shè),形成概念、判斷和推理等)、導(dǎo)入理性內(nèi)容,然后及時(shí)梳理、小結(jié)、應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化和發(fā)展。
為了適應(yīng)不同學(xué)生的需要和可能,一些拓展型內(nèi)容可以用閱讀材料的形式由學(xué)生選擇閱讀。
3 “構(gòu)成物質(zhì)的微粒:原子和分子”的教學(xué)思路設(shè)計(jì)
3.1 教學(xué)目標(biāo)
(1)知道原子、分子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒,比較系統(tǒng)地認(rèn)識原子、分子的特點(diǎn),了解原子和分子的區(qū)別,初步形成原子、分子的認(rèn)識模型。
(2)能運(yùn)用原子、分子的觀點(diǎn)解釋一些簡單的生活現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,通過滲透初步了解物質(zhì)三態(tài)的本質(zhì)差別。
(3)感悟科學(xué)方法的重要性,通過滲透初步了解“假說-驗(yàn)證”、數(shù)量方法、微觀想象等認(rèn)識原子、分子的科學(xué)方法,初步學(xué)會做知識小結(jié)。
(4)感悟、體驗(yàn)宏觀和微觀的聯(lián)系、現(xiàn)象和本質(zhì)的關(guān)系,為微粒觀的形成奠定良好的基礎(chǔ)。
3.2 教學(xué)重點(diǎn)
由宏觀現(xiàn)象認(rèn)識原子、分子的存在和區(qū)分。
3.3 教學(xué)難點(diǎn)
原子、分子的存在和區(qū)分;物質(zhì)三態(tài)的本質(zhì)差別;對科學(xué)方法的理解。
3.4 過程策略
3.4.1 導(dǎo)入
發(fā)問:為什么濕衣服掛在室內(nèi)可以晾干?為什么教室前面一點(diǎn)點(diǎn)醋酸的氣味可以彌散于整個(gè)教室?為什么大塊的糖可以溶解?為什么氣體可以壓縮和相互混合?為什么大部分物體受熱后體積膨脹?為什么不同物質(zhì)的性質(zhì)都不同?(引導(dǎo)學(xué)生解釋一些有關(guān)的日?,F(xiàn)象,引出分子、原子或物質(zhì)微粒概念)
3.4.2 物質(zhì)微粒存在的科學(xué)證明
通過PPT或閱讀材料簡介道爾頓是怎樣發(fā)現(xiàn)原子假說的。
19世紀(jì)初,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同物質(zhì)的性質(zhì)都不同,發(fā)現(xiàn)氣體都可以壓縮、相互混合和擴(kuò)散,以及受熱后體積膨脹……英國科學(xué)家道爾頓(J. Dalton,1766~1844)猜想,氣體乃至于各種物質(zhì)都是由最基本的微?!訕?gòu)成的。當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)之間有一定的質(zhì)量比例關(guān)系,例如,12 g碳能跟32g氧完全反應(yīng),2g氫能跟16g氧完全反應(yīng)……為了證明原子是存在的,道爾頓根據(jù)這種比例關(guān)系推算出原子的質(zhì)量。雖然他的推算很不準(zhǔn)確,但是確定了原子是有一定質(zhì)量的,為原子的存在找到了有力的事實(shí)證據(jù)。
道爾頓還提出:同種物質(zhì)的原子的形狀、大小、重量都相同,不同物質(zhì)的原子的形狀、大小、重量必不相同,化學(xué)反應(yīng)中各種原子以簡單數(shù)目比例相化合……道爾頓的原子假說能使當(dāng)時(shí)的一些化學(xué)基本定律得到統(tǒng)一的解釋,盡管反對的人也不少,還是很快被人們接受和重視。
通過投影介紹原子、分子存在的有力證據(jù),讓學(xué)生由相關(guān)科學(xué)史實(shí)體驗(yàn)科學(xué)方法的重要性,滲透假說-驗(yàn)證方法、質(zhì)量研究方法。
