化学教案：原子的构成

化学教案：原子的构成（精选10篇）

1.化学教案：原子的构成 篇一

教师试讲 | 初中化学：《原子的构成》试讲稿

一、活动导入

师：在本单元我们将进一步探索物质构成的奥秘。本节课我们首先探索原子的构成。

[板书] 第四单元

物质构成的奥秘

师：[过渡] 原子到底能不能分?如果能分，它又是由哪些部分构成的呢?带着这些问题，我们来学习本课题的第一个问题原子的构成。

二、新课讲授

原子的构成 请学生阅读课本P68

内容原子的构成，在阅读的基础上讨论问题。[学生活动] [投影] 打出下列讨论题：

1.原子是由哪两部分构成的?

2.原子核和核外电子都带电，为什么整个原子不显电性?

3.原子核是由哪些粒子构成的?这些粒子有什么异同?

4.不同类原子的内部构成有什么不同?

[学生讨论结束后，找学生代表陈述讨论结果，其他小组可以表明自己的不同意见]

生：[问题1的答案]原子由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，所以说原子由原子核和核外电子两部分构成。

师：大家思考一下原子核居于原子中心，它在原子中的体积如何?占很大一部分吗?

生：原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核的半径只有原子半径的几万分之一，如果把原子比作一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁。因此，原子里有很大的空间，电子就在这个空间里做高速运动。

师：[过渡]刚才说的这些都比较抽象，接下来我们看“原子的构成”挂图，看一下原子核在原子中到底能占多大。[挂图]展示“原子的构成”示意图。[学生观看挂图，说出自己从挂图上得到的有关信息]

[学生陈述自己得到的有关信息]

师：

大家再来想一想这些问题：

1.原子核所带的正电荷从何而来?

2.质子数与原子核所带的正电荷有何关系?

3.电子数与原子核所带的正电荷有何关系?

生：核电荷数=核内质子数=核外电子数。

生：因为原子由原子核和核外电子两部分构成，原子核又分为质子和中子，所以原子的质量应等于质子质量、中子质量、核外电子质量之和。

师：不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以它们的质量也不同，比如1个氢原子的质量为1.67×10-27 kg，1个氧原子的质量为2.657×10-26 kg。

师：这样小的数字，无论书写、记忆、还是使用都极不方便，就像用吨作单位来表示一粒稻谷或小麦的质量一样。我们可选用一种跟原子质量相近的“砝码”来表示原子的质量，这就是相对原子质量。

[板书]

相对原子质量

师：什么叫相对原子质量呢?它是如何来表示原子的质量的?请大家带着问题阅读P69相对原子质量一段内容。

三、巩固练习

师：那么氧的相对原子量为多少呢?

师：说的很对，计算的很准确。同时经过这样的计算因为大家得到的数字都比较简单，便于书写、记忆和计算，对于这个计算过程大家要掌握。

四、课堂小结

师：在此基础上，请同学们来说一说这节课我们都学到了哪些知识?

生：本节课我们开始了对原子的结构进行了系统学习，知道了原子的结构以及相对原子质量的意义及计算方法。

五、作业布置

师：最后，请同学们完成以下作业：画出原子结构示意图，深刻理解原子的结构。

生：好。

六、板书设计

2.化学教案：原子的构成 篇二

2006年，国际学生评价项目（PISA）中提出的科学素养包括“学生必须能辨别个人意见并能在基于证据的基础上发展出主张，能够应用所学的科学知识，做出具有证据的结论并向他人解释与沟通”。由此，“论证”逐渐进入科学教育的视野，在科学课堂中得以应用。

一、论证式教学

将论证应用于科学教育，最常见的形式有两种，一是在讨论与辩论的过程中评价多个不同观点，也叫做辩证法论证；二是遵循逻辑规律，并在讨论过程中经由对基本事实的归纳演绎形成论点或达成共识，也叫做分析法论证。[2]

论证是一个让学生思维活动和推理过程外显的行为，不仅是学生有意识地构建科学概念、提高科学素养的平台，而且也给师生提供了进行形成性评价、及时反馈的机会。学生在科学探究过程中以小组为单位通过观察事实提出理论假设，运用逻辑对现象进行预测和解释，以了解获取知识的科学方式，锻炼思维能力。引入论证式教学对培养学生的科学素养，促进学生将已学知识应用到实际情境中，将生态化知识和概念性知识及价值判断相结合有重要意义。

论证式教学具有以下四方面的教育功能。

1．促进科学概念的构建。

学生可以通过小组内“知识的对谈”（Epistemic Dialogues）建立科学概念的构建和变化的观念。[3]“知识的对谈”包括解释和论证，是指在学习小组内，根据个人学习体验，对知识概念进行阐述解释，引起讨论，形成概念理解的有效途径。论证过程中，学生将科学概念与个人生活经验作为资料进行思考，对其做出印证、诠释；或者对同一主题进行反驳并提出不同的主张。

2．促进科学探究的深入开展。

科学研究中，科学家需考虑实验目的、优化设计、数据采集以及相同数据的多维度解释等问题。科学解释的建立是通过讨论与争议寻求知识和理解的过程。在探究式学习中将论证加入教学环节可让学生体验真正的科学情境，即将证据与理论融合在一起构建出科学解释。

3．促进学生对科学本质的理解。

当前学校中的科学实验多半为验证性的，规避呈现争议性的实验结论，因此得出的理论或定律具有“绝对正确”的特性。但科学知识不是绝对真理，随着人类对世界认识程度的加深，科学知识会被不断修正；科学理论不具备绝对正确性，科学并不能对所有问题提供完全正确的答案。在课堂中进行论证式教学，可以提供给学生体验科学家构建概念的机会。通过理论基础的可信度和合理性，考虑证据的可行性、可信性，从而论证与评估该理论的可能性。

4．促进学生提高决策水平。

社会科学性论证（Socio-scientific Argument）即针对科学知识应用于生产生活对社会、环境等产生的影响，通过收集资料，在一定支持证据和限定的范围内就已有资料形成的主张进行辩论，[2]是通过科学教育将科学与学生生活相联系的重要途径之一。学生对社会科学性的两难问题进行论证的过程，势必将从人类社会生活对自然的影响、科学知识解决社会问题的道德考量、科学知识发展的暂定性本质等方面进行思考，搜集证据，通过论证最终形成主张。

二、论证式教学在化学教学中的应用案例

美国国家科学教育案例教学中心网站（http：//sciencecases.lib.buffalo.edu/cs/collection/）提供多个科学教育案例，涵盖多学科领域，理科教师可以通过关键词搜索以及设定案例涉及的学科类别、案例适用对象、案例教学具体呈现形式、案例主题领域等来搜寻教学所需案例。[4]笔者以“化学”“科学论证”为检索词，检索得20余则案例。考虑到“原子理论”是化学学科的核心概念和教学重难点，笔者选择了与高中化学选修模块3《物质结构与性质》中的“原子结构与性质”相关的案例：“原子模型的发展历程”，[5]尝试运用化学史素材来创设论证式教学情境。

教学课时：两课时。

教学目标：

(1）了解组成物质的基本粒子；

(2）通过学习历史实验认识到原子模型的建构是发展变化的；

(3）理解原子模型，认识原子数和原子量的概念；

(4）应用历史证据及资料判断并理解原子模型的构建与发展。

教学流程：

1．教学准备。

教师提供古代先哲对原子的论述的相关材料，并布置课前阅读、收集资料的任务。

2．课程导入。

教师简要介绍原子理论的形成过程，通过“谁能说说原子概念的起源”“原子真实存在的证据是什么”“原子模型是怎样根据时间演化的”等问题引入学习主题，开启原子模型的穿越时空之旅。

3．链式问答推进论证。

（有删节）教师通过一系列链式问答，引导学生构建论据、开展论证，推进学生对原子理论与原子结构模型构建过程的理解和认识。

(1）古希腊哲学家德谟克利特利用什么证据得出原子是真实存在的？

学生需要通过获取资料来构建论证，进行解释、举证和推理。学生与教师讨论，解释德谟克利特的观点：如果我们将物质无限分割成更小的粒子，将会最终以不存在的粒子告终；既然物质不是由不存在的粒子构成，那它必定有一个基本的、最小的、不可分割的组成单位，即为原子。

(2）道尔顿通过哪些证据证明原子存在？

教师运用多媒体向学生演示：道尔顿时代的科学家们通过测定含有铬、氧元素的不同形式化合物的质量，得到铬、氧元素分别所占的质量这一原始数据，经过简单计算得出化合物中各元素所占数量比率。得出结论：两种氧化铬样品中所含氧元素的质量与质量比率在两化合物中并不相同，说明这两种化合物含有不同数量的氧原子。

学生围绕以上结论，通过理解证据和推理间的关系形成意见并予以表达；对自己的意见、解释和推理进行辩护，接受同学提出的质疑，对自己的观点进行批判和修正，最后达成共识：一系列由相同元素组成的不同化合物中，同一元素的相对原子质量在任何化合物内保持稳定不变，但各元素原子个数比的不同造成了化合物物理性质和化学性质的差异。

(3）科学家如何根据阴极射线管实验推导出“原子内部同时具备阴极和阳极电荷”这一结论的？

教师利用多媒体演示汤姆生阴极射线管实验，并简要解释图中磁场是如何改变阴极射线的。提问：右图中哪一个是合理的原子模型？

(4）哪一个原子模型是基于卢瑟福金箔实验绘制的？

多媒体演示卢瑟福金箔实验。通过金箔实验可以得出结论：原子必然具备小而紧凑的带正电荷的粒子簇（即质子），粒子簇被带有负电荷的电子包围（“核”模式），但是这一结论并未提供“电子围绕原子核高速运动的精确结构”的相关证据，因而教师应当鼓励学生进一步思考：现有证据是否支持主张，是否需要收集更多证据。展开以下讨论：(1)卢瑟福金箔实验的工作原理；(2)金箔实验如何推导出结论；(3)中子是如何被发现的；(4)卢瑟福金箔实验提供的资料对推导出结论有怎样的作用。并对问题（3）中合理的原子模型做出进一步选择。

4．交流总结。

师生讨论、回顾论证过程，总结阐述原子结构模型从道尔顿实心球模型———汤姆生枣糕模型———卢瑟福行星模型———玻尔量子化轨道模型———现代电子云模型的发展历程。

5．课后作业。

以科学学习小组为单位，选取链式问答阶段中的一个问题，对其探究方案提出改进意见，撰写研究报告，并在学习小组内相互评价。

教学设计评析：此论证式教学案例将提问法与讲授法相结合进行化学史案例学习。整个教学流程随着论证的展开而展开，从任务提出、收集数据和资料、构建论据、论证、研究报告、学生相互评论、改进到讨论反思。

