高中化学苏教版选修3课件：专题1揭示物质结构的奥秘.ppt

1、专专题题1 1课前预习课前预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关考考 点一点一课堂课堂1010分钟练习分钟练习设计设计 1 1考考 点二点二设计设计 2 2课下课下3030分钟演练分钟演练课堂课堂5 5分钟归纳分钟归纳一、探索物质的微观结构一、探索物质的微观结构1物质结构探索的内容物质结构探索的内容(1)原子结构与元素原子结构与元素 的关系；的关系；(2)化学键理论；化学键理论；(3)分子的分子的 结构与物质性质的关系。结构与物质性质的关系。性质性质空间空间 2原子结构模型的演变原子结构模型的演变 道尔顿道尔顿(1803年年)汤姆生汤姆生(1904年年)(19

2、11年年)(1913年年)等人提出的原子结构模型对人类探索物质结等人提出的原子结构模型对人类探索物质结构作出了巨大的贡献。构作出了巨大的贡献。3实验方法上的改进实验方法上的改进 测定物质组成及结构的新仪器有测定物质组成及结构的新仪器有 、。卢瑟福卢瑟福玻尔玻尔红外光谱仪红外光谱仪电子显电子显微镜微镜原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪X射线衍射仪射线衍射仪 二、研究物质结构的意义二、研究物质结构的意义 1人类探索物质结构的历史人类探索物质结构的历史(1)“原子原子分子论分子论”的确立：的确立：中世纪初，英国科学家道尔顿提出了原子概念；中世纪初，英国科学家道尔顿提出了原子概念；1811年年意大利科学家意

3、大利科学家 在总结气体反应的体积变化的基在总结气体反应的体积变化的基础上，提出了础上，提出了 假说，认为分子可以由几个假说，认为分子可以由几个 组成，组成，1860年国际化学界接受此假说，确定了年国际化学界接受此假说，确定了“原子原子分子论分子论”，即，即不同元素代表不同原子，原子按一定方式结合成不同元素代表不同原子，原子按一定方式结合成 ，组成物质，组成物质，直接决定分子的性质。直接决定分子的性质。阿伏加德罗阿伏加德罗分子分子原子原子分子分子分子分子分子的结构分子的结构(2)元素周期律：元素周期律：1869年，俄国化学家年，俄国化学家 发现了发现了 ，从而，从而把化学元素及其相关知识纳入到一

4、个自然序列变化的规律之中，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之中，从理论上指导了化学元素的发现和应用。从理论上指导了化学元素的发现和应用。(3)对有机物的认识：对有机物的认识：19世纪中叶以后，对有机化合物的认识取得了重大进展。世纪中叶以后，对有机化合物的认识取得了重大进展。碳原子的碳原子的 、有机物中碳原子成键的、有机物中碳原子成键的 、有机化合、有机化合物分子中价键的物分子中价键的 等相继被发现。等相继被发现。门捷列夫门捷列夫元素周期律元素周期律四价四价立体结构立体结构饱和性饱和性 2研究物质结构的意义研究物质结构的意义 (1)研究物质的结构，能够为设计与合成新物质提供研究

5、物质的结构，能够为设计与合成新物质提供 ；揭示物质的；揭示物质的 与性能的关系，可以帮助我们预测与性能的关系，可以帮助我们预测物质的性能。物质的性能。(2)研究物质结构，能帮助我们了解材料的研究物质结构，能帮助我们了解材料的 与与 之之间的关系。新型材料的间的关系。新型材料的 、研制和、研制和 ，都要依赖于物，都要依赖于物质结构的研究。质结构的研究。理论理论基础基础结构结构开发开发应用应用结构结构性质性质 (3)从从 水平探索水平探索 的本质离不开对物的本质离不开对物质结构的研究。质结构的研究。(4)实现社会的实现社会的 ，期待着物质结构研，期待着物质结构研究方面的新成果。究方面的新成果。分子

6、分子生命现象生命现象可持续发展可持续发展1连线题：连线题：答案：答案：ABC2排序题：下列关于人类探索物质结构的先后顺序是排序题：下列关于人类探索物质结构的先后顺序是_。a汤姆生发现电子汤姆生发现电子b阿伏加德罗提出分子概念阿伏加德罗提出分子概念c道尔顿提出原子概念道尔顿提出原子概念d有机合成迅速发展有机合成迅速发展e门捷列夫发现元素周期律门捷列夫发现元素周期律f人类发现人类发现DNA图谱图谱答案：答案：c、b、e、a、d、f 3下列符合阿伏加德罗定律的是下列符合阿伏加德罗定律的是_。解析：解析：A、D项原子不守恒。项原子不守恒。答案：答案：BC4道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中包