科學(xué)家們應(yīng)用范德華的理論求出了氣體分子的大??;根據(jù)麥克斯韋分布定律求出了氣體分子的平均速度;用光譜法、衍射法等測定了分子的結(jié)構(gòu);現(xiàn)代科學(xué)家還獲得了原子和分子的微觀圖像……
3.4.3 初步形成分子、原子的認(rèn)識模型
模型是人們對事物(系統(tǒng))認(rèn)識的表達(dá)方式,可以對事物的進(jìn)一步認(rèn)識、應(yīng)用以及交流帶來很大的便利。所以,模型在科學(xué)、技術(shù)和生產(chǎn)活動中被廣泛地應(yīng)用。在原子和分子的教學(xué)中也是如此。
在科學(xué)活動中常用的模型有語義模型(主要以自然語言描述)、圖像模型(以二維圖形、圖像等為主要形式)、物質(zhì)模型(由實(shí)物構(gòu)成,通常是三維有形物體,日常語言中的模型多屬此類)、數(shù)學(xué)模型(用數(shù)學(xué)語言描述和處理研究對象)以及其他抽象模型(非實(shí)物,不同于物質(zhì)模型)等等。在原子和分子的各種模型中,語義模型(如前面介紹的物質(zhì)微粒的主要特點(diǎn))比較詳盡但失之于不形象生動也不夠簡潔;數(shù)學(xué)模型對學(xué)生難度太大,無法采用。因此,過去多用比較簡單、形象的圖像模型或物質(zhì)模型。但是,圖像模型和物質(zhì)模型不能表現(xiàn)原子、分子的運(yùn)動特質(zhì),難以使學(xué)生形成原子、分子運(yùn)動的微觀表象。我國中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中曾經(jīng)裝備過“布朗運(yùn)動原理說明器(演示器)”。該儀器用搖把和棘輪反復(fù)撞擊彈簧片圓環(huán),使其中的小鋼珠(模擬分子)無規(guī)則地高速運(yùn)動并撞擊棋子狀電木小圓柱(模擬花粉)使其做紊亂的無規(guī)則運(yùn)動,從而形象地說明布朗運(yùn)動原理;去掉模擬花粉的小圓柱,即可演示分子的熱運(yùn)動,其效果是比較好的,但這一儀器現(xiàn)在已經(jīng)很少見了。
如今,現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展為原子、分子的模型建構(gòu)提供了新的手段:通過flash動畫或微視頻可以演示分子運(yùn)動的圖景,說明物質(zhì)是由大量分子組成的、分子總是在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動、分子間會相互碰撞……其效果比靜態(tài)的圖像模型和物質(zhì)模型好。但是,目前這類資源較少,自己制作有一定難度,而且設(shè)計(jì)不當(dāng)會發(fā)生科學(xué)性錯(cuò)誤,需要警惕。圖1是筆者制作的flash動畫的截圖。
3.4.4 原子與分子的區(qū)分與識別
通過PPT或閱讀材料簡介阿伏加德羅是如何區(qū)分原子和分子,解決了物質(zhì)微粒認(rèn)識史上的一大難題的。
1808年,法國化學(xué)家蓋·呂薩克(J. L. GayLussac,1778~1850),在實(shí)驗(yàn)研究氣體之間的化學(xué)反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn),在一定壓強(qiáng)和溫度條件下,參加反應(yīng)的以及生成的各種氣體的體積成簡單整數(shù)比。他結(jié)合道爾頓的原子學(xué)說作出推論:在同溫同壓下,相同體積的不同氣體中含有相同數(shù)目的原子。當(dāng)時(shí)人們還沒有分子這個(gè)概念,蓋·呂薩克把這里的微粒也稱為原子??墒?,道爾頓不同意蓋·呂薩克的推論。他認(rèn)為,不同物質(zhì)的原子大小不同,在相同體積的氣體中不可能含有相同數(shù)目原子。他舉例說:2體積氫氣跟1體積氧氣化合生成2體積水蒸氣,按照蓋·呂薩克的推論,每一個(gè)水原子中只含有半個(gè)氧原子,這是不可能的。