在“链式问答推进论证”中，教师引导学生收集资料，以小组为单位构建论据，进行论证：认为某个选项是相对正确的答案的原因是什么？用什么资料来支撑该的论点？对需要讨论的问题形成个人观点，用获取的资料支撑观点，用科学语言加以阐述推理与论据间的关系，组内共同选择有效证据来支持提出的假设。随后，不同小组之间展开辩论，学生需要对提出的假设进行立论辩护，接受其他小组的质疑，对自己组别的意见加以修改。

在此过程中，教师应注意培养学生使用科学用语进行辩论，将“科学知识会有所变化，并被不断修正”的观念贯穿论证过程；控制讨论时间，同时鼓励学生根据同学的质疑和意见修改自己的意见，以增强学生的批判性思维。

在“交流总结”这一环节中，学生通过学习共同体中其他成员的交流与评价修正自己的结论，通过撰写研究报告和探究方案增强科学写作能力，通过对科学语言的使用增强对科学概念的理解与运用。

三、论证式教学的有效策略

1．应用具有多种替代性观念的科学理论。

以此类科学理论为论证题材时，通过权衡、评估、选择各种不同理由与解释之后推论出自己的论点，或利用实证的证据或是其他来源的资料支持自己的论点。[1]例如本文案例中通过链式提问由原子概念的起源，引导学生通过辨析多种推测性观念，对形成相对正确的理论进行辨证思考，切实体会原子理论的发展过程。学生在寻找证据的过程中提高了论证与推理能力。

2．应用社会性科学议题。

此类议题关注科学知识，也注重科学知识与社会、价值、伦理和情感等方面的相互作用。学生可以经由实验的设计和对资料的诠释促进其对科学方法与过程的体验，通过对环境和科技议题的争辩来增加对科学与社会的关系的认识，更可以体会科学知识的暂时性和社会建构等特质。[6]社会性科学议题通过创设与生活相关的科学学习情境，将决策的可能性后果承担纳入论证课题，有助于培养有责任心和决策能力的未来公民。

3．应用开放的对谈情境。

为了让学生了解一个论证活动是如何开展与进行的，如何提出合理的主张与观点并为其辩护，可以运用怎样的技巧反驳他人观点，教师需要给学生提供两种重要情境：(1)问题情境。学生自己提出假设，采用实验设计、实验操作、公开发表与说明及同伴间的辩驳以发展论证活动。(2)交谈情境。使得客观条件上每一个小组成员都有机会发表和评论意见，再将讨论结果对全班发表，让学生在共同体中达成共识。

四、结语

学生通过论证式教学，可以了解论证活动的流程，学习反驳他人观点与辩护个人观点的技巧，体会科学本质观中科学知识的暂定性和社会性本质，通过从环境自然的视角认知科学技术解决社会问题所带来的可能性问题。

论证式教学的效果受教学时间、学生学习水平以及课前准备影响较大，需要教师对教学流程与时间分配有较好的掌控。教师在论证课题的选择方面应当要注意论题需具备与学科相关的、造成社会关注与道德辩论的特点；组织课堂辩论时，应当注重形成大小合适的科学共同体，使得每一个组员都有表达个人观点、提出意见的机会。

参考文献

[1]潘瑶珍.基于论证的科学教育[J].全球教育展望,2010(6).

[2]Chirstine Tippett.Argumentation:The Language of Science.Journal of Elementary Science Education,Vol.21,No.1.

[3]de V ries,E.,Lund,K.,&Brker,M.Computer-mediated epistemic dialogue:Explanation and argumentation as vehicles for understanding scientific notions[J].The Journal of the Learning Science,2002:11(1),63-103.

[4]宋怡.科学教育中案例教学的应用与思考——以美国国家科学教育案例教学中心网站为例[J].天津师范大学学报(基础教育版),2013,14(4).

[5]http://sciencecases.lib.buffalo.edu/cs/collection/detail.asp?case_id=667&id=667[EB/OL].

3.原子结构与化学键考点探究 篇三

）.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

D.和氯气反应解析 Y原子M层电子数为（a-b），L层电子数为（a+b）=8，X元素的次外层电子数为b，最外层电子数为a，则b=2，a=6.即X为氧元素，Y为硅元素，二者形成的化合物为SiO2，它能和NaOH溶液反应生成Na2SiO3.答案：C 例5A、B、C、D 四种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8.A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半.则4种元素的元素符号依次是A，B，C，D.解析A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8=16，A为硫元素.D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是（2+8）×2=20，D为钙元素.根据核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为氯元素，C为钾元素.答案：S Cl K Ca考点三、等电子粒子1.“10电子”的粒子分子离子一核10电子NeN3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+二核10电子HFOH-三核10电子H2ONH-2四核10电子NH3H3O+五核10电子CH4NH+410电子的粒子满足关系的一定是：NH+4+OH-△NH3↑+H2O2.“18电子”的粒子分子离子一核18电子ArK+、Ca2+、Cl-、S2-二核18电子F2、HClO2-2、HS-三核18电子H2S-四核18电子PH3、H2O2-五核18电子SiH4、CH3F、NH2OH-六核18电子N2H4、CH3OH-其他粒子C2H6、CH3NH2N2H+5、N2H2+63.其他等电子数的粒子“9电子”的粒子：-F、-OH、-NH2、-CH3（取代基）；“14电子”的粒子：Si、N2、CO；“2电子”的粒子：He、H-、Li+、Be2+、H2.4.质子数及核外电子总数均相等的粒子（1）Na+、NH+4、H3O+；（2）HS-、Cl-；（3）F-、OH-、NH-2；（4）N2、CO等.例6A+、B+、C-、D、E五种粒子（分子或离子）中，每个粒子均有10个电子，已知：①A++C-=D+E↑；②B++C-=2D.请回答：（1）分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式、.（2）除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式.（3）除A+、B+外，请再写出两种含10个电子的阳离子.解析本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口.依据已有的元素与化合物知识可知，10个电子的粒子中，原子有：Ne；阴离子有：N-3、O2-、F-、OH-、NH-2；阳离子有：Na+、Mg2+、Al3+、NH+4、H3O+；分子有：CH4、NH3、H2O、HF.根据题意有：①A++C-=D+E↑，推知A+应为NH+4，C-为OH-、D为H2O、E为NH3，将其结果代入②B++C-=2D，推知B+应为H3O+.答案：（1）NH+4+H2ONH3·H2O+H+H3O++NH3=NH+4+H2O（2）CH4、Ne（3）Na+、Mg2+例7下列各微粒：①H3O+、NH+4、Na+；②OH-、NH-2、F-；③O2-2、Na+、Mg2+；④CH4、NH3、H2O具有相同质子数和电子数的一组是（

）.A.①②③

B.①②④

C.②③④

D.①③④解析①组质子数均为11，电子数均为10；②组质子数均为9，电子数均为10；③组质子数依次为16、11、12，电子数依次为18、10、10；④组质子数、电子数均为10.答案：B考点四、化学键与物质类别的关系1.物质所含化学键类型的判断（1）只含共价键的物质：①同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等.②不同非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等.（2）只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等.（3）既含有离子键又含有共价键的物质：如Na2O2、NH4Cl、NH4NO3、NaOH、Na2SO4等.（4）无化学键的物质：稀有气体，如氩气、氦气等.2.离子化合物和共价化合物的判断方法（1）根据构成化合物的粒子间是以离子键还是以共价键结合来判断：一般来说，活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键，同种或不同种非金属原子间形成的是共价键.（2）根据化合物的类型来判断：大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物.（3）根据化合物的性质来判断：熔点、沸点较低的化合物（或SiO2、SiC等）是共价化合物；溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物；熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，不导电的化合物是共价化合物.例8下列有关化学键的叙述，正确的是（

）.A.离子化合物中一定含有离子键

B.单质分子中均不存在化学键C.非金属元素组成的化合物中只含共价键

D.含有共价键的化合物一定是共价化合物解析有些单质分子，如Cl2，H2等存在共价键，B错误；由非金属元素组成的化合物中也可能含有离子键，如NH4Cl，C错误；含有共价键的化合物也可能属于离子化合物，如NaOH，D错误.答案：A 例9下列说法中正确的是（

）.A.KOH中含有离子键也含有共价键，属于离子化合物B.N2属于单质，不存在化学键C.MgCl2中既含有离子键，又含有共价键D.NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物解析N2中存在共价键；MgCl2中只含有离子键；NH4Cl中虽然含有共价键，又全部由非金属元素组成，但也含有离子键，属于离子化合物.答案：A例10短周期元素A、B、C、D原子序数依次增大，A的单质是最轻的气体，A、C同主族，只有C是金属元素，B的最外层电子数是次外层电子数的3倍，B、C的最外层电子数之和与D的最外层电子数相等.（1）C的原子结构示意图为.（2）化合物C2B2中阴、阳离子个数比为，其中含有的化学键类型为.（3）化合物CDB是家用消毒剂的主要成分，其水溶液显碱性.请用离子方程式说明该化合物溶液呈碱性的原因是.解析由题意可以推断，A是氢元素，B是氧元素，C与氢同族且为原子序数大于氧的短周期金属元素，故C是钠元素，由此可推知D是氯元素.C2B2是Na2O2，其中阴、阳离子个数比为1∶2，含有离子键与非极性共价键；CDB为NaClO，它是强碱弱酸盐，ClO-水解导致溶液呈碱性.答案：（1）（2） 1∶2 离子键、非极性共价键

4.《原子的构成》教学反思 篇四

虽然本节课教学内容是枯燥的，但由于事先灵活地组织好了教学素材，创设的教学情景，易激发学生的学习兴趣，学生的表现非常活跃，教学达到了比较满意的效果。

本节课成功的关键之处在于：把教师讲解为主改为学生探究为主. 根据本节课的教学目标和重点要求,为了让学生更确切的理解原子的结构,单靠教师在课堂讲解,学生很难在脑海里形成原子结构模型。因此听着是懂了，但遗忘得也快。为了克服这一点，课堂上运用影像资料、动画模拟、史料佐证来创设情景，阶段性地逐步启示学生完善对原子结构的`认识，把枯燥的文字变得鲜活，加强了教学的直观性。本人觉得，在教学过程中，引导学生学会发现问题非常重要，有问题才能创设探究的情景，通过探究活动才能发现知识，在发现问题解决问题地过程中学生才能学习形成科学的探究方法。

通过本节课的教学，本人认为在教学中有几点需要研究、探讨：

⒈本节课从严格意义上讲，学生的探究活动并不是完全自主的，而是在老师设计的“圈套”中进行的。这样处理的原因主要在考虑到时间的限制。本人最初的设计是：先让学生在课余查找一些人类认识原子的结构的史料，感知前人认识原子的历史，事先做一些辅垫。再在课堂上利用动画启示，教学也许更顺畅一些。但农村中学大多数是住读生，手头资料有限，上网查阅也不现实。如何解决这些矛盾是农村中学开展探究性学习活动值得研究的问题。

