物质结构与性质解读.ppt

物质结构与性质,浙江省普通高中新课程教师培训 高中化学（选修B）,主讲： 慈溪实验高级中学 邵守灿,2009-10, 教 材 分 析, 教学要求解读, 教学方法建议, 课 程 标 准,新课程标准中关于本模块内容要求的4个一级主题: 主题1 原子结构与元素性质 主题2 化学键与物质的性质 主题3 分子间作用力与物质的性质 主题4 研究物质结构的价值,一、课程标准：,物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是医学、生命科学，材料科学、环境科学、能源科学、信息科学的重要基础。它揭示了物质构成的奥秘。物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据。 在本课程模块中，我们将从原子、分子水平上认识物质构成的规律，以微粒之间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的有关性质，帮助高中学生进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力。 通过本课程模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展： 1从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣； 2进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系； 3能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质； 4在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。,一、课程标准：,本模块的作用,本模块的内容和教学要求,本模块的 课程目标,二 教材分析,知识体系,二、教材分析- 教材编写思路(体系框架) ：,物质结构 与性质,揭示物质结 构的奥秘,微粒间作用力与物质性质,物质结构的探索无止境,结构探索的历史与意义,金属键 金属晶体 离子键 离子晶体 共价键 原子晶体 分子间作用力 分子晶体,结构研究的新课题,原子结构与 元素的性质,原子核外电子的运动 元素性质的递变规律,分子空间结构与物质性质,分子构型与物质的性质 配合物是如何形成的,暂不作要求,暂不作要求,1、物质结构的探索历程与研究价值(专题1与5) 专题1 揭示物质结构的奥秘（绪言）,从人类探索性质结构的历程中了解人类研究物质结构的常用方法（理论研究、实验研究、假说、模型等）、取得进展的缘由。 了解人类研究物质结构的意义，所取得的成果在科学发展和社会进步中的积极作用，激发对“物质结构与性质”学习的自主性和积极性。,二、教材分析- 教材编写思路(具体分析) ：,编写思路,专题5 物质结构的探索无止境,1研究物质结构与性能的关系 2研究化学反应的量子力学理论 3研究生命现象的化学机理,了解人类探索物质结构的价值，认同“物质结构的探索是无止境的”观点。 认识在分子等层次研究物质的意义。 进一步激发学习化学兴趣，树立从事化学化工研究的志向。,2、从三个层次认识物质结构与性质的关系(专题24),了解并能描述元素原子核外电子的运动状态（电子云、原子轨道） 、排布规律了解原子核外电子的运动。了解s、p原子轨道的形状。 认识并能说明描述不同元素（1-36号元素，周期表中各分区元素）原子结构的变化规律（核外电子排布的周期性、第一电离能的周期性） 认识并能描述元素电负性的周期性 认识并能运用上述知识说明、解释元素的金属性、非金属性差异、形成化学键的类型、对成键电子的吸引力 知道原子核外电子在一定情况下会跃迁，了解其简单应用。,（1）从原子结构知识认识为什么元素组成是决定物质性质的重要因素,编写思路,原子结构,从学生已有经验出发让学生通过学习活动建构知识帮助学生了解知识的应用,决定,知道并能描述三种化学键的形成与三类晶体的特点，能说明晶体中化学键类型对晶体性质的决定作用； 认识说明金属晶体的密堆积，了解晶胞与晶体的关系 ； 了解什么是离子晶体晶格能，了解它与离子晶体性质的关系，能应用晶格能说明物质的某些性质，了解怎样运用晶胞结构模型说明晶体的组成； 认识共价键的类型（ 、键、极性键、非极性键）能从成键原子核外电子排布特点分析共价键的方向性、饱和性、共价分子的组成与键型，能运用共价键的参数说明共价键的稳定性；了解原子晶体熔点、硬度与其结构的关系；系统认识三种化学键本质、影响键强弱的因素、是否有方向性、饱和性； 了解两种常见分子间作用力及其对物质性质的影响； 比较四类晶体结构与性质特点 。,(2)微粒间作用力类型与物质性质的关系,编写思路,通过具体实例了解分子的空间构型的含义、 能运用原子轨道、杂化轨道理论说明简单分子的空间构型； 了解如何运用结构原理分析、判断分子的空间构型（运用价电子对互斥理论确定分子的空间构型，运用等电子原理判断简单分子或离子的空间构型）； 认识分子的极性并能简单说明分子极性的缘由、对物质某些物理性质的影响； 认识手性分子的特点； 能通过实例说明分子立体结构对物质性质（极性、稳定性、手性、物理性质的相似性等）的影响； 能运用分子结构的原理说明生产生活中的一些相关问题。,(3)分子结构怎样影响物质性质的关系,编写思路,结构模拟,极性、旋光性、溶解性,揭示分子构型与物质性质的关系,图4-8 NH3、H2O分子结构示意图,必修与选修模块内容的关系,选修模块：比较深刻从三个层次认识物质结构、结构与性质的关系。 1.为什么说“物质的元素组成、分子结构、晶体结构都是决定物质性质的重要因素？ 2.不同元素的原子结构的相似性与差异为什么会影响物质的性质？ 3.物质中微粒间作用力类型与物质性质有什么关系？ 4.分子结构怎样影响物质的性质？,必修模块：提供结构与性质关系的感性知识与初浅的解释：如，卤素（碱金属）单质性质的相似与差异；碳、氧单质的同素异形现象；乙醇、二甲醚等同分异构现象；干冰、石英等不同类型晶体性质差异 等等。