1.了解空氣的主要成分。

2.了解氧氣、氮氣、稀有氣體的主要用途。

3.初步了解空氣污染的危害，知道空氣是一種寶貴的自然資源，養(yǎng)成關注環(huán)境、熱愛自然的情感。

4.初步學習科學實驗的方法，進行觀察、記錄，并初步學習分析實驗現(xiàn)象。

學生對空氣已有一定的知識基礎，因此內(nèi)容的安排既不能與小學自然課中的知識重復，又應以此為基礎。本課題包含了三部分，即“空氣是由什么組成的”、“空氣是一種寶貴的資源”、“保護空氣”。這三部分內(nèi)容相互密切聯(lián)系，并逐步深入。

重點：空氣的主要成分及其體積分數(shù)，混合物與純凈物

難點：混合物與純凈物的概念及其運用

    有一種東西看不見、摸不著，卻無所不在，與我們密不可分，離開它，我們就無法生存。這是什么呢？―― 空氣。

　?空氣有哪些成份?

實驗探究：空氣有哪些成份？
實驗現(xiàn)象：紅磷燃燒時有大量白煙生成，同時鐘罩內(nèi)水面逐漸上升，最后反應結(jié)束時鐘罩內(nèi)水面上升了大約1/5體積。
結(jié)論：通過以上的實驗事實，你得到什么結(jié)論？
    空氣并不是一種單一的物質(zhì)，而是由多種氣體組成的，紅磷燃燒所消耗的氣體是空氣中的氧氣，空氣中剩余成分主要是氮氣。
    一般來說，空氣的成分是比較固定的。按體積分數(shù)計算，大約是：氮氣78%，氧氣21%，稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03%，其它氣體和雜質(zhì)0.03%。

　?氮氣與稀有氣體

氮氣和稀有氣體有用嗎？

氮氣的化學性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下難跟其它物質(zhì)發(fā)生反應，但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學變化，用來制取對人類有用的新物質(zhì)。

稀有氣體

    稀有氣體是氦、氖、氬、氪、氙、氡等氣體的總稱，這些氣體都是沒有顏色，沒有氣味的。稀有氣體一般不跟其它物質(zhì)發(fā)生化學反應。
    人們利用稀有氣體的這一性質(zhì)，常把它們用作保護氣：如把氬氣和氮氣的混合氣體充入燈泡里，使燈泡經(jīng)久耐用。
    稀有氣體在燈管中通電時會發(fā)出不同顏色的光。充入氬氣，通電時會發(fā)出紫藍色光；充入氦氣，通電時會發(fā)出粉紅色光；充入氖氣，通電時會發(fā)出紅光，這種光能穿透濃霧， 故氖燈可用作航空、航海的指示燈。五光十色的霓虹燈就是利用稀有氣體的這種在通電時會發(fā)出不同顏色的光的性質(zhì)制成的。

?怎樣區(qū)分混合物和純凈物

    混合物是由兩種或多種物質(zhì)混合而成的，這些物質(zhì)相互間沒有發(fā)生反應，混合物里各種物質(zhì)都保持原來的性質(zhì)。例如空氣、海水。
    混合物的組成不固定，沒有一定的性質(zhì)(如沒有固定的熔點、沸點)，各成分保持其原有性質(zhì)。

    純凈物是由一種物質(zhì)組成的。例如氧氣、氮氣、二氧化碳等都是純凈物。純凈物有一定的性質(zhì),如:具有固定的熔點、沸點。
    研究任何一種物質(zhì)的性質(zhì)，都必須取用純凈物，因為一種物質(zhì)里如果含有雜質(zhì)，就會影響這種物質(zhì)固有的某些性質(zhì)。但是，有沒有100%的完全純凈的物質(zhì)呢？沒有。
    通常所謂的純凈物指的是含雜質(zhì)很少的具有一定純度的物質(zhì)。如用作半導體材料的硅，經(jīng)提純，硅的質(zhì)量分數(shù)可以達到99.999999999%，這種硅叫做高純硅。

2.2 探究空氣中物質(zhì)構成的奧秘

1.認識物質(zhì)是由分子、原子等微小粒子構成的。

2.了解原子的構成、相對原子質(zhì)量。

3.初步了解核外電子是分層排布的。

4.了解離子形成的過程，認識離子是構成物質(zhì)的一種微粒。

5.初步了解空氣污染的危害，知道空氣是一種寶貴的自然資源，養(yǎng)成關注環(huán)境、熱愛自然的情感。

本課題帶領學生進入微觀世界。認識物質(zhì)的微粒性──分子、原子的存在，初步探索了物質(zhì)構成的奧秘。

本課題的引入還是從簡單的宏觀物理變化現(xiàn)象著手，引起對分子、原子的原始思索與現(xiàn)代證明略做勾勒。引導學生用分子、原子的觀點分析、比較以前學習過的一些變化(物理變化、化學變化)，進一步從化學變化中認識分子、原子的特性，形成概念。