7、含道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中包含着下述三个论点：原子是不能再分的粒子；同种元着下述三个论点：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。以现在的观点看，你认为这三个论点中，不确心球体。以现在的观点看，你认为这三个论点中，不确切的是切的是_。解析：解析：原子可以再分为质子、中子、电子等，同种元素原子可以再分为质子、中子、电子等，同种元素的原子又分为不同核素，其质量不相同；原子不是实心的原子又分为不同核素，其质量不相同；原子不是实心球体，它由居于中心的原子核和核外电子构成的。球体，它由居于中心的原

8、子核和核外电子构成的。答案：答案：1人类探索原子结构的历史人类探索原子结构的历史 2各原子结构模型的理论支持各原子结构模型的理论支持(1)道尔顿道尔顿实心球体模型：实心球体模型：19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为：物质是由原子构成的，原子是微小的不可分割的实认为：物质是由原子构成的，原子是微小的不可分割的实心球体，原子不能被创造也不能被毁灭，在化学变化中原心球体，原子不能被创造也不能被毁灭，在化学变化中原子不可以再分割，它们的化学性质在化学反应中保持不变。子不可以再分割，它们的化学性质在化学反应中保持不变。但道尔顿的原子理论还远远不

9、是一种完善的理论，存在一但道尔顿的原子理论还远远不是一种完善的理论，存在一些明显的缺点和错误：些明显的缺点和错误：首先，道尔顿把化学反应中相对不可分和不可转首先，道尔顿把化学反应中相对不可分和不可转化的原子，视为绝对不可分割、没有内部结构的终极化的原子，视为绝对不可分割、没有内部结构的终极粒子。粒子。其次，道尔顿没有认识到任何具有确定性质的物其次，道尔顿没有认识到任何具有确定性质的物质，可以独立存在的是分子而不是原子。质，可以独立存在的是分子而不是原子。(2)汤姆生汤姆生葡萄干布丁式模型：葡萄干布丁式模型：1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904年汤姆生

10、年汤姆生提出了提出了“葡萄干布丁式葡萄干布丁式”的原子结构模型的原子结构模型(如右图如右图)。他提出：。他提出：原子是带正电的圆球，在圆球里镶嵌着带负电的电子，原子原子是带正电的圆球，在圆球里镶嵌着带负电的电子，原子像西瓜，瓤带正电，瓜子带负电，电子均匀地镶嵌在瓜瓤里。像西瓜，瓤带正电，瓜子带负电，电子均匀地镶嵌在瓜瓤里。这是人类第一次提出电子在原子里的运动状态，也是第一个这是人类第一次提出电子在原子里的运动状态，也是第一个带电子的原子结构模型，后人把它叫汤姆生原子结构模型。带电子的原子结构模型，后人把它叫汤姆生原子结构模型。(3)卢瑟福卢瑟福有核模型：有核模型：在在1911年前后，物理学家卢

11、瑟福把一束运动的年前后，物理学家卢瑟福把一束运动的粒子粒子(一一种带正电荷的粒子：种带正电荷的粒子：He2)，射向一片极薄的金箔。他惊奇，射向一片极薄的金箔。他惊奇地发现，过去一直认为原子是地发现，过去一直认为原子是“实心球实心球”，而由这种，而由这种“实心球实心球”紧密排列而成的金箔，竟能让大多数紧密排列而成的金箔，竟能让大多数粒子畅通无阻地通过，粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的粒子发生偏粒子发生偏转，转，或被笔直地弹回。这说明原子并不是无法穿越的实心球，或被笔直地弹回。这说明原子并不是无法穿越的实心球，而是有隙可乘的。这就是著名的

12、而是有隙可乘的。这就是著名的“粒子散射实验粒子散射实验”。卢瑟福。卢瑟福根据根据粒子散射现象，指出原子是由原子核和核外电子构成粒子散射现象，指出原子是由原子核和核外电子构成的，原子核带正电荷，位于原子中心，它几乎集中了原子的，原子核带正电荷，位于原子中心，它几乎集中了原子的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动，就像行星环绕太阳运转一样。动，就像行星环绕太阳运转一样。(4)玻尔玻尔原子轨道模型：原子轨道模型：1913年丹麦物理学家玻尔年丹麦物理学家玻尔(卢瑟福的学生卢瑟福的学生)引入量子论引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原

13、子结构模型，指出观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型，指出电子在原子核外空间内一定的轨道上绕核作高速运动，这电子在原子核外空间内一定的轨道上绕核作高速运动，这些轨道的能量是不连续的。些轨道的能量是不连续的。(5)量子力学量子力学电子云模型电子云模型(现代原子结构学说现代原子结构学说)：现代原子结构理论认为：原子是由居于原子中心的原现代原子结构理论认为：原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的；核外电子的运动也有其特殊规律，子核和核外电子构成的；核外电子的运动也有其特殊规律，人们形象的用电子云描述核外电子的运动状态，电子云是人们形象的用电子云描述核外电子的运动状态，电子云是描述核外电