,二、教材分析-,三、教学要求解读与教学方法建议,总体情况： 高中化学新课程将“物质结构与性质”作为选修模块3，就是在以提高学生科学素养为核心的前提下，帮助学生体会科学探究的过程和方法，通过学生自己不断探索，理解物质构成的奥秘，增强学习化学理论知识的爱好，提高抽象思维能力，是对高中必修课程之后，对物质结构理论的拓展与加深。 物质结构与性质是一门属于化学基本概念和原理的课程，教学中要多采用活动探究：如实验、模型制作、方案设计等，引导学生自主学习，启迪思维，对这门课程的学习会有很大的帮助。教材安排了一些需要学生动手的活动探究，教师在选择与运用教材时可根据教学设计的需要适当补充一些有助于学生建构知识形成的实践活动，帮助学生体验理论探究的过程。,三、教学要求解读与教学方法建议,总的教学建议： 1、注重运用“性构相依”的学科思想 2、合理运用模型方法启迪学生思维 3、不宜对微观结构知识进行浓度挖掘 4、提高学生“宏观微观”转换的能力，培养学生良好的化学思维品质,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题1教学要求,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题1教学方法建议,研究物质的微观结构，不仅有利于人类真正理解物质的本质及其变化，更有助于新元素、新物质的发现和新理论的创设。通过本专题的学习，让学生更为清晰地认识到在分子、原子层面研究物质的意义，了解研究物质微观结构的实验方法和手段、元素周期系的应用价值，初步认识物质的结构和性质间的关系。通过阅读或收集化学发展史和科学家在物质结构探索方面的资料，在交流讨论中真切地体会研究物质结构的价值，学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。 因此本专题教学过程中可从以下几个方面着手：,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题1教学方法建议,1、要让学生认识到化学与技术、社会发展是密不可分的。 2、要充分利用各种教育素材，对学生进行科学方法和科学态度等方面的教育，注意和现代化学科学发展联系起来，开拓学生的视野。 3、要让学生感受探究研究物质结构的意义，揭示科学家探索物质结构与性质的过程和方法。,从物质结构研究历程，了解化学科学的发展： 1803年 道尔顿原子学说 1811年 分子概念 1860年 确立原子分子论 1869年 发现元素周期律 1903年 汤姆逊模型 1911 卢瑟福模型 1913 玻尔分层排布模型 19世纪中叶 碳键与有机化合物分子结构研究 19世纪末20 世纪初 微观粒子的波粒二象性 量子力学模型（原子轨道）,物质结构研究的几个重要历程,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题2教学要求,第一单元,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题2教学要求,第二单元,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题2教学方法建议,在义务教育初中阶段和高中化学学习中，学生已经对原子核的结构和核外电子排布有了一定的认识，并能够运用微粒的观点来解释有关的化学反应过程。本专题在学生已有知识经验的基础上，让学生进一步了解核外电子的运动情况，从能级的角度来看待核外电子的排布，并在了解电离能和电负性的前提下，用新的观点来说明元素的某些性质和相应的化学反应原理。 在本专题的教学中，为帮助学生理解，可以让学生讨论元素周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布及其与主族元素电离能、元素电负性变化的关系，在讨论的过程中形成对元素性质周期性变化的整体认识。 因此本专题教学过程中可从以下几个方面着手：,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题2教学方法建议,1、引导学生把握概念的内涵 2、丰富课程资源 3、把握好教学的深度与广度 4、加强教学的探究性,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题3教学要求,第一单元,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题3教学要求,第二单元,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题3教学要求,第三单元,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题3教学要求,第四单元,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题3教学方法建议,微粒间的作用力分化学键和分子间作用力两类。原子之间的键合作用以及化学键的破坏所引起的原子重新组合是最基本的化学现象。弄清化学键的性质和化学变化的规律不仅可以说明各类反应的本质，而且对化合物合成起指导作用。学生在必修教材中已经初步认识了化学键的涵义，知道了离子键和共价键的形成。本专题在此基础上，深化学生对离子键和共价键的理解，了解衡量离子键强弱程度的标志，知道共价键的主要类型及其性质，并能运用所学知识解释相关的具体事实。分子间作用力是除化学键外，微粒之间最为主要的一种相互作用。要让学生澄清化学键与分子间作用力之间的区别，理解分子间作用力对物质的性质、状态等的影响，使学生形成更为完整的有关物质结构的基本观念，并能解释一些化学现象，预测物质的有关性质。氢键也是分子间作用力的一种，但它又有一定的特殊性，要让学生了解氢键存在对物质性质的影响。,三、教学要求解读与教学方法建议 -专题3教学方法建议,因此，在本专题的教