苏教版选修三 专题1揭示物质结构的奥秘 课件（40张）.pptVIP

揭示物质结构的奥秘 揭示物质结构的奥秘 专题一 一 人类探索物质结构的历史 原子分子论元素周期律 表 对有机物认识的进展物理学上的重大发现实验方法上的改进 阿伏加德罗 门捷列夫 碳原子的四价碳原子成键的立体结构分子中价键的饱和性 电子氢原子光谱元素的放射性 红外光谱电子显微原子吸收光谱x射线衍射 1 公元前5世纪 古希腊哲学家德谟克利特等人认为 万物是由大量的不可分割的微粒构成的 即原子 19世纪初 英国科学家道尔顿提出近代原子学说 他认为 物质由原子组成 原子不能被创造也不能被毁灭 在化学变化中原子不可再分割 它们的化学性质在化学反应中保持不变 3 1811年 阿伏加德罗提出了分子的概念 他认为气体分子是由几个原子构成的 1860年 国际化学界确立了原子分子论 4 1869年 已有63种元素为科学家所认识 门捷列夫将各元素按原子量的变化联系起来 揭示了自然界的一条基本规律 元素周期律 5 19世纪中叶以后 近现代对物质结构的认识有了飞速发展 碳原子的四价 有机物碳原子成键的立体结构 有机物分子中键的饱和性等相继被发现 6 19世纪末20世纪初 量子力学 微观粒子具有波粒二象性 确立 量子力学是研究原子和分子结构的理论基础 原子结构 二 原子结构模型的演变 公元前5世纪 希腊哲学家德谟克利特等人认为 万物是由大量的不可分割的微粒构成的 这种微粒即原子 1 德谟克利特等 2 道尔顿原子模型 19世纪初 英国科学家道尔顿提出近代原子学说 他认为原子是微小的不可分割的实心球体 3 汤姆生的葡萄干面包式原子结构模型 1904 电子是种带负电 有一定质量的微粒 普遍存在于各种原子之中 汤姆生原子模型 原子是一个平均分布着正电荷的粒子 其中镶嵌着许多电子 中和了电荷 从而形成了中性原子 原子是一个球体 正电荷均匀分布在整个球体内 电子像面包里的葡萄干镶嵌其中 1897年 英国科学家汤姆生发现了电子 葡萄干面包式 原子结构模型 4 卢瑟福原子模型 卢瑟福和他的助手做了著名 粒子散射实验 根据实验 卢瑟福在1911年提出原子有核模型 卢瑟福原子模型 又称行星原子模型 原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成 原子核的质量几乎等于原子的全部质量 电子在原子核外空间绕核做高速运动 卢瑟福原子模型 英国科学家卢瑟福e rutherford1871 1937 5 波尔原子模型 玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型 玻尔原子模型 又称轨道模型 当原子只有一个电子时 电子沿特定球形轨道运转 当原子有多个电子时 它们将分布在多个球壳中绕核运动 不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道 1 原子核外电子在具有确定能量的轨道上运动 当原子不受外界影响时 电子既不吸收也不放出能量 2 不同的原子轨道具有不同的能量 轨道能量的变化是不连续的 即量子化的 3 当电子吸收了能量 如光能 热能等 就会从从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上 处于能量较高轨道的电子不稳定 会回到能量较低的轨道上 当电子从能量较高的 e2 轨道跃迁到能量较低的 e 轨道时发射出光子 发出光的波长取决于两个轨道的能量差 玻尔提出的原子结构模型 揭示了光谱线与原子结构的内在联系 由于这一开拓性的贡献 玻尔获得了1922年诺贝尔物理学奖 玻尔的原子结构模型理论也不是十分完美 在解释氢以外的多电子原子的光谱线时 就只能做出近似的估计 无法定量计算 科学家们经过13年的艰苦修改 验证 论证 终于在1925年 1926年 在玻尔原子结构模型的基础上发展成为原子的量子力学模型 其核心是薛定谔波动方程 该模型已经受了半个多世纪的考验 6 电子云模型 电子云 现代物质结构学说 电子云 描述核外电子运动特征的图象 电子云中的小黑点 并不是表示原子核外的一个电子 而是表示电子在此空间出现的机率 电子云密度大的地方说明电子出现的机会多 而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少 人类认识原子的历史进程 启示 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 汤姆生 卢瑟福 玻尔等几代师生都是诺贝尔科学奖获得者 他们勇于怀疑科学上的 定论 不迷信权威 为科学的发展作出了重要贡献 自然科学就是在不断探索中修正错误而前进的 红外光谱仪 三 试验方法上的改进 电子显微镜 原子吸收光谱仪 x射线衍射仪 四 研究物质结构的意义 1 为合成新物质提供理论基础 碳的三种同素异形体和碳纳米管的结构模型 思考 以上物质都是由碳元素组成的 但为什么它们的性质和用途却存在很大的差异 为什么 结构决定性质 2 揭示物质结构与性质的关系根据物