《3.2 原子的结构》教材变化

    

    变化1．调整了修订前教材中“离子”的章节位置，并更换了课题的标题

【修订前】修订前“离子”这一课题包括“核外电子的排布”和“离子的形成”两部分内容，该课题安排在第四单元的课题3，是独立的一个课题。修订前教材本课题以“原子的构成”为标题。

【修订后】修订后教材将“核外电子的排布”和“离子的形成”两部分内容合并在同一个一级标题“原子的核外电子排布”下，且将其位置调整至第三单元课题2，成为该课题下第二个一级标题的内容。修订后教材本课题以“原子的结构”为标题。

【目的意图】“原子的构成”主要是针对构成原子粒子的种类、电性、数目的研究。从构成原子的粒子种类角度来看，原子包括原子核和核外电子，原子核又包括质子和中子。从构成原子的粒子电性角度来看，质子带正电、中子不带电、原子核带正电、核外电子带负电。从构成原子的粒子数目角度来看，核电荷数=质子数=核外电子数。这些都是对原子内部结构的一些最直观、最表象的认识。要想对构成原子的粒子有定量的了解；了解元素的化学性质与原子结构的关系、离子化合物（或共价化合物）的形成，甚至高中要学习的共价键和离子键等知识，都需在“原子的构成”的基础上对“原子的结构”进行再认识，故此，教材在学习了原子的构成后，紧跟着推出“核外电子的分层排布”和“相对原子质量”的知识就是理所当然的事。“核外电子的排布”是围绕原子构成中核外电子展开的进一步研究，是围绕核外电子的分层排布和电子得失展开的教学内容，主要还是对原子结构的定性认识。从构成原子的粒子质量（即定量）角度来看，电子的质量很小，原子的质量主要集中在原子核上，质子、中子的相对质量都约等于1，故此，相对原子质量≈质子数+中子数。后面的这两块知识都是在“原子的构成”基础上对“原子的结构”的进一步研究，修订后教材把它们放在同一个课题下，并按照“原子的构成”、“原子核外电子的排布”、“相对原子质量”的顺序进行编写，是符合知识间的逻辑顺序、符合人类由定性到定量认识事物的规律的。由于教材内容编写顺序的调整，课题的标题也相应做了更换。

变化2．调整图片“原子的体积很小”的位置

【修订前】“原子的体积很小”图片放置在第一个一级标题下“原子的构成”的最后一段。

【修订后】“原子的体积很小”图片放置在课题的开篇。

修订前：原子的体积很小        修订后：原子的体积很小

【目的意图】修订前教材将“原子的体积很小”图片放置在第一个一级标题下“原子的构成”的最后一段，意在使学生在学习了原子的构成的基础上，对原子、原子中构成粒子的大小以及它们的空间位置有一个整体的认知，知识呈现的意味更浓厚一些。修订后教材将“原子的体积很小”图片放置在课题的开篇，意在引发学生思考“如此小的微观粒子内部到底有着怎样的结构呢？探究的意味更浓厚一些。另外，修订后教材在“原子的体积很小”的图片中“小黄点“的位置加注文字“乒乓球”，使得该类比的展现效果更直观、更清晰。

变化3．删去了修订前教材“表4-1”中构成原子的粒子的电性的内容，并将调整后的表调换了位置

【修订前】删去了“表4-1构成原子的粒子的电性和质量”中电性的内容。该表格在第一个一级标题“原子的构成”中第一段文字后呈现。

【修订后】将该部分内容改为文字叙述：“每一个质子带1个单位的正电荷，每个电子带1个单位的负电荷，中子不带电。”调整后的表格在第三个一级标题“相对原子质量”中第一段文字后呈现。

