苏教版选修三 专题1揭示物质结构的奥秘 课件（35张）.ppt

专题1揭示物质结构的奥秘 思考 1 大千世界中的物质是由什么构成的 2 如何才能获得具有优异性能的新物质 课题一探索物质的微观结构 道尔顿 原子学说 汤姆生 葡萄干面包式 模型 卢瑟福 带核原子结构模型 玻尔 原子轨道模型 现代量子力学模型 人类探索原子结构的历史 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 原子是微小的不可分割的实心球体 19世纪初 道尔顿提出了原子学说 1811年 意大利科学家阿伏加德罗 1776 1856 首先提出了分子的概念 他认为气体分子可以由几个原子构成 还确定了气体分子含有的原子数目 开辟了一条确定相对分子质量和相对原子质量的新途径 但是 这个假设在当时没有得到公认 到1860年 由于意大利化学家康尼查罗的工作 阿伏加德罗假说才得到公认 国际化学界接受了50年前阿伏加德罗提出的分子假说 确立了原子分子论 不同元素代表不同原子 原子按一定方式结合成分子 分子又组成物质 分子结构直接决定分子的性质 3 1811年阿伏加德罗提出分子说 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年门捷列夫揭示元素周期律 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 1904年约瑟夫 汤姆生提出原子的葡萄干面包模型 1897年 英国科学家汤姆生发现了电子 1904年提出 葡萄干面包式 的原子结构模型 当将阴极射线管抽成部分真空并与高压电源联结时 便有电流从管内流过 伴随着电流流动 阴极射出一束射线 这种射线在电场或磁场作用下都会发生偏转 汤姆生于1897年宣称 这种射线是由带负电的粒子流组成的 汤姆生把这种带负电的粒子称为电子 汤姆生阴极射线实验 枣糕式模型葡萄干面包模型 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 6 英国物理学家卢瑟福根据 粒子散射实验提出了带核的原子结构模型 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 原子之父 卢瑟福的 粒子散射实验 卢瑟福 粒子散射实验的现象 卢瑟福 e rutherford 的 行星模型 卢瑟福用 粒子束 he2 轰击一块金箔 并用荧光屏探测 粒子 he2 方向改变的程度 卢瑟福原子模型 7 1913年丹麦物理学家波尔 卢瑟福的学生 引入量子论观点 提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型 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 玻尔原子模型 8 电子云模型 几率说 现代物质结构学说 电子云 电子云模型 现代科学家们在实验中发现 电子在原子核周围有的区域出现的次数多 有的区域出现的次数少 就像 云雾 笼罩在原子核周围 因而提出了 电子云模型 电子云密度大的地方 表明电子在核外单位体积内出现的机会多 反之 出现的机会少 9 对有机物认识的进展 10 物理学上的重大发现 红外光谱电子显微原子吸收光谱x射线衍射 11 实验方法上的改进 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 课题二研究物质结构的意义 1 为什么已经发现的构成物质的元素仅有100余种 而已经发现和人工合成的物质却有几千万种之多 2 金刚石是自然界硬度最高的物质 石墨质软且能导电 c60可溶于苯等有机溶剂 碳纳米管具有非同寻常的强度 导电性和热稳定性 这些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 3 为什么氮元素的非金属性比磷元素强 而氮气却不如白磷活泼 4 为什么碳 氮 氧 氟与氢形成的最简单的化合物 ch4 nh3 h2o hf 中氢原子的数目不相等 它们的空间构型为什么有很大差异 为什么水分子见可以形成氢键 5 为什么分子组成都是c2h6o的乙醇和二甲醚在性质上差异很大 例如乙醇能与金属钠反应放出氢气而二甲醚却不能 乙醇易溶于水而二甲醚却不溶于水 6 为什么氨水和硝酸银溶液作用生成的氢氧化银沉淀可溶于过量的氨水中 原子结构与元素的性质 分子空间结构与物质性质 微粒间作用力与物质性质 1 揭示物质的结构和性能之间的关系 结构决定性质 性质反映结构 帮助我们预测物质的性能 2 合成或从自然界中分离出更多的新物质 碳纳米管 纳米材料制备高效太阳能电池 材料 记忆合金骨科内固定系列 特种陶瓷 光导纤维内窥镜 信息科学 形状记忆合金发动机 材料科学 环境科学 太阳灶 3 从分子水平探索生命现象 化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型 氨基酸 生命科学 4 研究物质结构 实现绿色合成 促进社会可持续发展 为了满足人类生活和生产的需要 人类每年都从实验室或工厂制造出成千上万种化学物质 新物质的制造 在提高人们生活质量的同时也可能带来环境