⒉有部分同学在课堂上发言少，很少参与交流活动，如何培养这此学生的参与意识和兴趣?学生的表现和积极性差异较大，如何具体地评价学生的表现和进步在方式方法上值得探讨。

⒊在新课改理念下,如何同时做到课堂的开放与高效两不误。 就拿本节课为例,通过分组讨论，,亲自经历探究过程,,培养了学生探究能力,加深了对原子结构的理解,这是我设计的初衷,但也正是这一点占用了大量的课堂时间,有时会使课堂出现了前紧后更紧的局面,影响教学任务的完成,使教学效果不佳. 新课程倡导开放式教学,要求还课堂给学生,自主学习,合作学习,探究学习,无论哪种学习方式都需要很多时间,农村的实际决定了这段时间会更长,而课堂时间有限,怎样才能找到它们的最佳结合点。

5.鲁教版原子的构成说课稿 篇五

本课题是学生在学习分子和原子的基础上进一步深入了解物质的微观构成。本节课包括原子的构成和核外电子排布两部分。第一部分重点介绍三个方面的内容(原子的电性、电量及原子不显电性的原因，不同种类原子的差别和建构原子的微观形象)。第二部分介绍原子核外电子排布规律及表示方法(原子结构示意图)。本节课的学习为后面元素、离子、化学式等的学习奠定了基础。

二、学情分析

学生是课堂的主体，因此对学生的准确把握是上好一堂课的关键，学生在物理学习中已经初步知道原子的构成，对原子的形象有了初步的认识。通过观察分析水分子、氧化汞分子分解示意图，从感性上认识原子是一种实心球体。因此，本节课将在建构主义理论的指导下，在学生这两个认知的基础上，帮助学生建构原子的微观形象。 基于对教材和学情的分析，根据新课程标准我确定了本节课的教学目标。

知识与技能 ： 1、了解原子是由质子、中子和电子构成的，以及原子中各粒子之间的数量关系。2、初步了解相对核外电子排布规律，并学会画原子结构示意图及表示的意义。

过程与方法：学会从史料、图片、表格中运用观察、分析归纳的方法获取信息，并对收集的信息进行加工处理，提高自主探究的能力。

情感态度与价值观

1、利用探究激发学生学习化学的兴趣，感受探究学习的历程，树立学习的自信心。2、对学生进行物质的可分性的辩证唯物主义观点和爱国主义情感教育。

三、教法、学法

针对教学目标，我采用了如下的教法与学法。

本课题内容抽象，对学生有一定的难度。在课堂中采用情景教学法，创设良好的学习情境，激发学习兴趣，激活学生思维，点燃学生智慧的火花显得尤为重要。以探究讨论法积极倡导自主、合作、探究的学习方式，培养学生自主探究、团结合作、勇于创新的精神。以分析比较法，从原子模型的发展史、模拟动画、图表等这些形象可感的材料中分析、归纳，用于解决相关的问题;以上这些方法再与多媒体的恰当应用，使抽象的问题形象化促使了学生用眼看、动嘴说、用脑想，主动以多向交流的方式进行合作、交流、评价。

6.初三化学教案--认识原子 篇六

课题：第三节认识原子（第一课时）●

教学目标

1、认识原子的组成及核电荷数、质子数和核外电子数的关系。

2、了解原子、分子和离子的异同点和相互关系，会用原子和分子的观点说明化学反应的发生过程。

3、进一步认识事物的可分性，逐步培养学生树立物质的变度能引起质变的辨证唯物主义观点，培养学生的观察能力、分析综合能力和抽象综合能力。●重点和难点 重点：原子的组成

难点：原子、分子和离子的异同点和相互关系。●

教学方法

自学研究法、讲述法、谈话法、讨论法。●

教学媒体选择 多媒体系统 ●

教学内容分析

“认识原子”这一节的主要内容是认识原子的结构和相对原子质量，第一课时主要是原子的结构和电子的知识。小结时重点应放在原子、分子的主要区别上，也就是看两种微粒在化学反应里能否再分，可以采取总结、对比、讨论的方法促进理解。

在上一节的学习中，学生已经掌握了有关化合反应、分解反应的概念，这是引导学生从分子认识原子的十分有效的基础知识。通过物质的分解反应可以从宏观上观察到一种物质分解成两种或两种以上的其他物质，再从“分子是保持物质化学性质的微粒”来分析，能推断出分子是可分的，从而引出原子能否可分的问题。●

教学对象分析

在“原子能不能再分”教学中，就目前的实验手段来说，还难以让人们直接看到原子的内部结构，在此化学启蒙阶段，学生又缺乏分析推断原子结构的知识基础，比较理想的方法是用描述原子结构的动画片，使学生对原子结构有一个比较形象的了解。在节课教学之前，学生头脑中已形成了一系列有关分子的形象，而且原子概念又是通过分析反应导出的，所以有必要让学生清楚的对原子和分子加以对比，了解二者的相似、相异和相关之处。

在教学中，对于电子的运动，既不能套用宏观物体的运动规律去体会微观粒子的运动状态，又不能不以宏观物体的运动状态为例来描述原子核和电子的行为，否则学生将无法建立起有关的形象，应该向学生指出电子在核外作高速运动，与汽车在公路上奔驰、人造卫星按一定轨道绕地旋转是不同的，它没有固定的线性轨道。●

教学流程设计 创设情景，提出问题

分子可以再分，原子能否再分？

引出课题

原子的结构

提出问题，共同探究、为什么只有极少数α粒子被反弹回来？

2、原子核能把轰击它的α粒子反弹回来，说明什么？

3、原子核很小，是不是不能再分了？

讨论交流

结合教师的讲解对原子的结构有比较深刻的理解

提出问题，学生阅读

对电子的得失形成初步印象

教师总结，学生练习

检查对本节课内容是否全面掌握 ●

教学过程

［教师］

1、举例说明分子是真实存在的；

2、分子具有哪些性质？一一举例说明；

3、写出水通电分解的符号表达式。[学生]思考教师提出的问题，回答

[教师]我们已经知道物质的分子在化学变化中可以再分，它分成了什么呢？分成了原子。原子是一种非常非常小的粒子，一个原子跟一个乒乓球的体积之比，相当于乒乓球跟地球的体积之比。在化学反应里分子可以分为原子，而原子在化学反应里却不能再分，是不是说原子是不能再分的实心球体？

897年，英国科学家汤姆森在原子中发现了带负电的电子，人类才揭开原子内部结构的秘密——在一定的条件下，原子是可以再分的。【板书】

一、原子的结构

【讲述】汤姆森的西瓜模型、卢瑟福的α粒子散射实验 【提出问题】为什么绝大多数的α粒子能够顺利穿过金箔，而只有极少数被反弹回来？

［学生］探究活动：对卢瑟福α粒子散射实验的思考和讨论 [教师]点评：对卢瑟福的实验现象进行解释，提出原子核的概念，并进一步提出问题：原子核的体积非常小，只占原子体积的几千亿分之一，却能把轰击它的α粒子反弹回来，说明什么？

[学生]以小组为单位进行讨论并全班交流 [教师]点评

科学实验证明，原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。原子非常小，而原子核更小，原子核的半径仅为原子半径的几万分之一。但是，原子的质量主要集中在原子核上，核外的电子质量非常小，与原子核相比可以忽略不计。电子在原子内很大的空间内做高速运动。【设问】原子很小，是不是不能再分了？

【导入】现代原子能的利用、原子弹的爆炸，证明原子核可以再分。

【结合动画指出】科学实验证明，原子核是由质子和中子构成。每个质子带一个单位的正电荷，而中子不带电。因此，原子核所带正电荷数目等于原子核内质子的数目。

即：核电荷数=质子数。【板书】核电荷数=质子数。[学生]观察、领悟。

[学生]阅读教材第45页最后一段。

【设问】原子核带正电，核外电子带负电，而原子为什么不带电？

【讨论】小组活动，回答：核外电子数=原子核所带正电荷数

【板书】核电荷数=质子数=核外电子数 【设问】不同种原子之间有什么本质的区别？ [学生]思考。

[教师]科学证明，不同类的原子，其原子核所带的正电荷数同。同种原子的质子数、中子数 都相同，同类原子的质子数相同。

解说氢、氧、碳等原子。

【动画展示】原子结构图（教材P46）。

【设问】在原子中，电子的体积和质量非常小，它有什么用途？

【板书】

二、原子中的电子

[学生]阅读教材第46页，对电子的得失形成初步印象。[学生]填写下表，对分子和原子、离子进行比较。

分子 原子 离子

微观粒子的共性

本质区别

联系

【设问】电子非常小，可是它所“占据”的空间却非常大，它在原子核周围空间中怎样运动？

[教师]电子在核外作高速运动，与汽车在公路上奔驰、人造卫星按一定轨道绕地球旋转是不同的，它没有固定的轨道。我们无法知道它在某一时刻所处的位置，只能想像，电子在核外运动时就像一团云雾笼罩在原子核周围，所以形象地把它称为“电子云”。【小结】原子的结构 [学生]记忆

[教师]布置课堂学习[学生]练习，检查巩固 [教师]布置课后作业：（1）

通过本节课的学习，你对原子有哪些印象？把你的收获和体会告诉你的同学。（2）

以“我相像中的原子结构”为题，写一篇科普学作。附：课堂学习

1．一般原子的原子核（）（A）由电子和质子构成（B）由质子和中子构成（c）由电子和中子构成（D）不能再分

2．原子里的质子数等于（）（A）中子数

（B）电子数

（c）中子数和电子数之和

（D）核电荷数

3．化学变化中的最小微粒是（），在化学变化中可分的微粒是（）。（A）原子

（B）分子

（c）电子

（D）原子核

4．原子和分子的根本区别在于（）。（A）体积大小不同

（B）质量不同

（c）分子能独立存在，原子不能

（D）在化学反应中分子可分，原子不可分 5．发现电子的科学家为（）。（A）拉瓦锡

（B）汤母森

（c）道尔顿

（D）舍勤

6．下列关于原子的叙述正确的是（）。（A）原子一定比分子小

（B）原子是不能再分的粒子（c）一切物质都是由原子直接构成的（D）原子是化学变化中的最小粒子

7．一个二氧化碳分子是由两个氧原子和一个碳原子构成的。已知氧原子的质子数为8，碳原子的质子数为6，则该分子中共有

个原子核、个质子和

个电子 教学反思：

1、这一节教学内容几乎是全新的，只要求学生掌握基础知识即可，切勿任意拔高。

2、本节教学中，主要以学生的探究活动为主。在学生活动中，不断用“问题”引导他们进入思考状态，为他们提供讨论、交流、合作、表达的机会。

这节内容虽然是认识原子，但不能局限在原子上，应当让学生对微观世界有一个初步的印象，能整体全面的看问题，而不是局限于一点。

第三节认识原子（第二课时）

●

教学目标 1．

了解原子的实际质量和相对原子质量的意义，理解相对原子质量的概念。2．

学会计算原子的相对原子质量。●

重点、难点 重点：相对原子质量的概念 难点：相对原子质量的意义 ●

教学方法

自学研究法、讲述法、谈话法、讨论法、练习法 ●

教学媒体选择

多媒体系统 ●

教学内容分析

“认识原子“这一节的主要内容是原子的结构和相对原子质量，第二课时为相对原子质量。学生在上一节课对原子已经有了一定的感性的认识，知道原子很小，由此就非常自然地引出了原子和质量和相对原子质量。

