高中化学 专题1 揭示物质结构的奥秘课件 苏教版选修3.ppt

专题1揭示物质结构的奥秘 基础知识是形成学科能力的源头 本栏目根据课标要求 精准梳理 清晰呈现主要知识及内在关系 关键处合理挖空 易错处及时提醒 多策并举 夯实基础 要求学生动手填一填吧 1 了解物质结构的探索发展的历史与人类物质文明进步的密切联系 2 认识物质结构的探索与研究对人类文明发展与进步的重要意义 3 初步掌握研究物质结构的一般方法 一 探索物质的微观结构研究物质结构对我们有什么帮助 研究物质结构有哪些方法 1 物质结构知识对学习的三类指导作用 研究原子结构与元素性质的关系可以解决的问题 元素的原子结构是如何决定元素性质的 元素的原子结构和元素的金属性 或非金属性 的强弱 元素的主要化合价之间有什么关系 学习化学键理论可以解决的问题 同一种元素或不同种元素的原子为什么能彼此结合 为什么元素原子之间所形成的化学键类型不同 为什么不同晶体中的微粒可以是原子 分子或离子 晶体中微粒之间的作用力类型与晶体性质的关系 为什么金属晶体表现出导电性 延展性 研究分子空间结构可以解决的问题 为什么有些元素能形成几种同素异形体 为什么有机化合物有同分异构现象 为什么分子具有一定的空间构型 分子的空间结构对物质的性质有什么影响 2 探索物质微观结构的方法 人们运用实验方法 模型化方法 通过分析 归纳 推理 借助科学假说和论证 在揭示物质微观结构奥秘的探索中取得了巨大成就 20世纪初 量子力学为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础 现在 光谱和衍射实验方法已应用于研究原子 分子和晶体结构 二 研究物质结构的意义在研究物质结构的历程中有哪些科学家作出了哪些贡献 研究物质结构有哪些具体的意义 1 人类探索物质结构的历史 19世纪初 英国科学家道尔顿提出了原子学说 1811年 意大利科学家阿伏加德罗提出了分子的概念 1860年 国际化学界确立了 原子 分子论 1869年 俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律 19世纪中叶 碳原子的四价 有机物中碳原子成键的立体结构 有机化合物分子中价键的饱和性等相继被发现 2 研究物质结构的意义 1 研究物质结构 能够为设计与合成新物质提供 揭示物质的 与性能的关系 可以帮助我们预测物质的性能 2 研究物质结构 能帮助我们了解材料的 与 之间的关系 3 从 水平探索生命现象的本质离不开对物质结构的研究 4 研究物质结构 对于 实现社会的 具有重大意义 结构 结构 性能 分子 保护生态环境 可持 续发展 理论 基础 1 意大利科学家阿伏加德罗发现了元素周期律 从而从理论上指导化学元素的发现和应用 分析 元素周期律是俄国科学家门捷列夫发现的 阿伏加德罗提出的是分子学说 2 金刚石 石墨和c60都是碳元素的单质 所以它们的性质都相同 分析 金刚石 石墨和c60都是碳元素的单质 但它们的结构不同 化学性质相似 物理性质有很大的差异 3 原子是化学变化中最小的微粒 不能再分 分析 原子是化学变化中最小的微粒 但原子也可以再分 可以分为原子核和核外电子 4 目前 人们不仅能够合成自然界中不存在的物质 也能制造出自然界中不存在的元素 分析 人们可以用粒子高能加速器来人工制造化学元素 元素周期表中标 的元素均为人造元素 核心要点是提升学科素养的关键 本栏目突破核心要点 讲练结合 提醒认知误区 点拨规律技巧 循序渐进 培养主动思考意识 提升自主探究能力 请引导学生进入探究空间吧 一 人类探索物质结构的历史中的重要理论1 人类探索物质微观结构的历史演变 原子结构模型的演变 古希腊哲学家的原子论思想 道尔顿最早提出科学的原子学说 汤姆生发现了电子 提出了 葡萄干面包式 的原子结构模型 卢瑟福根据 粒子散射现象 提出了带核的 行星绕太阳运转 的原子结构模型 玻尔研究氢原子光谱时 引入量子论观点 提出了新的量子观原子结构模型 原子的量子力学模型 2 探索物质结构过程中的重要理论 1 原子 英国科学家道尔顿提出原子学说分子论意大利科学家阿伏加德罗提出分子学说 2 元素周期律 俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律 碳原子的四价 3 