14、子运动特征的图像，电子云中的小黑点并不是描述核外电子运动特征的图像，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。子云密度小的地方说明电子出现的机会少。例例1我国参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发展号航我国参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发展号航天飞机升入太空，探索宇宙中是否存在天飞机升入太空，探索宇宙中是否存在“反物质反物质”(又称为又称为“暗暗物质物质”)的研究工作。的研究工作。“反物质

15、反物质”的主要特征是电子带正电荷，的主要特征是电子带正电荷，质子带负电荷。物质和其相应的反物质相遇后发生湮灭，所质子带负电荷。物质和其相应的反物质相遇后发生湮灭，所有的质量完全转化为能量。用上述信息回答下列问题：有的质量完全转化为能量。用上述信息回答下列问题：(1)根据你所学过的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部根据你所学过的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是件的材料是()AFeO BFe2O3 CFe3O4 DFe3C(2)反物质中和反应的离子方程式为反物质中和反应的离子方程式为()AHOH=H2OBHOH=H2OCHOH=H2ODHOH=H2O 解析解析(1)铁的化合物中，有磁性的就是铁

16、的化合物中，有磁性的就是Fe3O4，属于，属于永磁铁。从永磁铁。从“阿尔法磁谱仪阿尔法磁谱仪”的名称可以看出，磁谱仪的核的名称可以看出，磁谱仪的核心部件是由具有磁性的物质构成。心部件是由具有磁性的物质构成。(2)抓住中和反应和反物质的特征即可，常见抓住中和反应和反物质的特征即可，常见H带正电带正电荷，其反物质为荷，其反物质为H；OH带负电荷，其反物质为带负电荷，其反物质为OH。答案答案(1)C(2)A1结构与性质间的关系结构与性质间的关系2几点说明几点说明 (1)同素异形体的判断关键是要掌握两点：同素异形体的判断关键是要掌握两点：它们是结构不它们是结构不同的单质，同的单质，它们由同种元素构成。

17、它们由同种元素构成。(2)结构决定性质，同种元素组成的物质，结构不同，性质结构决定性质，同种元素组成的物质，结构不同，性质有很大差异。有很大差异。(3)合成新材料须从结构入手，找出性质体现结构的关系。合成新材料须从结构入手，找出性质体现结构的关系。(4)合成物质要符合绿色化学工艺要求：无污染，原子合成物质要符合绿色化学工艺要求：无污染，原子经济性反应，经济性反应，100%转化；高选择性反应，无毒无害原料，转化；高选择性反应，无毒无害原料，可再生资源，环境友好产品可再生资源，环境友好产品(安全、能降解、可再利用安全、能降解、可再利用)；安全生产工艺，反应过程中应用无毒无害的物质安全生产工艺，反应

18、过程中应用无毒无害的物质(催化剂或催化剂或溶剂等溶剂等)，提高能源的利用率。绿色化学的核心是利用化学，提高能源的利用率。绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。例例2近期意大利罗马大学的近期意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的等人获得了极具理论研究意义的N4分子。分子。N4分分子结构如图所示，下列说法正确的是子结构如图所示，下列说法正确的是 ()AN4属于一种新型的化合物属于一种新型的化合物BN4转化为转化为N2属于物理变化属于物理变化CN4的摩尔质量为的摩尔质量为56DN4与与N2互为同

19、素异形体互为同素异形体 解析解析N4是一种元素组成的物质，因而是一种新型是一种元素组成的物质，因而是一种新型的单质，而不是化合物；的单质，而不是化合物；N4和和N2是两种不同的物质，所以是两种不同的物质，所以两者的转化是化学变化；两者的转化是化学变化；N4的摩尔质量为的摩尔质量为56 g/mol；N4和和N2的关系是同素异形体。因而的关系是同素异形体。因而A、B、C错误。错误。答案答案D点此进入点此进入 (1)原子结构决定元素的性质，分子结构决定分子的性原子结构决定元素的性质，分子结构决定分子的性质质(结构决定性质结构决定性质)。(2)物质的性质反映物质的结构。物质的性质反映物质的结构。(3)元素周期律有助于从理论上指导化学元素的发现和元素周期律有助于从理论上指导化学元素的发现和应用。应用。(4)物质结构研究有助于进一步提高人类的生活质量，物质结构研究有助于进一步提高人类的生活质量，促进社会的可持续发展。促进社会的可持续发展。点此进入点此进入