在讲授过程中，要让学生明白原子质量与相对原子质量的区别，这也是本节课的一个难点，可通过相对原子质量的简单计算让学生加深理解。

在小结时，重点应放在分子、原子的比较上。●

教学对象分析

学生对本节课的内容一般不会感到很难，关键是让学生学会相对和绝对之间如何转化，掌握这样一种科学方法：相对原子质量法（原子的质量非常小，用通常的质量单位来度量不方便，建立一个更小的单位——碳单位来度量，使得原子质量的数值更接近平常数值的大小），这样可以培养学生用化学方法认识微观物质世界的能力。●

教学流程设计

创设情景，提出问题———————————如何表示原子的质量？

教师讲解———————————相对原子质量的表示方法

学生练习———————————巩固相对原子只哦量的意义和计算

对全节进行总结巩固———————————掌握分子、原子的联系与区别 ●

教学过程

[教师]1.什么是原子？原子的结构是怎样的？ 2.原子有哪些性质

[学生]思考教师提出的问题，回答。

【设问】我们已经知道原子很小但有质量，那么原子的质量有多大呢？

【讲述】不同原子的质量各不相同，可以用现代科学仪器精确地测量出来。

[学生]体会原子的质量很小，猜想能否换一种表示方法。[教师]这样小的数字，书写、记忆和使用起来都很不方便，就像用吨做单位来表示一粒稻谷、小麦的质量一样。因此，在国际上，一般不直接应用原子的实际质量，而采用不同原子的相对质量——相对原子质量。【板书】

三、相对原子质量

【投影】以一种碳原子（质子数和中子数都是6）的质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的数值，就是这种原子的相对原子质量。

[学生]计算铁原子的相对原子质量，加深对原子的真实质量，加深对相对原子质量的理解。

[教师]相对原子是原子质量的真实质量吗？

【讲解并投影】注意：①相对原子质量不是原子的真实质量，而是相对质量；

②相对原子质量是一个比值，它的SI单位是一，符号是1（单位一般不写出）。

[学生]领悟相对原子质量，加深对相对质量的理解.[教师]相对原子质量是原子的真实质量吗？

[讲解并投影]注意：（1）相对原子质量不是原子的真实质量，而是相对质量。

（2）相对原子质量是一个比值，它的SI

单位是一，符号是1（单位一般不写出）。[学生]领悟相对原子质量与原子的真实质量的区别。[教师]精确的相对原子质量有效数字可达八位，一般的化学计算多采用它的近似值。相对原子质量可从书后附录Ⅲ中查到。

[学生]阅读书后附录Ⅲ：相对原子质量表，知道如何查相对原子质量表。

[教师]我国著名化学家、中国科学院院长张青莲教授为相对原子质量的测定做出了卓越贡献。他于1983年当选为国际原子量委员会委员，主持测定了铟、锑、铒、锗、锌、镝几种元素的相对原子质量新值，1995年精确测定了和的相对原子质量，被国际原子量委员会采用为国际新标准。[小结]知道学生小结本节课的重要内容，然后总结：掌握原子、分子之间的异同和相互关系（表格）；能用分子、原子的观点分析化学反应的实质；了解原子的构成及与相对原子质量的关系。

分子 原子 备注 相似点

质量小，体积小，处于永恒运动之中。同种物质分子物质相同，不同种物质分子性质不同

质量小，体积小，处于永恒运动之中。同种原子性质相同，不同种原子性质不同

分子与构成这种分子的原子相比，原子更小，但并不是说所有原子都一定比分子小 相异点

在化学反应中分裂，重新组成别种物质的分子

化学变化中的最小粒子，在化学反应中不可再分，化学反应后并没有变成其他原子 相关关系

分子是由原子构成的，分子是保持物质化学性质的最小粒子 原子是构成分子的粒子，原子也是直接构成物质的一种粒子。[教师]布置课堂练习[学生]练习，检查巩固 [教师]布置课后作业：“在线测试”和“挑战自我” 附：课堂练习

1.一个碳原子的质量是1.993×10-26kg,碳的相对原子质量为（）（A）12g

1/12

1.993×10-26/12 ●

教学反思

1.习题的内容和形式需要进一步拓展，要注重层次性和开放性，还要加强题目的实践性、合作性和创新性，促进学生反思学习过程和结果，提高分析问题和解决问题的能力，全面提高学生的科学素养。

7.化学教案：原子的构成 篇七

关键词：新课改；探究式学习模式；多媒体教学；物质结构

化学是基于分子、原子基础上研究物质性质、结构的一门自然学科，因其精确、严谨、多变的特点，在高中理科教育中占有不可替代的作用。为了适应新课改的要求，“人教版”中关于物质构成的奥秘探索一课从原有的以培养学生化学基础知识，强化学生从微观上把握元素性质为目的，逐步上升到旨在提高学生的化学素养，培养宏观把握物质构成的意识，以此来提高学生的创新能力。

一、新课改下的“探究式学习模式”

苏霍姆林斯基曾说：“培养学生的兴趣，是克服复杂知识的突破口。”对于高中课本中探索物质构成的奥秘一章，新课改将“探究式学习模式”锁定为改革的第一要点，在新课改规划中将“利用先进教学技术提高学生自主探索能力”作为课改目的，从“基础知识”“研究过程”“科学价值观树立”三个层面来推进。采用新课改下的“探究式学习模式”，并通过多媒体来实现。不仅可以激发学生对探索枯燥的物质结构奥秘的兴趣，还可以最大限度地发掘学生的潜能，以体现新课改下素质教育的优势。

二、利用多媒体教学，体现“探究式学习模式”的优势

现代多媒体教学设施为模拟真实化学反应过程，激发学生探究欲望提供了优越的条件。

由于探索物质构成奥秘的大部分内容相对抽象，在传统教学中，老师会将各种键的概念一次性给出，虽然这种讲授方法逻辑清晰、思路条理；但学生的参与性相对较少，主要是被动接受老师的讲解，同新课改所要求的让学生成为课堂主人翁的思想相悖。必须借助多媒体技术，利用其操作简捷、绘声绘色、模拟性强的特点，将复杂、抽象的化学键断裂、重组过程生动模拟出来；同时也大大改善了老师难以传授、学生容易进入误区的尴尬局面。譬如，在观看“物质结构分解”时，可以轻易辨认微观粒子从分子到原子再到电子的组成机理，从而轻易突破物质构成奥秘的难点，大大提高教学效率；多媒体还提高了学生的空间思维能力，将原本的二维教学模式升华为三维系统，激发了学生深入探索的积极性，真正将新课改所要求的“探究式教学改革”落到了实处。

结语：在新课改要求下，针对物质构成奥秘探索这一课，引入多媒体代替传统教学，不但让学生对枯燥的物质组成理论产生兴趣，而且有效提高了课堂的活跃性和学生的主观能共性，同时降低了微观粒子学习的难度，最重要的是有效踐行了新课改提出的“探究式学习模式”改革之路，对于新课改的继续推进意义深远。

参考文献：

[1]课程教材研究所.化学课程教材研究开发中心.普通高中化学课程标准实验教科书.化学.选修3物质结构与性质[M].北京人民教育出版社，2007.

[2]课程教材研究所.化学课程教材研究开发中心.普通高中化学课程标准实验教科书.化学2必修[M].北京人民教育出版社，2007.

8.化学教案：原子的构成 篇八

会员交流资料

玻尔的原子模型 能级

教学目标

1．知识目标

1)理解玻尔关于轨道量子化的概念,充分认识玻尔关于轨道半径不可能取任意值的论断．

2)理解能级的概念和原子发射与吸收光子的频率与能级差的关系． 3)知道原子光谱为什么是一些分立的值．知道原子光谱的一些应用． 2．能力目标。

介绍物理学史,培养科学探索的精神.3.德育目标 探索精神.重点难点分析：

玻尔理论是本节课重点；对原子发光现象解释是本节难点． 教学设计思路：

玻尔理论建立在三个假设的基础上，它对氢原子电磁辐射的成功解释和预言，是以两个假设为前提的必然结果．学习时，要在理解玻尔关于轨道量子化概念的基础上，经推理得到能量量子化的概念，在掌握能级等概念的前提下，运用能的转化和能量守恒定律理解跃迁规律，从而掌握原子光谱的特征． 教学媒体: 挂图(或投影片)，分光镜，课件等 教学过程：

（一）引入新课

同学们知道原子的结构吗?初中我们曾经学过的原子结构是由英国物理学家卢瑟福依据他的实验结果提出来的，我们称之为核式结构．

你对该结构产生过怀疑吗?

按卢瑟福的原子模型，电子在绕核高速旋转，其运动情况类似振荡电荷．按经典电磁理论，振荡电荷要以电磁波的形式不断向外辐射能量．损失能量后的电子轨道半径将逐渐减小，最终将落在原子核中．这一过程中，由于轨道半径是连续变化的，振荡频率也是连续变化的，向外辐射的能量也应是连续的(发出的光谱是连续的)．

然而，事实并非如此．我们知道大多数原子是稳定的，在通常情况下是不发射电磁波的．即使在某些状态下发射电磁波，其频率也不是连续的，而是具有某些分立的确定的数值．

问题出在何处?是电磁理论错了?还是原子模型建立的不对?或是其他什么原因?