修订前：构成原子的粒子的电性和质量

【目的意图】构成原子的粒子的电性属于“原子的构成”的内容，构成原子的粒子的质量属于“原子的结构”的内容，是从定量角度对“原子的构成”的深层次的认识。由于教材编写顺序的调整，就将修订前教材“表4-1构成原子的粒子的电性和质量”的内容分成两部分，即“构成原子的粒子的电性”和“构成原子的粒子的质量”。前一部分内容简单、明了，不必要再设置表格，所以，改用语言文字在“一、原子的构成”中呈现。后一部分内容为了突出几种构成原子的粒子质量的对比，依然选用了表格列数据的方法呈现，呈现在“三、相对原子质量”中。

变化4．将修订前教材中“核外电子的排布”和“离子的形成”两个一级标题下内容进行合并，合并为一个一级标题下“原子核外电子的排布”的内容

【修订前】修订前教材中“核外电子的排布”和“离子的形成”是第四单元课题3下的两个一级标题的内容。

【修订后】修订后教材将“核外电子的排布”和“离子的形成”两个一级标题下内容进行合并，合并后成为第三单元课题2原子的结构中的第二个一级标题下“原子核外电子的排布”中的内容。

【目的意图】“核外电子的排布”和“离子的形成”这两部分内容是围绕原子构成中核外电子的分层排布和最外层电子得失展开的教学内容，从知识的归属来看，都属于“原子核外电子的排布”下的内容。若将其分成两个一级标题的内容呈现，就割裂了知识之间的内在联系，而合并则能够更清晰的呈现知识间的逻辑关系。“原子核外电子的排布”的内容是从定性角度对“原子的构成”的进一步认识，若细分则属于“原子的结构”中的内容。

变化5．调整了原子的核外电子分层排布中的部分内容

【修订前】“核外电子的运动有自己的特点，它不像行星绕太阳旋转有固定的轨道，但却有经常出现的区域。科学家把这些区域称为电子层。核外电子是在不同的电子层内运动的，人们又把这种现象叫做核外电子的分层排布。现在发现元素原子核外电子最少的有1层，最多的有7层。最外层电子数最多不超过8个（只有1层的不超过2个）。”

【修订后】“科学研究表明，在含有多电子的原子中，核外电子具有不同的运动状态，离核近的电子能量较低，离核越远，电子的能量越高。离核最近的电子层为第一层，次之为第二层，依次类推为三、四、五、六、七层，离核最远的也叫最外层。核外电子的这种分层运动又叫做分层排布（如图3-10）。已知原子的核外电子最少的只有一层，最多的有七层，最外层电子数不超过8个（只有一层的，电子不超过2个）。”

【目的意图】修订前教材的开头是以“行星绕太阳旋转”做对比来陈述核外电子运动特点的，进而提出“电子层”和“核外电子的分层排布”的概念，并讲述了核外电子层数的知识。修订后教材的开头以“科学研究结论”的形式阐述了在多电子原子中由于电子能量的差异而导致电子运动状态的不同，更详细的讲述了核外电子层数的知识，特别强调提出了“最外层”这一概念，为后续元素的分类、元素的化学性质与原子结构的关系、氯化钠的形成做铺垫。此后才推出了“分层排布”的概念。核外电子的分层排布是一个科学事实，以“科学研究结论”的形式阐述具有更高的信度，同时也能体现教材呈现知识的严谨性。“电子层”和“核外电子的分层排布”的概念很抽象，学生难以想象电子的运动状态，因而调整后的教材以“离核近的电子能量较低，离核越远，电子的能量越高”为理论依据，详细的讲述了离核由近及远的电子层的分布情况，学生有了对电子层的一个大致的了解，再推出“核外电子分层排布”的概念，即显示出教材知识的呈现是有理可查、有据可依的，同时又顺应了学生思维发展的特点。

变化6．变换了原子结构示意图的呈现方式

【修订前】以文字形式讲述原子结构示意图：“用原子结构示意图可简明、方便地表示原子的结构。小圈和圈内的数字表示原子核和核内质子数，弧线表示电子层，弧线上面的数字表示该层的电子数。”

