專題1揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘第三單元

物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的意義學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對(duì)各種性能的新物質(zhì)發(fā)現(xiàn)、設(shè)計(jì)與合成的重要意義。2.感受物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究對(duì)推動(dòng)人類文明做出的巨大貢獻(xiàn)。3.建立“物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無(wú)止境”的觀念,形成探索未知、崇尚真理的意識(shí)。任務(wù)1

物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究促進(jìn)了化學(xué)科學(xué)的發(fā)展

1.1860年,國(guó)際化學(xué)界接受了阿伏加德羅提出的______假說(shuō),確立了“原子-分子論”,即不同元素代表不同原子,原子按一定方式結(jié)合成______,______構(gòu)成物質(zhì),分子的結(jié)構(gòu)直接決定分子的______。分子分子分子性質(zhì)2.19世紀(jì)中葉,對(duì)有機(jī)化合物的認(rèn)識(shí)也取得了重大進(jìn)展。碳原子的______、有機(jī)物中碳原子成鍵的__________、有機(jī)化合物分子中價(jià)鍵的______性等相繼被發(fā)現(xiàn),這些進(jìn)展為有機(jī)立體化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。四價(jià)立體結(jié)構(gòu)飽和3.從1900年至今,通過(guò)化學(xué)______和______手段得到的新物質(zhì)的數(shù)量急劇增加,到2018年高達(dá)1.4億種。這一事實(shí)充分說(shuō)明化學(xué)合成技術(shù)的巨大成就。合成分離4.研究__________,既能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)與合成新物質(zhì)提供理論基礎(chǔ),也可以幫助我們預(yù)測(cè)物質(zhì)的性能。物質(zhì)__________和______是研究材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的重要工具,有助于信息材料、納米材料、新型合金、超導(dǎo)材料等諸多新型材料的開發(fā)、研制和應(yīng)用。物質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)理論方法

B

例2

道爾頓的原子學(xué)說(shuō)曾經(jīng)對(duì)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展起了很大的作用,他的學(xué)說(shuō)包含下述三個(gè)論點(diǎn)：①原子是不能再分的粒子;②同種元素原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同;③原子是微小的實(shí)心球體。從現(xiàn)在的觀點(diǎn)看,你認(rèn)為這三個(gè)論點(diǎn)中,哪些不確切？[答案]

①②③均不確切。[解析]

從現(xiàn)在的觀點(diǎn)看：原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的;大多數(shù)元素存在同位素,不同同位素的質(zhì)量不同;原子核體積只占原子極小一部分,而核外電子的運(yùn)動(dòng)區(qū)域非?！翱諘纭?。歸納總結(jié)

人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是逐漸發(fā)展的,后人都是在前人的基礎(chǔ)上逐步完善。

（1）由于道爾頓最早提出了原子學(xué)說(shuō),合理地解釋了當(dāng)時(shí)的一些化學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律,給化學(xué)奠定了唯物主義理論基石,所以道爾頓被譽(yù)為近代化學(xué)之父。

（2）從原子結(jié)構(gòu)模型的演變過(guò)程可以看出,人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是逐步深入的。雖然很多科學(xué)家得到了一些錯(cuò)誤的結(jié)論,但對(duì)當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)真相做出了一定的貢獻(xiàn)。

（3）隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家已能利用電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡來(lái)拍攝表示原子圖像的照片并且能在晶體硅表面上用探針對(duì)原子進(jìn)行“搬遷”。

CA.“鈷酞菁”和磁性氧化鐵一樣,屬于無(wú)機(jī)化合物B.“鈷酞菁”分子分散在水中所形成的分散系帶電C.此項(xiàng)工作可以用來(lái)改變分子的某些物理性質(zhì)D.“鈷酞菁”分子分散在水中所形成的分散系為溶液[解析]

“鈷酞菁”分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與人體內(nèi)的血紅素及植物體內(nèi)的葉綠素非常相似,因此屬于有機(jī)化合物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;“鈷酞菁”分子分散在水中所形成的分散系不帶電,呈電中性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;“鈷酞菁”分子分散在水中所形成的分散系為膠體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

BA.一定發(fā)生了氧化反應(yīng)B.只涉及碳碳鍵的斷裂C.同位素示蹤法是從微觀角度識(shí)別物質(zhì)的變化D.該研究成果有利于緩解塑料垃圾引起的環(huán)境問(wèn)題[解析]

有氧氣參加的反應(yīng)是氧化反應(yīng),A項(xiàng)正確;塑料降解過(guò)程中不僅涉及碳碳鍵的斷裂,還有碳?xì)滏I的斷裂,B項(xiàng)錯(cuò)誤;同位素示蹤法是從微觀角度識(shí)別物質(zhì)的變化,C項(xiàng)正確;該研究成果有利于緩解塑料垃圾引起的白色污染,D項(xiàng)正確。任務(wù)2

