师：欢迎走进化学课堂。课前大家是否观看了微课《元素》并完成自主学习呢？我们都爱问“十万个为什么”，这是非常好的现象。爱因斯坦说过，提出一个问题往往比解决一个问题更为重要。解决一个问题也许只是实验技巧问题，而提出新问题却需要创造性的想象力。大家有没有想过，世界万物是由什么组成的呢？这里是我们身边常见的补钙剂、补锌剂和补铁剂，里面的锌、钙、铁指的是什么呢？
生：元素。
师：对，就是元素。今天我们就一起来学习课题三《元素》。人们对于元素的认识，经历了以下四个阶段，请看视频。从化学发展史来看，元素概念的演化和发展，根据时间顺序，大体可分为以下四个阶段。
第一，以猜想和推测为基础的元素概念。在古代，人们在长期生产和生活实践中认识了许多物质，形成了世界万物都是由某种本源组成的概念。对万物本源的猜想和推测，催生了古代的元素概念。例如中国古代的金木水火土五行说，古印度的地、水、火、风、空气五元素说，古希腊的水、火、土、气四元素说等。
第二，以经验分析为基础的元素概念。到了17世纪，人们积累了大量关于物质变化的知识，并大力提倡科学实验。在此基础上，1661年，英国化学家波义耳以微粒说为基础指出，元素是具有确定性质的、实在的、可观察的物质，是不能用一般化学方法再分解为简单物体的物质。1782年，法国化学家拉瓦锡在前人实验基础上，证明水是由氢、氧两种元素组成的化合物，而非一种元素。至此，近代元素概念应运而生。1789年，拉瓦锡给元素下了明确定义：凡是简单的、不能分离的物质，才可以称为元素。
第三，以原子学说为基础的元素概念。19世纪初，化学家在实验基础上陆续发现质量守恒定律等。为解释这些定律，1803年，英国化学家道尔顿提出原子学说，即元素是相同原子的总称。1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗提出分子学说。1860年，意大利化学家康尼查罗把原子学说和分子学说相结合，发展成为原子 - 分子学说，结束了分子概念和原子概念混淆不清的局面，使道尔顿的原子概念得以真正确立。从此，以原子学说为基础的元素概念被普遍接受，元素概念实现了由宏观层面向微观层面的发展。1869年，俄国化学家门捷列夫发现元素周期律，人们认识到各种元素之间不是孤立的，而是相互联系的整体。
第四，以原子结构为基础的元素概念。从道尔顿到门捷列夫，都认为原子是不可再分的，元素是不变的。19世纪末，X射线、放射性和电子的发现，让人们对原子内部结构有了更深入认识，原子不可再分的传统观念被打破，以原子学说为基础的元素概念受到冲击。1902年，英国物理学家和化学家卢瑟福等人通过天然放射性研究，打破元素不变的观念。1910年，英国物理学家索迪基于对大量实验事实的分析，提出同位素假说，并得到证实，改变了自道尔顿以来一种元素只有一种原子的认识。1913年，英国物理学家莫斯莱在X射线研究中发现，原子序数的实质就是核电荷数，使人们对元素本质的认识产生质的飞跃。在此基础上，现代元素概念逐渐形成：元素是核电荷数（即质子数）相同的一类原子的总称。
随着科技发展，人们发明了质谱仪。什么是质谱仪呢？质谱仪可以检测出原子核内的质子数和质量数。质量数等于质子数加中子数，那么中子数就等于质量数减去质子数。也就是说，通过质谱仪，我们可以检测出原子核内的质子数和中子数。大家请看原子a到原子i，这是通过质谱仪检测出的原子核内质子数和中子数，大家能找出其中规律吗？给大家2分钟时间认真思考，并把想法写到学习任务单上。
师：好，同学们请看，大家是这样分类的吗？我们把原子a、原子e、原子h归入一类，为什么呢？因为它们的质子数都是1，中子数分别是0、1、2。我们把质子数都是1的这类原子统称为氢元素。我们把原子b、原子d、原子f归入一类，因为它们的质子数都是6，中子数为6、7、8 。我们把质子数都是6的这类原子统称为碳元素。我们把原子c、原子g、原子i归入一类，因为它们的质子数都是8，中子数是8、9、10 ，这类原子我们通称为氧元素。那么，大家能给元素下一个明确的定义吗？
生：元素是质子数相同一类原子的总称。
师：对，也就是说质子数相同的这类原子，中子数可以不一样，这样的原子我们称为同一种元素。元素的定义就是质子数相同一类原子的总称，即核电荷数相同一类原子的总称。大家真的理解元素定义了吗？老师提出以下四个问题：一、决定元素种类的关键是什么？二、为什么质子数相同的一类原子称为同一种元素呢？三、钠原子与钠离子同属于钠元素吗？为什么呢？四、相同质子数的微粒是否是同种元素，如水分子和氖原子，它们均有10个质子，是同种元素吗？给大家30秒钟时间思考。
师：来看第一个问题，决定元素种类的关键是什么？
生：质子数决定元素的种类。
师：第二个问题，为什么质子数相同的一类原子称为同种元素呢？
生：因为质子数相同，核外电子排布就是相同的，元素的性质就是相同的。
师：第三个问题，钠原子与钠离子都属于钠元素吗？为什么？
生：它们都属于钠元素。因为钠原子失去一个电子会变为钠离子，它们得失的是最外层的电子，里面的质子并没有发生改变，所以它们仍然属于同一种元素。
师：相同质子数的微粒是否是同种元素呢？如水分子和氖原子均有10个质子，是同种元素吗？
生：不是。因为给元素下定义的时候是质子数相同一类原子的总称，而水是水分子，不是原子，所以说元素定义的时候，一定是原子的总称。
师：掌握了元素的定义，请完成课堂练习一和课堂练习二，给大家30秒钟时间思考。第一题，高钙牛奶中的钙指的是什么呢？
生：指的是元素。
师：碳元素与硫元素的本质区别是什么呢？
生：是质子数不同，选C。因为碳元素原子核内有6个质子，硫元素原子核内有16个质子，所以它们的质子数不同。
师：我们知道了元素是质子数相同一类原子的总称，那元素和原子之间是什么关系呢？给大家一分钟时间思考，并写到学习任务单上。
师：元素就是质子数相同一类原子的总称，原子是化学变化中的最小粒子。看区别，元素只讲种类，不讲个数；原子既讲种类又讲个数。元素是宏观概念，用“组成”；原子是微观概念，用“构成”。它们的联系是总体与个体的关系。老师要特别强调，元素是宏观概念，用“组成”，只讲种类，不讲个数；原子是微观概念，用“构成”，既讲种类又讲个数。例如水果和苹果，水果相对于苹果是宏观的，苹果是微观的。说水果只能讲水果的种类有多少种，不能讲水果有多少个；而苹果既可以讲苹果有多少种，也可以讲苹果有多少个。所以宏观的只讲种类，不讲个数，微观的既讲种类又讲个数。掌握了元素与原子的关系，请完成课堂练习三，给大家1分钟时间认真思考。
师：看第一小题，“两个O元素”是错误的，因为元素是宏观概念，只讲种类，不讲个数，所以第一个表述错误。“两种O元素”也是错误的，O元素就一种，不能讲两种。“两个O原子”是对的，因为O原子是微观概念，既讲种类又讲个数。第四、五，“五氧化二磷是由磷元素和氧元素构成的”，这是错的，因为宏观的物质应该对应宏观的元素用“组成”，所以“构成”表述错误。