【修订后】以模型展现，并在图示周围用文字进行标注。

修订后：图3-11  氧原子的结构示意图

【目的意图】语言文字是一种抽象的表达形式，阅读者需要将通过视觉神经看到的文字信息传递给大脑中枢神经进行加工，使它在大脑中转化成一个具体的形象，然后再去理解文字所要表达的内容。从这个层面上看，以模型展现知识信息，远比以文字形式展现要具体形象。而初中生主要是通过形象思维理解和掌握所学知识的，同时向抽象思维过渡。因此，“原子结构示意图”以配有文字标注的模型展现，更便于学生的理解和掌握。

变化7．将修订前教材中“一些元素的原子结构示意图”调整为“部分原子的结构示意图”

【修订前】以表格的形式呈现了六种元素的质子数和原子结构示意图。

【修订后】把1～18号元素原子结构示意图按照元素周期表的位置呈现。

修订前：表4-4  一些元素的原子结构示意图

【目的意图】原子结构示意图可作为一个独特而有效的工具来分析和解释很多问题，教学中对学有余力的学生可要求他们记忆1～18号元素原子结构示意图，为后期学习奠定基础。初中化学不可能要求学生对核外电子排布的特点和规律作深入探讨，因此，教科书选择将核电荷数从1～18的元素原子结构示意图直接、有序地呈现出来，便于学生发现1～18号元素原子的核外电子排布规律，从而记忆这些元素的原子结构示意图；便于分析和比较稀有气体元素、典型金属元素和典型非金属元素的原子结构特点；了解元素性质与核外电子，特别是最外层电子数目的关系。而这些都是修订前教材“表4-4一些元素的原子结构示意图”所做不到的。

变化8．调整了修订前教材中“离子的形成”中的部分内容

【修订前】“在化学反应中，金属元素原子失去最外层电子，非金属元素原子得到电子，从而使参加反应的原子带上电荷。带电荷的原子叫做离子。带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。阴、阳离子由于静电作用而形成不带电性的化合物。例如，钠与氯气反应，每个钠原子失去1个电子形成钠离子Na⁺，每个氯原子得到1个电子形成氯离子Cl^-。Na⁺与Cl^-由于静电作用而结合成化合物氯化钠NaCl。像氯化钠这样由阴、阳离子结合成的化合物还有很多。”

【修订后】“以金属钠与氯气的反应为例，钠原子的最外层有1个电子，氯原子的最外层有7个电子，当钠与氯气反应时，钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层上，这样两者都形成相对稳定的结构。

在上述过程中，钠原子因失去1个电子而带上1个单位的正电荷；氯原子因得到1个电子而带上1个单位的负电荷。这种带电的原子叫做离子。带正电的原子叫做阳离子。如钠离子（Na⁺）；带负电的原子叫做阴离子，如氯离子（Cl^-）。带相反电荷的钠离子与氯离子相互作用就形成了氯化钠。可见，离子也是构成物质的粒子。”

【目的意图】概念是人们在对客观事物感知的基础上通过思维活动而形成的。在教学中要使学生确立概念，就要遵循概念形成的一般过程。首先，要从感性认识开始，客观的感知对象，形成反映个别事物的丰富内容的知觉表象，它是形成科学概念的基础；其次，以感知事物所形成的表象为基础，经过去粗取精、去伪存真的“改造制作”的过程，来揭示事物合乎规律的内在联系，并提炼出对事物的本质属性的认识，是由感性认识通过抽象思维过渡到理性认识的质的飞跃过程；最后，给概念下定义，就是用精炼的词句、简明的方式将概念的内涵（即本质属性）揭示出来。