面对上述困难，丹麦物理学家玻尔经过认真研究于1913年提出了他自己的原子结构模型.保护原创权益·净化网络环境

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（二）新课活动

一、玻尔模型 玻尔原子理论

玻尔把量子观念引入原子理论中，这是一个创举．根据玻尔的假设，电子只能在某些可能的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时不辐射能量，处于定态，只有电子从一条轨道跃迁到另一条轨道上时才辐射能量．辐射的能量是一份一份的，等于这两个定态的能量差．这些就是玻尔理论的主要内容．

1、模型中保留了卢瑟福的核式结构．但他认为核外电子的轨道是不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动，而不是像行星或卫星那样，能量大小可以是任意的量值．例如，氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0．53nm，其余可能的轨道半径还有2.120nm、4.770nm、…不可能出现介于这些轨道之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．

2、电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态．这些定态下的能量值叫能级，原子每一个可能的状态都对应着一个能级．

二、能级

1、能级：原子在定态下的能量值．

2、基态与激发态 若要使原子电离，需靠外界对原子做功，以使电子摆脱它与原子核之间的库仑力，所以原子电离后的能量比它处在各状态时的能量要高．若此时的能量规定为0，则其他状态的能量均为负值．能量最低的状态叫做基态，其他状态都叫激发态．

由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续的，这样的能量形式称为能量量子化．

能量最低的状态叫基态(E1)，其他状态叫激发态(E2、E3、E4……)

三、光子的发射和吸收

原子处在能量最低的基态时，最为稳定．

原子处在较高能级的激发态时会自发地向较低能级跃迁．它可能经过一次或几次跃迁，最后到达基态(教材第52页氢原子能级图)．在跃迁进程中，能量的减少以光子的形式放出．光子的能量遵从：

hE2E1

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反之，原子吸收相应光子的能量后，会从低能级向高能级跃迁．

四、原子光谱

1、光谱

按一定次序排列的彩色光带.⑴发射光谱:由发光物体直接产生的光谱叫做发射光谱。

① 连续光谱：炽热的固体、液体及高压气体的，由波长连续分布的光组成的光谱．

例如电灯灯丝发出的光，炽热钢水发出的光 ② 明线光谱：稀薄气体发光，产生一些不连续的亮线组成的光谱．

把固态或液态物质放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以得到它们的明线光谱．

明线光谱是由游离状态的原子发出的，也叫原子光谱．每种元素的原子只能发出某些具有特定波长的光谱线,这些谱线叫做那种元素的特征谱线.⑵吸收光谱: 每种气体都从通过它的白光中吸收跟它的特征谱线波长相同的那些光，使白光的连续光谱中出现暗线．连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱．

白光通过每一种气体时，光谱中都会产生一组暗线，每条暗线的波长都跟那种气体原子的一条特征谱线相对应．

吸收光谱中的暗线也是原子的特征谱线.只是通常在吸收光谱中看到的特征谱线比明线光谱中的要少一些．

2、氢原子光谱

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3、玻尔理论解释氢原子光谱

某种稀薄气体尽管元素成分较单一，但各原子分别处于不同的能量状态．它们由高能级向低能级的跃迁会出现多种可能，每一种可能对应发出某一频率的光子．而这些可能又由对应的能级差决定．能级是不连续的，能级差也是不连续的，所以导致原子光谱的亮线是不连续的(参看教材第52页能级跃迁图)．

4、光谱分析

由于每种元素都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成．这种方法叫做光谱分析．

做光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以利用吸收光谱． 这种方法的优点是非常灵敏而且迅速．

铷和铯就是从光谱中看到了以前所不知道的特征谱线而发现的． 太阳大气层时产生的吸收光谱．

五、玻尔理论的局限性

玻尔理论成功地解释并预言了氢原子的电磁波谱的问题，但是它也有其局限性．它在解释多电子原子的光谱问题上遇到了很大的困难．究其原因是它还未能完全摆脱经典理论的束缚，过多地保留了轨道模型、圆周运动、·牛顿运动定律等经典电磁理论．

玻尔的原子模型是量子理论和经典理论的“混血儿”，实际上，经典理论中的某些概念规律在微观领域是不适用的，这正是玻尔理论在某些问题中失败的原因.（三）小结

1．玻尔假设：（1）定态假设

原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量．这些状态叫做定态．

（2）轨迹假设

原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即

hE2E1

（3）跃迁假设

原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。由于原子的能量状态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的，即电子不能在任意半径的轨道上运行．只有满足下列条件的轨道才是可能的：轨道半径r跟电子的动量mv的乘积等于h／2π的整数倍，即

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交流教案

会员交流资料

式中的n是正整数，叫做量子数．这种现象叫做轨道的量子化.h是普朗克常量.２．光谱

（四）巩固练习

１、关于光谱的下列说法中正确的是：（）

A、连续光谱和线状光谱都是发射光谱

B、线状光谱的谱线含有原子的特征谱线

C、固体、液体和气体的发射光谱是连续光谱，只有金属蒸气的发射光谱是线状光谱

D、在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光

２、下列产生吸收光谱的是：（）A、霓红灯发光产生的光谱

B、蜡烛火焰

C、高压水银灯发光产生的光谱

C、白光通过温度较低的钠蒸气

（五）布置作业

（六）教学后记（课后填写）

hmvrn2 n＝1，2，3……

9.分子和原子教案 篇九

教学目标： 知识与技能：

1.用化学知识解释生活中的现象。激发学生对化学的兴趣 2.初步了解分子都在不停的运动 3.认识到一切物质都是由微粒构成的

过程与方法

1.问题引导法、实验探究法。通过演示实验引发思考，引导学生思考物质的性质，进而初步对分子和原子的性质展开学习

2.指导归纳法。通过对实验的思考，归纳整理生活中的现象，学会观察和思考

情感态度与价值观

1.增强学生对微观世界的好奇心和探究欲，激发学生学习化学的兴趣 2.建立“世界是物质的，物质是可分的”的辩证唯物主义物质观

3.会用分子的知识解释日常生活中的现象，增强学生触类旁通的能力

学习重难点

重点：1.理论联系实际，将生活中的现象和化学理论联系起来，建立原子分子的基本印象。2.学习分子的基本性质

难点：从宏观现象观察微粒运动，建立建立分子、原子的概念

教学用具

多媒体演示；黑板；

教学过程

一，[创设情境] 日常生活中,我们都有这样的见闻: 1）糖放入水中为什么不见了？ 2）打开香水就闻到香味? 3）湿衣服晒干，水跑到什么地方去了？ 设问,然后引入正课

实验3–2：品红的扩散:在静止的水中品红为什么能扩散呢？（同步加做加热水中品红）[过渡] 在很久以前许多学者就对上述这些问题进行了探究，他们提出了物质是由不连续的微小的粒子构成的设想,用于解释以上现象。那么,他们的论断是否正确呢? 展示图片：教材P48图3-

6、3-7 小结：物质确实是由微小的粒子……分子和原子构成的。二，[提问]分子有何特点呢？（阅读）分子很小 1个水分子的质量约是3×10-26kg； 1滴水中大约有1.67×1021个水分子 [活动与探究]做氨水的扩散实验

请同学们猜想：为什么A杯中的溶液很快变红了？而B杯中的溶液过很久才变红呢? 小结: 氨水中氨分子不断扩散进入了酚酞溶液中，使酚酞溶液变成了红色。该实验说明了分子在不停地运动。

[提问]在受热的情况下，分子运动速率怎样?能否举例子

电脑：①1000ml酒精与100ml水的混合,思考为什么混合后体积不为200ml呢?②一碗黄豆与一碗绿豆混合是否等于两碗？

小结：分子之间有间隔 思考题：

用分子的观点分析：

1、为什么墙内开花墙外香？

2、为什么湿衣服在阳光下比在阴凉处易凉干？

3、物质为何有三态变化？ 三，作业与练习

板书第一课时

一、物质都是由微粒构成的

二、分子的性质

1、分子是真实存在的2、分子在不断运动

3、分子之间有间隔

三、分子的概念

10.化学教案：原子的构成 篇十

原子吸收光谱法与原子荧光光谱法

4．1教学建议

一、从光谱定性分析和定量分析的依据和方法入手，介绍原子吸收光谱法与原子荧光光谱法的原理、特点及应用；与原子发射光谱法比较，介绍三者的不同。

二、在通用光谱分析仪器结构的总框架下，介绍原子吸收光谱与原子荧光光谱分析仪结构的光源、分光系统及检测系统的特点。

4．2主要概念

一、教学要求：

（一）、掌握原子吸收光谱分析的基本原理、仪器结构、特点和应用方法；

（二）、掌握原子荧光光谱分析的基本原理；

（三）、了解原子荧光光谱分析的仪器结构与应用。

二、内容要点精讲

第一节 基本原理

原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收 进行元素定量分析的方法。

基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。

在通常的原子吸收测定条件下，原子蒸气中基态原子数近似等于总原子数。在原子蒸气中（包括被测元素原子），可能会有基态与激发态存在。根据热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。

Ni / N0 = gi / g0 exp(-Ei / kT)Ni与N0 分别为激发态与基态的原子数； gi / g0为激发态与基态的统计权重，它表示能级的简并度；T为热力学温度； k为Boltzman常数； Ei为激发能。

从上式可知，温度越高，Ni / N0值越大，即激发态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变化；在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长，Ni /N0值越大。尽管如此变化，但是在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于3000K，大多数元素的最强共振线都低于 600 nm，Ni / N0值绝大部分在10-3以下，激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以忽略。因此。基态原子数N0可以近似等于总原子数N。

一、原子吸收光谱轮廓

原子吸收光谱线有相当窄的频率或波长范围，即有一定宽度。

一束不同频率强度为I0的平行光通过厚度为l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强度I服从吸收定律

I = I0 exp(-kl)式中k是基态原子对频率为的光的吸收系数。不同元素原子吸收不同频率的光，透过光强度对吸收光频率作图，由图可知，在频率 0处透过光强度最小，即吸收最大。若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长）和半宽度 表征。中心频率由原子能级决定。半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。

谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外界影响所引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。1，自然宽度

没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽度。它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为10-5nm数量级。

2，多普勒变宽

由于辐射原子处于无规则的热运动状态，因此，辐射原子可以看作运动的波源。这一不规则的热运动与观测器两者间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱线变宽。这种谱线的所谓多普勒变宽，是由于热运动产生的，所以又称为热变宽，一般可达10-3nm，是谱线变宽的主要因素。

3，压力变宽

由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和电子等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力变宽。压力变宽通常随压力增大而增大。

在压力变宽中，凡是同种粒子碰撞引起的变宽叫Holtzmark（赫尔兹马克）变宽；凡是由异种粒子引起的变宽叫Lorentz（罗伦兹）变宽。

此外，在外电场或磁场作用下，能引起能级的分裂，从而导致谱线变宽，这种变宽称为场致变宽。

4，自吸变宽

由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽。空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象，从而使谱线变宽。灯电流越大，自吸变宽越严重。

二、原子吸收光谱的测量 1，积分吸收

在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收系数，简称为积分吸收，它表示吸收的全部能量。从理论上可以得出，积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。数学表达式为：

∫K d = e2N0ƒ/mc

式中e为电子电荷；m为电子质量；c为光速；N0为单位体积内基态原子数；f 振子强度，即能被入射辐射激发的每个原子的平均电子数，它正比于原子对特定波长辐射的吸收几率。这是原子吸收光谱分析法的重要理论依据。