原子核外電子的排布和金屬、非金屬、稀有氣體元素原子核外電子層結(jié)構的特征與其化學性質(zhì)的關系。使學生對核外電子分層排布有一個初步認識。

重點：分子、原子和離子的概念及其特性，原子的內(nèi)部結(jié)構，相對原子質(zhì)量。

難點：解釋某些現(xiàn)象，相對原子質(zhì)量，分子、原子和離子之間的異同點。

我們周圍的世界是由形形色色的物質(zhì)構成的。我們已經(jīng)知道，空氣中含有多種物質(zhì)，但這些物質(zhì)本身是由什么構成的呢？通過長期的實踐和科學研究，人們終于搞清并證實，物質(zhì)是由分子、原子等微粒構成的。

　?什么是分子？

    概念：分子是保持物質(zhì)的化學性質(zhì)的一種微粒。對分子的認識有以下幾點要注意：
  1、物質(zhì)是由微粒構成的，分子是構成物質(zhì)的一種微粒，構成微粒保持該物質(zhì)的化學性質(zhì)。

由分子構成的物質(zhì)其分子保持它的化學性質(zhì)，如氧氣、酒精、香精分別由氧氣分子、酒精分子、香精分子構成，故保持氧氣、酒精、香精的化學性質(zhì)的微粒就是氧氣分子、酒精分子、香精分子。但物質(zhì)不僅僅是由分子這一種微粒構成，有些物質(zhì)如鐵、食鹽等是由其它一些微粒構成的，所以分子不是保持物質(zhì)化學性質(zhì)的唯一微粒。
  2、由分子構成的物質(zhì)發(fā)生物理變化時物質(zhì)的分子沒有變。
    例如水變成水蒸氣時，水分子本身沒有變，水的化學性質(zhì)沒有變。由分子構成的物質(zhì)發(fā)生化學變化時，它的分子起了變化，變成了別的分子。例如氨（NH₃）和氯化氫（ HCl）發(fā)生反應，生成了氯化銨。所以由分子構成的物質(zhì)發(fā)生化學變化時，舊分子被破壞形成新的分子，也就形成了新的物質(zhì)。在物理變化中分子不變，也就沒有新物質(zhì)的生成。

氨氣和氯化氫反應生成氯化銨

  3、物質(zhì)的性質(zhì)既有物理性質(zhì)也有化學性質(zhì)。
    物質(zhì)的物理性質(zhì)如熔點、沸點、密度、硬度等都是該物質(zhì)大量分子的聚集體所表現(xiàn)的屬性，通常所討論的物理性質(zhì)都是指宏觀現(xiàn)象，并不是每一個單個分子所能表現(xiàn)出來的；而同種物質(zhì)的每一個分子都有相同的化學性質(zhì)。所以不能說分子是保持物質(zhì)性質(zhì)的一種微粒。

　?分子的特性

  1、分子總是在不斷地運
    濕的衣服經(jīng)過晾曬會變干；這是由于構成水的微粒（分子）在風吹日曬下擴散到空氣中去了。糖塊在水中溶解，同時水有了甜味，是由于糖的微粒（分子）擴散到水的微粒（分子）中去了。
  2、分子間有間隔
    氣態(tài)物質(zhì)的分子間的間隔很大，而液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)的分子間的間隔很小。故氣態(tài)物質(zhì)易壓縮，而液體和固態(tài)物質(zhì)難壓縮。

此圖是用掃描隧道顯微鏡顯示硅原子圖像的照片,圖中的白點表示硅原子

　?什么是原子

    原子的概念：原子是化學變化中的最小微粒。對原子的認識有以下幾點要注意：
  1、原子是構成物質(zhì)的另一種微粒。原子構成分子，原子也可直接構成物質(zhì)，如金屬汞、稀有氣體等。
  2、在化學變化中，分子本身發(fā)生根本改變，而原子本身沒有根本改變，只是重新組合成新的分子，構成新的物質(zhì)。所以，原子是化學變化中的最小微粒。如氧化汞受熱時氧化汞分子會分解為氧原子和汞原子，這些原子進行重新組合，每兩個氧原子結(jié)合成一個氧分子，許多汞原子聚集成金屬汞。在化學反應中氧原子和汞原子不能進一步再分成更小的微粒。

　?原子的特性

  ①原子的體積很小，質(zhì)量也很小，肉眼是看不見原子的。
  ②原子和分子一樣，也是在不斷地運動。
  ③原子間有間隔。
  ④同種原子性質(zhì)相同，不同種原子性質(zhì)不同。
  ⑤原子在化學變化中不能再分。