蓋·呂薩克和道爾頓都堅(jiān)持自己的意見,他們的爭論相持不下。直到1811年,意大利物理學(xué)家阿伏加德羅(A. Avogadro,1776~1856)提出了分子概念,他認(rèn)為,原子是參加化學(xué)反應(yīng)的最小微粒;分子是單質(zhì)或化合物獨(dú)立存在時(shí)的最小微粒,由原子組成,是比原子復(fù)雜的微粒;單質(zhì)的分子由相同原子組成,化合物的分子由不同原子組成;在同溫同壓下,相同體積的不同氣體中含有相同數(shù)目的分子……阿伏加德羅的分子假說使道爾頓的原子學(xué)說與蓋·呂薩克的氣體反應(yīng)定律消除了矛盾,糾正了他們二人把分子當(dāng)成原子的錯(cuò)誤,既把分子和原子區(qū)分開來又把它們聯(lián)系起來。
結(jié)合有關(guān)科學(xué)史實(shí)介紹,引導(dǎo)學(xué)生討論,認(rèn)識分子和原子之間的區(qū)別與聯(lián)系。討論、小結(jié)、板書分子和原子之間有哪些區(qū)別與聯(lián)系,然后組織課堂練習(xí)。
3.4.5 進(jìn)一步認(rèn)識物質(zhì)微粒的運(yùn)動特點(diǎn)
觀察、解釋下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
(1)高錳酸鉀晶體在水中溶解的現(xiàn)象。
(2)品紅在熱水和冷水中擴(kuò)散的比較。
(3)“管中起煙”(在一截玻管兩端分別放沾有鹽酸和氨水的小棉球……)。
3.4.6 關(guān)于原子、分子知識的小結(jié)和應(yīng)用
觀察、解釋下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
(1)在兩支注射器中分別裝入10mL空氣和10mL水,然后用手推壓。
(2)自拍錄像:向淡藍(lán)色的煤氣火焰上撒一點(diǎn)食鹽,火焰呈現(xiàn)黃色;向鐵鍋中加一點(diǎn)食鹽,也能使火焰呈現(xiàn)黃色。
(3)在一支注射器中裝入少量無水乙醇,用熱水加熱注射器使其中的乙醇汽化,比較乙醇在不同狀態(tài)時(shí)的體積并討論如何解釋。
討論、小結(jié)、板書:原子有哪些特點(diǎn)?分子有哪些特點(diǎn)?請用事實(shí)來證明;什么是原子,怎樣給原子下一個(gè)初步的定義?什么是分子,怎樣給分子下一個(gè)初步的定義?
討論、思考:固體、液體、氣體都是由物質(zhì)微粒構(gòu)成的,在這方面它們有哪些不同?(引導(dǎo)學(xué)生通過小結(jié)和應(yīng)用鞏固有關(guān)認(rèn)識)
3.4.7 新課滲透(機(jī)動)
通過PPT或閱讀材料簡介原子或分子的實(shí)際大?。翰灰话愕摹拔⑿ ?。
1個(gè)水分子的體積大約是3×10-23 cm3,如果把水分子的大小與乒乓球相比,就好像拿乒乓球與地球相比一樣。一滴水里大約有1.67×1021個(gè)水分子,這么多水分子如果讓你數(shù),按照每秒數(shù)4個(gè)的速度,你得用13000多億年才能數(shù)完。
現(xiàn)代科學(xué)測定:1個(gè)碳原子的質(zhì)量為1.993×10-26 kg;1個(gè)氧原子的質(zhì)量為2.657×10-26 kg;1個(gè)水分子的質(zhì)量大約是:3×10-26kg。
原子質(zhì)量的數(shù)值實(shí)在太小,使用起來很不方便。所以,化學(xué)家將一種原子的質(zhì)量與一種碳原子的質(zhì)量的1/12(即1.6605×10-27 kg)相比,把所得到的數(shù)值稱為相對原子質(zhì)量,用它來表示原子的質(zhì)量,這就是我們下一節(jié)課要學(xué)習(xí)的原子量。
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