若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。但是，测定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收，需要分辨率非常高的色散仪器。

2，峰值吸收

目前，一般采用测量峰值吸收系数的方法代替测量积分吸收系数的方法。如果采用发射线半宽度比吸收线半宽度小得多的锐线光源，并且发射线的中心与吸收线中心一致，这样就不需要用高分辨率的单色器，而只要将其与其它谱线分离，就能测出峰值吸收系数。

在一般原子吸收测量条件下，原子吸收轮廓取决于 Doppler（热变宽）宽度，通过运算可得峰值吸收系数：

K0 = 2/△D(ln2/)1/2 e2N0ƒ/mc

可以看出，峰值吸收系数与原子浓度成正比，只要能测出K0 就可得出N0。3，锐线光源

锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。在使用锐线光源时，光源发射线半宽度很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数K 在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内。这样，一定的K0即可测出一定的原子浓度。

4，实际测量 在实际工作中，对于原子吸收值的测量，是以一定光强的单色光I0通过原子蒸气，然后测出被吸收后的光强I，此一吸收过程符合朗伯-比耳定律，即

I = I0e-K N L 式中K为吸收系数，N为自由原子总数（基态原子数），L为吸收层厚度。吸光度A可用下式表示

A = lgI0 / I = 2.303 K N L 在实际分析过程中，当实验条件一定时，N正比于待测元素的浓度。

第二节 仪 器

原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计，由光源、原子化器、单色器和检测器等四部分组成。

一、光源

光源的作用是发射被测元素的特征共振辐射。对光源的基本要求：发射的共振辐射的半宽度要明显小于吸收线的半宽度；辐射的强度大；辐射光强稳定，使用寿命长等。空心阴极灯是符合上述要求的理想光源，应用最广。

空心阴极灯是由玻璃管制成的封闭着低压气体的放电管。主要是由一个阳极和一个空心阴极组成。阴极为空心圆柱形，由待测元素的高纯金属和合金直接制成，贵重金属以其箔衬在阴极内壁。阳极为钨棒，上面装有钛丝或钽片作为吸气剂。灯的光窗材料根据所发射的共振线波长而定，在可见波段用硬质玻璃，在紫外波段用石英玻璃。制作时先抽成真空，然后再充入压强约为267 ~ 1333 Pa的少量氖或氩等惰性气体，其作用是 载带电流、使阴极产生溅射及激发原子发射特征的锐线光谱。

由于受宇宙射线等外界电离源的作用，空心阴极灯中总是存在极少量的带电粒子。当极间加上300 ~ 500V电压后，管内气体中存在着的、极少量阳离子向阴极运动，并轰击阴极表面，使阴极表面的电子获得外加能量而逸出。逸出的电子在电场作用下，向阳极作加速运动，在运动过程中与充气原子发生非弹性碰撞，产生能量交换，使惰性气体原子电离产生二次电子和正离子。在电场作用下，这些质量较重、速度较快的正离子向阴极运动并轰击阴极表面，不但使阴极表面的电子被击出，而且还使阴极表面的原子获得能量从晶格能的束缚中逸出而进入空间，这种现象称为 阴极的“溅射”。“溅射”出来的阴极元素的原子，在阴极区再与电子、惰性气体原子、离子等相互碰撞，而获得能量被激发发射阴极物质的线光谱。

空极阴极灯发射的光谱，主要是阴极元素的光谱。

若阴极物质只含一种元素，则制成的是单元素灯。若阴极物质含多种元素，则可制成多元素灯。多元素灯的发光强度一般都较单元素灯弱。

空极阴极灯的发光强度与工作电流有关。使用灯电流过小，放电不稳定；灯电流过大，溅射作用增强，原子蒸气密度增大，谱线变宽，甚至引起自吸，导致测定灵敏度降低，灯寿命缩短。因此在实际工作中应选择合适的工作电流。

空极阴极灯是性能优良的锐线光源。由于元素可以在空极阴极中多次溅射和被激发，气态原子平均停留时间较长，激发效率较高，因而发射的谱线强度较大；由于采用的工作电流一般只有几毫安或几十毫安，灯内温度较低，因此热变宽很小；由于灯内充气压力很低，激发原子与不同气体原子碰撞而引起的压力变宽可忽略不计；由于阴极附近的蒸气相金属原子密度较小，同种原子碰撞而引起的共振变宽也很小；此外，由于蒸气相原子密度低、温度低、自吸变宽几乎不存在。因此，使用空极阴极灯可以得到强度大、谱线很窄的待测元素的特征共振线。

二、原子化器

原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。入射光束在这里被基态原子吸收，因此也可把它视为“吸收池”。对原子化器的基本要求：必须具有足够高的原子化效率；必须具有良好的稳定性和重现形；操作简单及低的干扰水平等。常用的原子化器有火焰原子化器和非火焰原子化器。

（一）火焰原子化器

火焰原子化法中，常用的是预混合型原子化器（教材P.132），它是由雾化器、雾化室和燃烧器三部分组成。用火焰使试样原子化是目前广泛应用的一种方式。它是将液体试样经喷雾器形成雾粒，这些雾粒在雾化室中与气体（燃气与助燃气）均匀混合，除去大液滴后，再进入燃烧器形成火焰。此时，试液在火焰中产生原子蒸气。

1，雾化器（喷雾器）

喷雾器是火焰原子化器中的重要不部件。它的作用 是将试液变成细雾。雾粒越细、越多，在火焰中生成的基态自由原子就越多。目前，应用最广的是气动同心型喷雾器。喷雾器喷出的雾滴碰到玻璃球上，可产生进一步细化作用。生成的雾滴粒度和试液的吸入率，影响测定的精密度和化学干扰的大小。目前，喷雾器多采用不锈钢、聚四氟乙烯或玻璃等制成。

2，雾化室

雾化室的作用主要是 除大雾滴，并使燃气和助燃气充分混合，以便在燃烧时得到稳定的火焰。其中的扰流器可使雾滴变细，同时可以阻挡大的雾滴进入火焰。一般的喷雾装置的雾化效率为5 ~ 15%。

3，燃烧器

试液的细雾滴进入燃烧器，在火焰中经过干燥、熔化、蒸发和离解等过程后，产生大量的基态自由原子及少量的激发态原子、离子和分子。通常要求燃烧器的原子化程度高、火焰稳定、吸收光程长、噪声小等。燃烧器有单缝和三缝两种。燃烧器的缝长和缝宽，应根据所用燃料确定。目前，单缝燃烧器应用最广。

单缝燃烧器产生的火焰较窄，使部分光束在火焰周围通过而未能被吸收，从而使测量灵敏度降低。采用三缝燃烧器，由于缝宽较大，产生的原子蒸气能将光源发出的光束完全包围，外侧缝隙还可以起到屏蔽火焰作用，并避免来自大气的污染物。因此，三缝燃烧器比单缝燃烧器稳定。燃烧器多为不不锈钢制造。燃烧器的高度应能上下调节，以便选取适宜的火焰部位测量。为了改变吸收光程，扩大测量浓度范围，燃烧器可旋转一定角度。

4，火焰的基本特性（1）燃烧速度

燃烧速度是指由着火点向可燃烧混合气其它点传播的速度。它影响火焰的安全操作和燃烧的稳定性。要使火焰稳定，可燃混合气体的供应速度应大于燃烧速度。但供气速度过大，会使火焰离开燃烧器，变得不稳定，甚至吹灭火焰；供气速度过小，将会引起回火。

（2）火焰温度

不同类型的火焰，其温度不同（教材P.133）。（3）火焰的燃气和助燃气比例

按火焰燃气和助燃气比例的不同，可将火焰分为三类：化学计量火焰、富燃火焰和贫燃火焰。

化学计量火焰 由于燃气与助燃气之比与化学反应计量关系相近，又称其为中性火焰。此火焰温度高、稳定、干扰小、背景低。

富燃火焰 燃气大于化学计量的火焰。又称还原性火焰。火焰呈黄色，层次模糊，温度稍低，火焰的还原性较强，适合于易形成难离解氧化物元素的测定。

贫燃火焰 又称氧化性火焰，即助燃比大于化学计量的火焰。氧化性较强，火焰呈蓝色，温度较低，适于易离解、易电离元素的原子化，如碱金属等。

选择适宜的火焰条件是一项重要的工作，可根据试样的具体情况，通过实验或查阅有关的文献确定。一般地，选择火焰的温度应使待测元素恰能分解成基态自由原子为宜。若温度过高，会增加原子电离或激发，而使基态自由原子减少，导致分析灵敏度降低。

选择火焰时，还应考虑火焰本身对光的吸收。烃类火焰在短波区有较大的吸收，而氢火焰的透射性能则好得多。对于分析线位于短波区的元素的测定，在选择火焰时应考虑火焰透射性能的影响。

乙炔-空气 火焰 是原子吸收测定中最常用的火焰，该火焰燃烧稳定，重现性好，噪声低，温度高，对大多数元素有足够高的灵敏度，但它在短波紫外区有较大的吸收。

氢-空气火焰 是氧化性火焰，燃烧速度较乙炔-空气 火焰高，但温度较低，优点是背景发射较弱，透射性能好。

乙炔-一氧化二氮火焰 的优点是火焰温度高，而燃烧速度并不快，适用于难原子化元素的测定，用它可测定70多种元素。

（二）非火焰原子化器

非火焰原子化器常用的是石墨炉原子化器。石墨炉原子化法的过程是将试样注入石墨管中间位置，用大电流通过石墨管以产生高达2000 ~ 3000℃的高温使试样经过干燥、蒸发和原子化。

与火焰原子化法相比，石墨炉原子化法具有如下特点： a，灵敏度高、检测限低 因为试样直接注入石墨管内，样品几乎全部蒸发并参与吸收。试样原子化是在惰性气体保护下，还原性气的石墨管内进行的，有利于难熔氧化物的分解和自由原子的形成，自由原子在石墨管内平均滞留时间长，因此管内自由原子密度高，绝对灵敏度达10-1210-15克。

b，用样量少

通常固体样品为0.110毫克，液体试样为5 50微升。因此石墨炉原子化特别适用于微量样品的分析，但由于非特征背景吸收的限制，取样量少，相对灵敏度低，样品不均匀性的影响比较严重，方法精密度比火焰原子化法差，通常约为25%。

C，试样直接注入原子化器，从而减少溶液一些物理性质对测定的影响，也可直接分析固体样品。

d，排除了火焰原子化法中存在的火焰组份与被测组份之间的相互作用，减少了由此引起的化学干扰。

e，可以测定共振吸收线位于真空紫外区的非金属元素I、P、S等。f，石墨炉原子化法所用设备比较复杂，成本比较高。

但石墨炉原子化器在工作中比火焰原子化系统安全。

g，石墨炉产生的总能量比火焰小，因此基体干扰较严重，测量的精密度比火焰原子化法差。商品仪器的石墨炉结构多样，但实际上用得最多的是Massmann（马斯曼）炉的HGA系列和Varin-Trchtron（瓦里安AB = k c 本法适用于分析线附近背景吸收变化不大的情况，否则准确度较差。（2）连续光源背景校正法

