2012-2013化学苏教版选修3学习方略课件：专题1 揭示物质结构的奥秘
文档属性
| 名称 | 2012-2013化学苏教版选修3学习方略课件：专题1 揭示物质结构的奥秘 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2014-03-27 22:04:14 | ||
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文档简介
课件32张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①元素的原子结构是如何决定元素性质的？ ②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①同一种元素或不同种元素的原子为什么能彼此结合？ ②为什么元素原子之间所形成的化学键类型不同？③为什么不同晶体中的微粒可以是原子、分子或离子？④晶体中微粒之间的作用力类型
与晶体性质的关系。⑤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①为什么有些元素能形成几种
同素异形体？②为什么有机化合物有同分异
构现象？③为什么分子具有一定的空间
构型？④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α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：
①原子是不能再分的粒子
②同种元素的原子的各种性质和质量都相同
③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)①②③ (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结构，它没有单个分子
B.N60没有同素异形体
C.N60与14N都是氮的同位素
D.N60将来可能成为非常好的火箭燃料【解析】选D。N60是分子晶体，存在单个的分子，A不对；N2和N60是由氮元素形成的结构不同的单质，二者互为同素异形体，B不对；同位素研究的对象是原子，而N60是分子，C不对；N60在高温或机械撞击后，将释放巨大能量，以后可能作为火箭燃料，所以选D。
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①元素的原子结构是如何决定元素性质的？ ②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①同一种元素或不同种元素的原子为什么能彼此结合？ ②为什么元素原子之间所形成的化学键类型不同？③为什么不同晶体中的微粒可以是原子、分子或离子？④晶体中微粒之间的作用力类型
与晶体性质的关系。⑤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①为什么有些元素能形成几种
同素异形体？②为什么有机化合物有同分异
构现象？③为什么分子具有一定的空间
构型？④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α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：
①原子是不能再分的粒子
②同种元素的原子的各种性质和质量都相同
③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)①②③ (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结构，它没有单个分子
B.N60没有同素异形体
C.N60与14N都是氮的同位素
D.N60将来可能成为非常好的火箭燃料【解析】选D。N60是分子晶体，存在单个的分子，A不对；N2和N60是由氮元素形成的结构不同的单质，二者互为同素异形体，B不对；同位素研究的对象是原子，而N60是分子，C不对；N60在高温或机械撞击后，将释放巨大能量，以后可能作为火箭燃料，所以选D。