修订后的教材是以一个具体的感性材料“钠与氯气的反应”为例介绍氯化钠的形成过程；在学生分析氯化钠的形成过程中，可能会涉及到多种形成氯化钠的方式，如①氯原子的最外层电子中的3个电子转移到钠原子的最外电子层上，使双方最外层电子数平均，分别为4；②氯原子的最外层7个电子转移到钠原子的最外层上，使双方达到稳定结构；③钠原子的最外层1个电子转移到氯原子的最外层上，使双方达到稳定结构。在对上述的情况分析过程中，经过去粗取精、去伪存真的“改造制作”，形成了对“离子”、“阳离子”和“阴离子”的认知，最后教材采用简洁、明了的语言文字整理出相关的概念，同时明确了离子也是构成物质的一种粒子。而修订前的教材首先采用直接告知“离子”、“阳离子”和“阴离子”的概念，然后，用概念解释氯化钠的形成。很显然，对于该部分知识的呈现，修订前的教材并没有按照概念的形成过程循序渐进的展开教学，是不符合学生的认知规律的。

另外，修订后的教材删去了“在化学反应中，金属元素原子失去最外层电子，非金属元素原子得到电子，从而使参加反应的原子带上电荷。”“像氯化钠这样由阴、阳离子结合成的化合物还有很多。”以及“阴、阳离子由于静电作用而形成不带电性的化合物。”等文字的叙述。这是因为修订后的课程标准只要求以氯化钠为例，了解离子形成的过程，知道离子是构成物质的一种粒子。而上述的这些文字显然超出了课标的要求，删去是必然的。

变化9．增加了“图3-14 原子的质量很小，通常使用其相对质量”的图片

【修订前】教材中没有该图片。

【修订后】教材增添了该图片（如下图所示）。

修订后：图3-14 原子的质量很小，通常使用其相对质量

【目的意图】相对原子质量本就是一个不太容易理解的概念。要想清楚的认识什么是相对原子质量，就要对以下5个问题有清晰的认识。1. 原子有没有质量、每种原子的质量是否相等、举例说明原子的质量大约是多少？2. 为什么在日常计算中不使用原子的质量？3. 在不改变不同原子质量比的前提下，怎样才能用简单的数值体现原子质量的相对大小？4. 确立以什么为标准？国际上确立的统一标准是什么？5. 什么是相对原子质量？在上述问题中，第3、4个问题是正确认识相对原子质量的核心。修订后的教材以12个氢原子和1个碳原子的模型放置在天平上平衡的图片，展示出了如下信息：① 1个氢原子质量相当于1个碳原子质量的1/12。②若把“氢原子的质量”看做是1，则“碳原子的质量”就相当于是12，“碳原子质量的1/12”就相当于是1。然后，将其扩展到若把“碳原子质量的1/12”作为1份质量，“其他原子的质量”就相当于是1份质量的倍数，如氧原子的质量是“碳原子质量的1/12”的16倍，则16就相当于是“氧原子的质量”。如此就能达到用简单数字衡量不同原子质量相对大小的目的。如此看来，修订后教材中添加的这幅图片，可直观的展现原子质量间的倍数关系，为学生正确的理解相对原子质量提供了感性素材。

变化10．调整了“学完本课题你应该知道”中的部分内容

【修订前】“1. 原子的构成

核电荷数=质子数=核外电子数

2. 以一种碳原子的质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的比，就是这种原子的相对原子质量。”

【修订后】“1. 原子的构成

核电荷数=质子数=核外电子数

2. 原子中的核外电子是分层排布的，可以用原子结构示意图表示。

3. 构成物质的粒子除原子、分子之外，还有离子。带电的原子叫做离子。

4. 以一种碳原子的质量的1/12作为标准，其他原子的质量与它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量。”

【目的意图】由于修订后的教材将“核外电子的排布”和“离子的形成”的内容调换到本课题下，所以“学完本课题你应该知道”栏目的内容就比修订前教材多了两个知识点，即2. 原子中的核外电子是分层排布的，可以用原子结构示意图表示。3. 构成物质的粒子除原子、分子之外，还有离子。带电的原子叫做离子（这些知识点来自于修订前教材第四单元→课题3离子）。另外，由于“元素的化学性质与其原子的核外电子排布，特别是最外层电子的数目有关”这一知识点调整到第三单元→课题3元素中，所以此处不再出现。还有，“中子不显电性”调整为“中子不带电”，使知识的表述更严谨。

2013-10-31  人教网