目前原子吸收分光光度计上一般都配有连续光源自动扣除背景装备。连续光源用氘灯在紫外区；碘钨灯、氙灯 在可见区扣除背景。氘灯产生的连续光谱进入单色器狭缝，通常比原子吸收线 宽度 大一百倍左右。氘灯对原子吸收的信号为空心阴极灯原子信号的0.5%以下。由此，可以认为氘灯测出的主要是背景吸收信号，空心阴极灯测的是原子吸收和背景信号，二者相减得原子吸收值。氘灯校正法已广泛应用于商品原子吸收光谱仪器中，氘灯校正的波长和原子吸收波长相同，校正效果显然比非共振线法好。

氘灯校正背景是商品仪器使用最普通的技术，为了提高背景扣除能力，从电路和光路设计上都有许多改进，自动化程度越来越高。

此法的缺点在于氘灯是一种气体放电灯，而空极阴极灯属于空极阴极溅射放电灯。两者放电性质不同，能量分布不同，光斑大小不同，再加上不易使两个灯的光斑完全重叠。急剧的原子化，又引起石墨炉中原子和分子浓度在时间和空间上分布不均匀，因而造成背景扣除的误差。

（3）Zeeman效应背景校正法

Zeeman效应 是指在磁场作用下简并的谱线发生分裂的现象。Zeeman效应分为正常Zeeman效应 和反常Zeeman效应。

在正常Zeeman效应中，每条谱线分裂为三条分线，中间一条为组分，其频率不受磁场的影响；其它两条称为组分，其频率与磁场强度成正比。在反常Zeeman效应中，每条谱线分裂为三条分线或更多条分线，这是由谱线本身的性质所决定的。反常Zeeman效应是原子谱线分裂的普遍现象，而正常Zeeman效应仅仅是假定电子自旋动量矩为零，原子只有轨道动量矩时所有的特殊现象。

利用塞曼效应校正背景的方法可分为两大类：光源调制法和吸收线调制法。

由于施加磁场的方式不同，每一类又可分为若干小类。① 光源调制法

这种方法是将磁场加在光源上，使共振发射线发生塞曼分裂。此法亦分为： 光束方向平行于磁场的方法（旋转检偏器调制法）

这一方法又称为同位素位移塞曼原子吸收法，是在同位素光源上施加一个永久磁场，使光源发射线发生塞曼分裂。经磁场分裂后的圆偏振光，用1/4延迟板变为相位不相同的两直线偏振光，再用旋转式偏转检偏器将+ 与 -组分分开，让组分中之一组分位于共振吸收线中心，作为测量光束，另一组分位于远离吸收线中心位置，作为参比光束。

光束方向垂直于磁场的方式（、旋转检偏器调制法）

在光源上施加一个永久磁场，光源共振发射线分裂为、组分，三组分同时通过试样原子蒸气时组分为试样原子蒸气和背景吸收，组分仅为背景吸收。用旋转检偏器将、两相互垂直的直线偏振化组分分开，交替地送到检测系统，即得到校正了背景的试样原子吸收信号。

② 吸收线调制法

这类方法是在原子化器上施加磁场，使吸收线发生塞曼效应。p‖与p偏振交替调制方式

此法是在原子化器上施加一个永久磁场，其方向与光束垂直，使吸收线分裂为、+和 -组分， 组分平行于磁场方向，组分垂直于磁场方向。光源发射线通过检偏器后变成偏振光，其偏振化方向一时刻平行于磁场方向为p‖光束，另一时刻垂直于磁场方向为p光束。吸收线 组分与平行于磁场方向的发射线p‖成分方向一致，产生吸收，由于背景吸收没有方向性，因此测得的是原子吸收和背景吸收。

当垂直于磁场方向的光束p成分通过原子蒸气时，因与吸收线 组分偏振方向不同，不产生原子吸收，但与背景产生吸收，因为背景吸收与发射线偏振方向无关。以p‖为测量光束，p为参比光束，所测得信号差，则为经过背景校正后的“净吸光度”。吸收线磁场调制方式

一交变磁场（方向与光束垂直）置于原子化器，用磁场对原子化过程中的原子吸收线进行调制。无磁场（H=0）时，原子吸收线不发生Zeeman分裂，有磁场（H=HMAX）时，原子吸收线分裂为和组分。在光路中放置一个偏光元件，只允许光源辐射光中与磁场方向垂直的偏振光成分通过。在H=0时，与通常原子吸收一样，测量原子吸收和背景吸收；在H=HMAX时，原子吸收线发生Zeeman分裂，其组分与光源辐射的偏振光波长一致，但偏振方向正交，故不发生吸收，此时测量的为背景吸收。两者之差为校正了背景的净吸收信号。

第四节 分析方法

一、测量条件的选择 1.分析线

通常选择元素的共振线作为分析线。在分析被测元素浓度较高试样时，可选用灵敏度较低的非共振线作为分析线。

2.狭缝宽度

狭缝宽度影响光谱通带与检测器接收辐射的能量。狭缝宽度的选择要能使吸收线与邻近干扰线分开。当有干扰线进入光谱通带内时，吸光度值将立即减小。不引起吸光度减小的最大狭缝宽度为应选择的合适的狭缝宽。

原子吸收分析中，谱线重叠的几率较小，因此，可以使用较宽的狭缝，以增加光强与降低检出限。在实验中，也要考虑被测元素谱线复杂程度，碱金属、碱土金属谱线简单，可选择较大的狭缝宽度；过度元素与稀土元素等谱线比较复杂，要选择较小的狭缝宽度。

3.灯电流

空心阴极灯的发射特性取决于工作电流。灯电流过小，放电不稳定，光输出的强度小；灯电流过大，发射谱线变宽，导致灵敏度下降，灯寿命缩短。选择灯电流时，应在保持稳定和有合适的光强输出的情况下，尽量选用较低的工作电流。一般商品的空极阴极灯都标有允许使用的最大电流与可使用的电流范围，通常选用最大电流的1/2 ~ 2/3为工作电流。实际工作中，最合适的电流应通过实验确定。空极阴极灯使用前一般须预热10 ~ 30 min。

4.原子化条件（1）火焰原子化法

火焰的选择与调节是影响原子化效率的重要因素。

对于低温、中温火焰，适合的元素可使用乙炔-空气火焰；在火焰中易生成难离解的化合物及难溶氧化物的元素，宜用乙炔-氧化亚氮高温火焰；分析线在220nm以下的元素，可选用氢气-空气火焰。

火焰类型选定以后，须调节燃气与助燃气比例，以得到所需特点的火焰。易生成难离解氧化物的元素，用富燃火焰；氧化物不稳定的元素，宜用化学计量火焰或贫燃火焰。合适的燃助比应通过实验确定。

燃烧器高度是控制光源光束通过火焰区域的。由于在火焰区内，自由原子的空间分布不均匀，随火焰条件而变化。因此必须调节燃烧器的高度，使测量光束从自由原子浓度大的区域内通过，可以得到较高的灵敏度。

（2）石墨炉原子化法

石墨炉原子化法要合理选择干燥、灰化、原子化及净化等阶段的温度和时间。

干燥一般在105 ~ 125℃的条件下进行。

灰化要选择能除去试样中基体与其它组分而被测元素不损失的情况下，尽可能高的温度。

原子化温度选择可达到原子吸收最大吸光度值的最低温度。净化或称清除阶段，温度应高于原子化温度，时间仅为3 ~ 5s，以便消除试样的残留物产生的记忆效应。

（1）是预处理中待测元素无损失的情况下可采用的最 高预处理温度（即最佳灰化温度）；

（2）表示定量原子化的最低温度。

（3）表示原子出现的温度；

（4）表示最适宜的原子化温度。5.进样量

进样量过小，信号太弱；过大，在火焰原子化法中，对火焰会产生冷却效应；在石墨炉原子化法中，会使除残产生困难。在实际工作中，通过实验测定吸光度值与进样量的变化，选择合适的进样量。

二、分析方法 1.校准曲线法

配制一组含有不同浓度被测元素的标准溶液，在与试样测定完全相同的条件下，按浓度由低到高的顺序测定吸光度值。绘制吸光度对浓度的校准曲线。测定试样的吸光度，杂校准曲线上用内插法求出被测元素的含量。

2.标准加入法

分取几份相同量的被测试液，分别加入不同量的被测元素的标准溶液，其中一份不加被测元素的标准溶液，最后稀释至相同体积，使加入的标准溶液浓度为0，CS、2CS、3CS„，然后分别测定它们的吸光度，绘制吸光度对浓度的校准曲线，再将该曲线外推至与浓度轴相交。交点至坐标原点的距离Cx即是被测元素经稀释后的浓度。

第五节 灵敏度与检出限

一、灵敏度

灵敏度S的定义是分析标准函数 X = f（c）的一次导数S = dx/dc。1.特征浓度

在原子吸收光度法中，习惯于用1%吸收灵敏度。特征浓度 定义为能产生1%吸收（即吸光度值为0.0044）信号时所对应的被测元素的浓度。

C0 = CX×0.0044 / A（g.cm-3）

CX表示待测元素的浓度；A为多次测量的吸光度值。2.特征质量

石墨炉原子吸收法常用绝对量表示，特征质量的计算公式为 m0 = 0.0044/S = 0.0044m/AS（Pg或ng）

式中m为分析物质量，单位为Pg或ng，AS为峰面积积分吸光度。

特征浓度或特征质量越小越好。

二、检出限（D.L.）

检出限的定义为：以特定的分析方法，以适当的置信水平被检出的最低浓度或最小量。

在IUPAC的规定中，对各种光学分析法，可测量的最小分析信号以下式确定： Xmin = X平均 + KS0 式中X平均是用空白溶液按同样分析方法多次测量的平均值。S0是空白溶液多次测量的标准偏差；K是置信水平决定的系数。

可测量的最小分析信号为空白溶液多次测量平均值与3倍空白溶液测量的标准偏差之和，它所对应的被测元素浓度即为检出限D.L.。D.L.= Xmin-X平均/S = KS0/S D.L.= 3S0/S

第六节 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是以原子 在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。

原子荧光光谱法从机理看来属于发射光谱分析，但所用仪器及操作技术与原子吸收光谱法相近，故在本章学习。

一、基本原理

（一）原子荧光光谱的产生

气态自由原子吸收光源的特征辐射后，原子的外层电子跃迁到较高能级，然后又跃迁返回基态或较低能级，同时发射出与原激发辐射波长相同或不同的辐射即为原子荧光。原子荧光属光致发光，也是二次发光。当激发光源停止照射后，再发射过程立即停止。

