高中化學(xué)《揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘》學(xué)案3 蘇教版選修3

1、專題1 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘【課標(biāo)要求】 1了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史與價(jià)值，認(rèn)識(shí)在分子等層次研究物質(zhì)的意義。2知道物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的，了解研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法和實(shí)驗(yàn)手段。3初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，知道物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究有助于發(fā)現(xiàn)具有預(yù)期性質(zhì)的新物質(zhì)。【教材內(nèi)容展示】1.人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史：原子學(xué)說、原子分子論、元素周期律的發(fā)現(xiàn)、對有機(jī)物認(rèn)識(shí)的進(jìn)展、波粒二象性、量子化學(xué)、實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)。 2.研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義：揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系、根據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)、合成或分離預(yù)期性質(zhì)的新材料、從分子水平探索生命現(xiàn)象、研究結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)綠色合成，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。 【思考】1.大千世界中的

2、物質(zhì)是由什么構(gòu)成的？2.如何才能獲得具有優(yōu)異性能的新物質(zhì)？一、人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史閱讀 教材P(23)人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史；P(89)人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)交流與討論3.是誰最早提出科學(xué)的原子概念？人們通常稱的原子之父又是誰？4.原子學(xué)說的基本要點(diǎn)是什么？它能否解釋“1體積的氯氣和1體積的氫氣生成2體積的氯化氫”？試分析原子學(xué)說缺陷所在。5.是誰最早提出了分子的概念？原子分子論的基本要點(diǎn)是什么？基本要點(diǎn)是什么？6.俄國化學(xué)家_總結(jié)出元素周期律：元素的性質(zhì)隨著_的變化而呈現(xiàn)周期性變的化。他排出的第一張?jiān)刂芷诒戆琠種元素。元素周期律從理論上指導(dǎo)了化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。7.19世紀(jì)中葉以后，對

3、有機(jī)物認(rèn)識(shí)有何進(jìn)展？8.物理學(xué)上的那些重大發(fā)現(xiàn)提供了分析原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)？9.研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法有何發(fā)展？10.人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，每前進(jìn)一步都是建立在_的基礎(chǔ)上的，最有影響的兩位物理學(xué)家是_和_，前者是通過_實(shí)驗(yàn)提出原子結(jié)構(gòu)的有核模型，后者研究了_后，大膽地引入量子論觀點(diǎn)，提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型。11.原子結(jié)構(gòu)模型的演變歷史說明了什么科學(xué)道理？一、人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史2、原子分子論阿伏加德羅3、元素周期律（表）門捷列夫4、對有機(jī)物認(rèn)識(shí)的進(jìn)展碳原子的四價(jià)碳原子成鍵的立體構(gòu)型分子中價(jià)鍵的飽和性有機(jī)合成可“按圖索驥”5、物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)電子氫原子光譜元素的放射性微

4、粒的波粒二象性（量子力學(xué)）6、實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)紅外光譜電子顯微原子吸收光譜X射線衍射玻爾研究氫原子光譜時(shí)，引入量子論觀點(diǎn)，提出了新的量子觀原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福根據(jù)粒子散射現(xiàn)象，提出了帶核的“行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)”的原子結(jié)構(gòu)模型古希臘德謨克里特等哲學(xué)家的原子論思想道爾頓最早提出科學(xué)的原子學(xué)說湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出了“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型原子的量子力學(xué)模型1、人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史 觀看 金剛石的制造影像，C60和碳納米管的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用、部分新型材料、DNA結(jié)構(gòu)等課件。閱讀 教材P(46)思考、交流、討論1.碳的四種同素異形體在性質(zhì)和用途上有極大差異的原因是什么？2.教材P(5)“交流與討論” 3.

5、教材P(6)“交流與討論”4.試總結(jié)研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義。二、研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義2、根據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)3、合成或分離預(yù)期性質(zhì)的新材料4、從分子水平探索生命現(xiàn)象5、研究結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)綠色合成，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展如1、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)金剛石石墨C60碳納米管結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)不同碳的四種同素異形體2. nA m Z p中各字母所代表的意義是什么？+|+|思考 1.在必修1中學(xué)過原子結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)，你能否較為具體的說一說原子的組成及各部分的特征？存在那些等量關(guān)系？3.元素、核素、同位素三者有何異同？三、原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí) 電子特征核外電子原子核1、原子中子質(zhì)子組成是元素分類本質(zhì)依據(jù)質(zhì)量數(shù)約為1，帶1