对有机物结构的突破性进展碳原子成键的立体结构有机物分子中价键的饱和性电子 4 物理学上的重大发现氢原子光谱元素的放射性 3 探索物质结构的实验方法的改进 光谱和衍射实验方法 特别提醒 对待科学家的贡献 我们要用发展的变化的眼光去看待其局限性 不能机械死板地看待问题 如 道尔顿的实心原子学说 门捷列夫当时根据相对原子质量排出的元素周期表等都有一定的局限性 随着科学的发展 很多理论都在不断地修改和完善 典例1 1 19世纪末 人们开始揭示原子内部的秘密 最早发现电子的科学家是 2 道尔顿的原子学说曾起了很大的作用 他的学说包含有下列三个论点 原子是不能再分的粒子 同种元素的原子的各种性质和质量都相同 原子是微小的实心球体从现代的观点看 你认为三个论点中不确切的是 3 关于原子结构模型的演变过程 正确的是 a 汤姆生原子结构模型 道尔顿原子结构模型 卢瑟福原子结构模型 玻尔原子结构模型 量子力学模型b 汤姆生原子结构模型 卢瑟福原子结构模型 玻尔原子结构模型 量子力学模型 道尔顿原子结构模型c 道尔顿原子结构模型 卢瑟福原子结构模型 汤姆生原子结构模型 玻尔原子结构模型 量子力学模型d 道尔顿原子结构模型 汤姆生原子结构模型 卢瑟福原子结构模型 玻尔原子结构模型 量子力学模型 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 准确对应科学家在揭秘原子结构上所作出的贡献及顺序 2 注意各种理论的局限性 解析 1 最早发现电子的科学家是汤姆生 2 原子可分为原子核和核外电子 同种元素可以有多种同位素 且质量不同 原子不是实心球体 可以再分 3 原子结构模型的演变过程是 道尔顿原子学说 汤姆生 葡萄干面包式 模型 卢瑟福核式模型 玻尔电子分层排布模型 量子力学模型 答案 1 汤姆生 2 3 d 延伸探究 1 门捷列夫对化学科学的重大贡献是什么 2 原子 分子论 的含义有哪些 提示 1 发现了元素周期律 把化学元素及其相关知识纳入到一个自然序列变化的规律中 从理论上指导了化学元素的发现和应用 2 不同元素代表不同原子 原子按一定方式结合成分子 分子组成物质 分子的结构直接决定分子的性质 变式备选 核磁共振 nmr 技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域 已知质子数或中子数为奇数的原子核才有nmr现象 而质子数和中子数均为偶数的原子不产生核磁共振 下列原子组一定能产生nmr现象的是 a b c d 解析 选d 的质子数为8 中子数为10 a不符合题意 b中质子数和中子数均为6 不符合题意 c中的质子数为6 中子数为6 7或8 的质子数为16 中子数为15或16 有可能全为偶数 不一定能产生nmr现象 不符合题意 d中质子数为1 中子数为7 质子数为17 符合题意 二 研究物质结构的意义 研究物质结构的意义 1 结构决定性质 性质体现结构 碳的四种同素 如 金刚石 石墨 c60 碳纳米管 结构不同 性质不同 2 根据结构预测物质性质 3 合成或分离具有预期性质的新材料 4 从分子水平探索生命现象 5 研究结构 实现绿色合成 促进社会可持续发展 特别提醒 人类对原子结构认识的逐渐深入 都是建立在实验研究基础上的 实验是揭示原子结构的重要手段 自然科学是在不断探索中修正错误而前进的 典例2 中国科学技术大学的钱逸泰教授等以和金属钠为原料 在700 时制造出纳米级金刚石粉末 该成果发表在世界权威杂志 科学 上 立刻被科学家们高度评价为 稻草变黄金 同学们对此有下列一些理解 其中错误的是 a 这个反应是置换反应b 制造过程中元素种类没有改变c 金刚石属于金属单质d 是一种化合物 思路点拨 解析 选c 和金属钠反应生成纳米级金刚石粉末 c 和nacl 该反应是置换反应 a正确 根据质量守恒定律知 化学反应过程中元素种类不会改变 b正确 金刚石属于非金属单质 故c错误 变式训练 科学家发现的c60是一种新的分子 它具有空心的类似足球的结构 被称为 分子足球 随后 日本科学家确认世界上还存在着另一种 分子足球n60 它与c60的结构相似 并且在高温或机械撞击后 其中积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来 对于n60 下列说法中正确的是 a n60是由共价键构成的空心圆球状