（二）原子荧光的类型

原子荧光可分为共振荧光、非共振荧光与敏化荧光等三种类型。1.共振荧光

气态自由原子吸收共振线被激发后，再发射出与原激发辐射波长相同的辐射即为共振荧光。

它的特点是激发线与荧光线的高低能级相同，其产生过程如图A；若原子受激发处于亚稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射相同波长的共振荧光，此种原子荧光称为热助共振荧光。

2.非共振荧光

当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。非共振荧光又分为直跃线荧光、阶跃线荧光和anti-Stokes荧光。

（1）直跃线荧光 激发态原子跃迁回至高于基态的亚稳态时所发射的荧光称为直跃线荧光。由于荧光能级间隔小于激发线的能线间隔，所以荧光的波长大于 激发线的波长。如果荧光线激发能大于荧光能，即 荧光线的波长大于激发线的波长称为Stokes荧光。反之，称为anti-Stokes荧光。直跃线荧光为Stokes荧光。

（2）阶跃线荧光

阶跃线荧光有两种情况，正常阶跃线荧光为被光照激发的原子，以非辐射形式去激发返回到较低能级，再以辐射形式返回基态而发射的荧光（A）。其荧光波长大于激发线波长。

热助阶跃线荧光为被光致激发的原子，跃迁至中间能级，又发生热激发至高能级，然后返回至低能级发射的荧光（B）。

（3）anti-Stokes荧光

当自由原子跃迁至某一能级，其获得的能量一部分是由光源激发能供给，另一部分是热能供给，然后返回低能级所发射的荧光为anti-Stokes荧光。其荧光能大于激发能，荧光波长小于激发线波长。

（3）敏化荧光

受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递给另一个原子使其激发，后者在以辐射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光。

（三）荧光强度

共振荧光，荧光强度If正比于基态原子对某一频率激发光的吸收强度Ia。If =  Ia 式中为荧光量子效率，它表示发射荧光光量子数与吸收激发光量子数之比。

若激发光源是稳定的，入射光是平行而均匀的光束，自吸可忽略不计，则基态原子对光吸收强度Ia用吸收定律表示

Ia = AI0(1-e- l N)式中I0为原子化器内单位面积上接受的光源强度，A 为受光源照射在检测器系统中观察到的有效面积，l为吸收光程长，为峰值吸收系数，N为单位体积内的基态原子数。

整理可得 If = AI0  l N 当仪器与操作条件一定时，除N外，其它为常数，N 与试样中被测元素浓度C成正比

If = KC 上式为原子荧光定量分析的基础。

（四）量子效率与荧光猝灭

受光激发的原子，可能发射共振荧光，也可能发射非共振荧光，还可能无辐射跃迁至低能级，所以量子效率一般小于1。

受激原子和其它粒子碰撞，把一部分能量变成热运动与其它形式的能量，因而发生无辐射的去激发过程，这种现象称为荧光猝灭。

荧光猝灭会使荧光的量子效率降低，荧光强度减弱。

三、仪器

原子荧光光度计分为非色散型和色散型。这两类仪器的结构基本相似，只是单色器不同。

原子荧光光度计与原子吸收光度计在很多组件上是相同的。如原子化器（火焰和石墨炉）；用切光器及交流放大器来消除原子化器中直流发射信号的干扰；检测器为光电倍增管等。

下面讨论原子荧光光度计与原子吸收光度计的主要区别： 1.光源

在原子荧光光度计中，需要 采用高强度空心阴极灯、无极放电灯、激光和等离子体等。商品仪器中多采用 高强度空心阴极灯、无极放电灯两种。

（1）高强度空心阴极灯

高强度空心阴极灯特点是在普通空极阴极灯中，加上一对辅助电极。辅助电极的作用是产生第二次放电，从而大大提高金属元素的共振线强度（对其它谱线的强度增加不大）。

（2）无极放电灯

无极放电灯比高强度空心阴极灯的亮度高，自吸小，寿命长。特别适用于在短波区内有共振线的易挥发元素的测定。

2.光路

在原子荧光中，为了检测荧光信号，避免待测元素本身发射的谱线，要求光源、原子化器和检测器三者处于直角状态。而原子吸收光度计中，这三者是处于一条直线上。

四、定量分析方法

（一）定量分析方法 — 校准曲线法

（二）干扰及消除

原子荧光的主要干扰是猝灭效应。这种干扰可采用减少溶液中其它干扰离子的浓度避免。其它干扰因素如光谱干扰、化学干扰、物理干扰等与原子吸收光谱法相似。

在原子荧光法中由于光源的强度比荧光强度高几个数量级，因此散射光可产生较大的正干扰。减少散射干扰，主要是减少散射微粒。采用预混火焰、增高火焰观测高度和火焰温度，或使用高挥发性的溶剂等，均可以减少散射微粒。也可采用扣除散射光背景的方法消除其干扰。

（三）氢化法在原子吸收和原子荧光中的应用

氢化法是原子吸收和原子荧光光度法中的重要分析方法，主要用于易形成氢化物的金属，如砷、碲、铋、硒、锑、锡、锗和铅等，汞生成汞蒸气。

氢化法是以强还原剂硼氢化钠在酸性介质中与待测元素反应，生成气态的氢化物后，在引入原子化器中进行分析。

由于硼氢化钠在弱碱性溶液中易于保存，使用方便，反应速度快，且很容易地将待测元素转化为气体，所以在原子吸收和原子荧光光度法中得到广泛的应用。

原子荧光光谱法的特点：（1）高灵敏度、低检出限。

特别对Cd、Zn等元素有相当低的检出限，Cd可达0.001ng.cm-

3、Zn为0.04ng.cm-3。由于原子荧光的辐射强度与激发光源成比例，采用新的高强度光源可进一步降低其检出限。

（2）谱线简单、干扰少。

（3）分析校准曲线线性范围宽，可达3 ~ 5个数量级。（4）多元素同时测定。

虽然原子荧光法有许多优点，但由于荧光猝灭效应，以致在测定复杂基体的试样及高含量样品时，尚有一定的困难。此外，散射光的干扰也是原子荧光分析中的一个麻烦问题。因此，原子荧光光谱法在应用方面不及原子吸收光谱法和原子发射光谱法广泛，但可作为这两种方法的补充。

三、重点、难点

（一）重点内容

1、原子吸收光谱分析的基本原理；

2、原子吸收分光光度计；

3、原子吸收光谱分析方法；

4、原子荧光光谱法的基本原理。

（二）难点

原子吸收光谱定量关系，谱线特征及峰值吸收的特点，灵敏度及检出限概念及原子吸收光谱分析定量分析方法的建立。

4．3 例题

例3．1 容器中有4.4 g CO2，14 g N2，12.8g O2，总压为2.026×105Pa，求各组分的分压。

分析：题意中给出了三种气体的质量和总压强，可以直接求得各组的摩尔数，利用道尔顿分压定律求得。本题涉及本章一个重要的知识点。解：混合气体中各物质的摩尔数为：

n1CO24.4g/44(gmol)0.1mo lnN214g/28(gmol1)0.5mol nO212.8g/32(gmol1)0.4mol

由道尔顿分压定律，可求得：

pCO2pnCO2toln0.12.026104CO2nN2n2.026×105O20.10.50.4Pa pnN2N2ptoln2.026×1050.5CO2nN2nO20.10.50.41.013104Pa

pnO22.026×1050.4O2ptolnCO2n0.10.50.48.104104Pa

N2nO2【评注】本题给定条件明了、直接，解题思路清晰。

例3．2有一高压气瓶，容积为30 dm3，能承受2.6×107Pa，问在293K时可装入多少千克O2而不致发生危险？

分析：这是一个应用实例，已知体积，压强，温度，可以直接利用式（1.1）理想气体状态方程求出氧气的质量。

解：

pVnRTmMRTmPVMRT2.61070.030.032 8.31429310.25Kg

【评注】本题给定条件明了、直接，解题思路清晰。

例3．3 水的汽化热为40 kJ·mol-1，求298K时水的饱和蒸汽压。

分析：由题可知，水的蒸发热即汽化热，温度从298K至沸腾状态373K，大气压强已知，因此可以由克劳修斯-克拉贝龙方程（式2.15）求得水在298K时的饱和蒸汽压。

解：lgp1vHm11p2.303R T22T1lg101325p400008.31412981373 22.303求得：P2=3945Pa 4．4习题精选详解

（题号）2.1.某气体在293K与9.97×104Pa时占有体积1.910-1dm3其质量为0.132g，试求这种气体的相对分子质量，它可能是何种气体? 解：该题为理想气体状态方程的运用，将理想气体状态方程进行变量变换，即将物质的量变换为摩尔质量即可。

2.2.一敞口烧瓶在280K时所盛的气体，需加热到什么温度时，才能使其三分之一逸出? 解 该题为理想气体状态方程的应用，由题意可知，一敞口烧瓶即在相同压力下，两种气体状态参数的相关性（采用理想气体状态方程关联）进行计算。

2-3.温度下，将1.013×105Pa的N2 2dm3和0.506 5Pa的O23 dm3放入6 dm3的真空容器中，求O2和N2的分压及混合气体的总压。

解：本题为理想气体状态方程的应用及总压与分压关系。

2.5.在300K，1.013×10Pa时，加热一敞口细颈瓶到500K，然后封闭其细颈口，并冷却至原来的温度，求这时瓶内的压强。

解：由题意知，当瓶内温度升为500K时，其气体体积将变为原来的5/3倍，因此瓶内气体的物质的量只占全部气体的3/5，对应的压力为1.013×105Pa降温前瓶内的气体的物质的量不变。

2.6.在273K和1.013×105Pa下，将1.0 dm3洁净干燥的空气缓慢通过H3C-O-CH3液体，在此过程中，液体损失0.0335 g，求此种液体273K时的饱和蒸汽压。解

2.8.在291K和总压为1.013×105Pa时，2.70 dm3含饱和水蒸汽的空气，通过CaCl2干燥管，完全吸水后，干燥空气为3.21 g，求291K时水的饱和蒸汽压。解

2.10.在273K时，将同一初压的4.0 dm3 N2和1.0dm3 O2压缩到一个容积为2 dm3的真空容器中，混合气体的总压为3.26×105 Pa，试求：

（1）两种气体的初压；

（2）混合气体中各组分气体的分压；（3）各气体的物质的量。解：

2.13．已知乙醚的蒸汽热为25900J·mol-1，它在293K的饱和蒸汽压为7.58×104Pa，试求在308K时的饱和蒸汽压。解

2.15.如图所示是NaCl的一个晶胞，属于这个晶胞的Cl（用表示）和Na+（用表示）各多少个？