　?原子的質(zhì)量有多大

    原子雖然很小，但也有一定的質(zhì)量。不同原子的質(zhì)量各不相同，下表列出了幾種原子的質(zhì)量。

原子的種類

一個原子的質(zhì)量 / 千克

氫

1.674×10^-27

碳

1.993×10^-26

氧

2.657×10^-26

鐵

9.288×10^-26

    原子的質(zhì)量這樣小，書寫、記憶和使用都不方便，就象用噸作單位來表示一粒稻谷或小麥的質(zhì)量一樣。因而就不直接用原子的實際質(zhì)量（千克為單位），而采用以一種原子的質(zhì)量作為比較的標準，得到其它原子質(zhì)量跟它的比值。
    國際上以一種碳原子（原子核內(nèi)有6個質(zhì)子和6個中子的一種碳原子）的質(zhì)量的1/12（約1.66×10-27千克）作為標準，其它原子的質(zhì)量跟它比較所得的值，就是這種原子的相對原子質(zhì)量。
    相對原子質(zhì)量的計算方法：

    例如，氫原子的質(zhì)量約等于碳-12原子質(zhì)量的1/12，所以氫的相對原子質(zhì)量約等于1。氧原子和鐵原子的質(zhì)量約等于碳-12原子質(zhì)量的1/12的16倍和56倍，所以氧和鐵的相對原子質(zhì)量分別約等于16和56。

?原子能再分嗎？

    原子的體積和質(zhì)量都非常小，那么它是不是構成物質(zhì)世界的最小微粒呢？它能不能再分呢？
    1897年，英國科學家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并認為一切原子中都含有電子----原子不是構成物質(zhì)的最小微粒，它本身還具有復雜的結(jié)構，還可以再分。
    科學證明：原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外電子所構成的。 而原子核又是由帶正電荷的質(zhì)子和不帶電荷的中子構成的。
    幾種原子的構成：

    由上表可以得出：

    概念：帶電荷的原子。在化學變化中，一些原子容易失去電子，而另一些原子則容易得到電子，當原子得到或失去核外電子從而帶上電荷以后，便轉(zhuǎn)變成離子（ion）。

2.3 保護空氣的潔凈清新

1．初步了解空氣污染的危害及其防治方法。

2．了解空氣質(zhì)量檢測及其預報。

3．養(yǎng)成關注環(huán)境、熱愛自然的情感。

學生對空氣已有一定的知識基礎，因此內(nèi)容的安排既不能與小學自然課中的知識重復，又應以此為基礎。本課題包含了三部分，即“空氣是怎樣受污染的”、“空氣質(zhì)量的監(jiān)測”、“保護大氣環(huán)境”。這三部分內(nèi)容相互密切聯(lián)系，并逐步深入。

重點：空氣的污染源、空氣的污染及其防治。

難點：樹立環(huán)保概念。

　?空氣是怎樣受污染的

    人類的活動往往會造成空氣的污染（air pollution），成為空氣的各種污染源，如工業(yè)污染源、交通污染源和生活污染源等。會造成空氣污染物質(zhì)主要有：

　?空氣污染危害大(解讀空氣污染指數(shù)和空氣質(zhì)量等級)

    被污染了的空氣會嚴重地損害人體的健康，影響作物的生長，造成對自然資源的破壞以及對建筑物等的破壞。

　【知識視窗】

幾種常見空氣污染物對人類健康及生態(tài)環(huán)境的危害

空氣污染物

主要來源

突出的危害

二氧化硫

含硫燃料的燃燒

引發(fā)呼吸道疾病、嚴重者死亡；造成酸雨，破壞地面設施

氮氧化物

汽車、飛機等尾氣

引發(fā)眼睛、呼吸系統(tǒng)炎癥；造成酸雨；破壞高空臭氧層等

一氧化碳

汽車尾氣、含碳燃料不完全燃燒

破壞人體血液輸氧功能，使人死亡等

可吸入顆粒物（粉塵、鉛、碳顆粒等）

汽車尾氣、建筑、生活等城市垃圾擴散

引發(fā)咳嗽、喉病、“塵肺”；導致云霧增多，使能見度降低

　?監(jiān)測空氣環(huán)境的質(zhì)量

大氣監(jiān)測車

水電站

    為了監(jiān)測各地大氣環(huán)境的質(zhì)量，我國已建立了空氣質(zhì)量日報的制度�？諝赓|(zhì)量日報的主要內(nèi)容包括：首要污染物、空氣污染指數(shù)和空氣質(zhì)量級別三項內(nèi)容。

　?保護好大氣環(huán)境

    既然空氣污染給人類和自然帶來這么大的危害，所以我們在發(fā)展生產(chǎn)的同時，必須要充分認識保護環(huán)境的重要性，注意消除污染源，以保障人類的健康和保護自然資源。例如，工廠的廢氣，必須經(jīng)過除塵、除污處理，達到國家規(guī)定的排放標準，才能向空氣中排放；實行煤炭綜合利用，減少直接以煤為燃料，改用氣體燃料；大力發(fā)展水電、核電，改變能源結(jié)構；推廣使用無鉛汽油；植樹種草，增加綠化面積。