6、個(gè)單位正電荷質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)為1，不帶電中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)（N=A-Z）同種元素，中子數(shù)不同則形成同位素特征 位于原子中心，體積小，質(zhì)量比重大由于電子質(zhì)量小，原子的質(zhì)量主要集中在核上 化學(xué)變化中核不變 體積小，質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的1/1836，帶1個(gè)單位負(fù)電荷，負(fù)電荷數(shù)=核所帶正電核數(shù)，故原子不顯電性 核外電子數(shù)=核電核數(shù)=原子序數(shù) 主族元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定于最外層電子數(shù)位置：在原子核外分層排布2. 重要關(guān)系式：核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）離子電荷=質(zhì)子數(shù)-核外電子數(shù)質(zhì)子數(shù)（Z）=陽離子的核外電子數(shù)+陽離子的

7、電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)（Z）=陰離子的核外電子數(shù)-陰離子的電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）該同位素的相對原子質(zhì)量3. 三素”比較： 元素具有相同核電荷數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）的一類原子的總稱。元素的種類由質(zhì)子數(shù)決定，與中子數(shù)、電子數(shù)無關(guān)。如：11H、12H+、T、D2 是氫元素的四種不同粒子。 核素具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。核素即原子，其種類由質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定。絕大多數(shù)元素都存在不同種核素，但有些元素只有一種核素。同位素質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)（或質(zhì)量數(shù)）不同的原子的互稱。 常見同位素舉例氕（11H）、氘（重氫，D或12H）、氚（超重氫，T或31H）,12C、13C、14C，16O、17O、18O，3517Cl、3

8、717Cl，23492U、23592U、23892U。 同位素是同種元素的不同原子，不同元素的原子不是同位素。 同位素的物理性質(zhì)不同，但它們的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。 同位素的不同原子構(gòu)成的單質(zhì)是化學(xué)性質(zhì)幾乎相同的不同單質(zhì)。 同位素構(gòu)成的化合物是不同的化合物，如H2O、D2O、T2O，其物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。 天然穩(wěn)定存在的同位素，無論游離態(tài)還是化合態(tài)，各同位素所占的原子分?jǐn)?shù)一般不變。 元素的相對原子質(zhì)量是這種元素的各同位素的原子質(zhì)量的平均值。 如果用各同位素的質(zhì)量數(shù)代替相對原子質(zhì)量進(jìn)行以上計(jì)算，則得到元素的近似相對原子質(zhì)量。 同位素的應(yīng)用較廣，可以利用12H、31H制造氫彈，利用23

9、592U制造原子彈和作核反應(yīng)堆的燃料，利用放射性同位素給金屬制品探傷、抑制馬鈴薯和洋蔥等發(fā)芽，延長貯存保鮮期。在醫(yī)療方面，可以利用某些同位素放射出的射線治療腫瘤等。科學(xué)探究閱讀下列一段文字，并據(jù)此回答下列問題：原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成的。原子核又是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成。希臘哲學(xué)家德謨克利特是原子學(xué)說的奠基人。他認(rèn)為萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，并把這些微粒稱為原子（希臘文的原意是“不可分割”）。這是古代原子學(xué)說英國科學(xué)家道爾頓是近代原子學(xué)說的創(chuàng)始人。他認(rèn)為物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，這些原子是不可分割的實(shí)心球體，同種原子的質(zhì)量和性質(zhì)相同。道爾頓的原子

10、學(xué)說對化學(xué)的發(fā)展起了十分重要的作用，但他沒有把原子和分子區(qū)分開來，并且仍然認(rèn)為原子是不可分割的后來，意大利科學(xué)家阿伏加德羅提出可分子的概念，指出了分子和原子的區(qū)別與聯(lián)系。人人們把物質(zhì)由分子、原子構(gòu)成的學(xué)說叫原子-分子論。原子-分子論的創(chuàng)立，是近代原子學(xué)說的發(fā)展是物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展與嘗創(chuàng)新英國科學(xué)家湯姆生是電子的發(fā)現(xiàn)者，他認(rèn)為一切原子中都有電子。從此，人們開始揭示原子內(nèi)部的秘密，認(rèn)識(shí)到原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒，它本身還具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，還可以再分1911年前后，物理學(xué)家盧瑟福把一束高速運(yùn)動(dòng)的粒子（質(zhì)量數(shù)為4的帶2個(gè)單位正電荷的氦原子核），射向一片極薄的金箔。他驚奇的發(fā)現(xiàn)，過去一直認(rèn)為原子是“實(shí)心球”，而由這種“實(shí)心球”緊密排列的金箔，竟為大多數(shù)粒子暢通無阻地通過，就象金箔不在那似的，但也有極少數(shù)的粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或被筆直彈回。（1）19世紀(jì)末，人們開始揭示原子內(nèi)部的秘密，最早發(fā)現(xiàn)電子的科學(xué)家是 （2）道爾頓的原子學(xué)說曾起了很大的作用。他的學(xué)說包含有下列三個(gè)論點(diǎn)：