物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無(wú)止境1.探尋人類和其他生物生命運(yùn)動(dòng)的__________,無(wú)疑是21世紀(jì)化學(xué)科學(xué)亟待解決的重大課題之一。20世紀(jì)經(jīng)典生物學(xué)的最大突破是______________探索生命現(xiàn)象的本質(zhì),這一過(guò)程也離不開對(duì)__________的研究?；瘜W(xué)機(jī)理在分子水平上物質(zhì)結(jié)構(gòu)2.研究配體小分子和受體生物大分子__________的機(jī)理,有助于進(jìn)行______生物分子和______藥物的開發(fā),特別是人類亟待解決的抗癌藥物的設(shè)計(jì)、制備和篩選,以及合成一大批高效、無(wú)毒副作用的藥物。相互作用手性手性3.______化學(xué)是______化學(xué)最重要的理論基礎(chǔ),______化學(xué)是______化學(xué)最直接的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和推動(dòng)力量?；瘜W(xué)家利用化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化,制備人類生活和生產(chǎn)所需要的物質(zhì),需要回答一系列與________相關(guān)的問(wèn)題。這就要求化學(xué)家建立精確有效而又普遍適用的化學(xué)反應(yīng)的__________理論。量子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)量子化學(xué)鍵量子力學(xué)例3

化學(xué)在古代與現(xiàn)代的科技發(fā)展中起了十分重要的作用,下列說(shuō)法中正確的是(

)

。ABCD_______________________________________________________________________________________________古代與現(xiàn)代的冶金均運(yùn)用了相同的化學(xué)原理古代與現(xiàn)代的火箭發(fā)射均利用了液體燃料古代搗碎中藥與現(xiàn)代中藥納米粉碎均是化學(xué)變化古代風(fēng)箏與現(xiàn)代熱氣球飛行均無(wú)須物質(zhì)直接供給能量A[解析]

金屬的冶煉是金屬元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)的過(guò)程,即金屬元素得電子被還原,故古代和現(xiàn)代的冶金技術(shù)不同,但原理相同,A項(xiàng)正確;古代的火箭用的燃料是火藥,而現(xiàn)代的火箭大多用的是液態(tài)燃料,B項(xiàng)錯(cuò)誤;無(wú)論是古代搗碎中藥還是現(xiàn)代中藥的納米粉碎,均無(wú)新物質(zhì)生成,故藥品的粉碎均為物理變化,C項(xiàng)錯(cuò)誤;現(xiàn)代熱氣球需要燃料燃燒來(lái)提供能量,從而使熱氣球中氣體的密度小于空氣的,所以熱氣球才能浮起來(lái),D項(xiàng)錯(cuò)誤。訓(xùn)練3

人造骨是一種具有生理功能的新型無(wú)機(jī)非金屬材料,它有類似于人骨和天然牙齒的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。人造骨可以依靠人體的體液中的某些離子形成新骨,可在骨骼接合界面發(fā)生反應(yīng),實(shí)現(xiàn)骨骼牢固結(jié)合,人造骨植入人體內(nèi)需要吸收的離子有(

)

。A

課堂小結(jié)1.原子結(jié)構(gòu)模型的演變歷史給我們的啟迪是(

)

。DA.道爾頓原子學(xué)說(shuō)存在缺陷或錯(cuò)誤,因而沒(méi)有積極的作用B.科學(xué)發(fā)現(xiàn)是有止境的C.原子結(jié)構(gòu)屬客觀事實(shí),沒(méi)有必要去揭示它D.沒(méi)有科學(xué)實(shí)驗(yàn),就沒(méi)有科學(xué)發(fā)現(xiàn)[解析]

道爾頓的原子學(xué)說(shuō),對(duì)化學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了重大而積極的影響;原子結(jié)構(gòu)模型的每一次演變,都是從科學(xué)實(shí)驗(yàn)開始的;只有揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘,才能把握物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì),更好地造福人類;科學(xué)發(fā)現(xiàn)是無(wú)止境的。2.通過(guò)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究,能夠解決許多問(wèn)題。在生命科學(xué)領(lǐng)域,下列問(wèn)題不能通過(guò)研究結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系加以解決的是(

)

。CA.酶的催化機(jī)理

B.手性生物分子與手性藥物的作用機(jī)制C.指甲的長(zhǎng)短與手指靈活性的關(guān)系

D.抗癌藥物的設(shè)計(jì)與篩選3.“克隆”技術(shù)的關(guān)鍵之一是找到一些特殊的酶,這些酶能激活普通體細(xì)胞,使之像生殖細(xì)胞一樣發(fā)育成個(gè)體。下列有關(guān)酶的敘述中,錯(cuò)誤的是(

)

。DA.酶大多是具有催化作用的蛋白質(zhì)B.酶的催化作用具有選擇性和專一性C.高溫或重金屬鹽能降低酶的活性D.酶只有在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性條件下才能起作用[解析]

酶大多是具有催化作用的蛋白質(zhì),其催化作用具有選擇性和專一性,A、B兩項(xiàng)正確;高溫、重金屬鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)使蛋白質(zhì)變性而失去催化作用,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

（1）

形成化合物種類最多的元素：___（填元素符號(hào),下同）。（2）

原子結(jié)構(gòu)中,第二層電子比第三層多1個(gè)的元素：___,與它處在同一周期并相鄰的非金屬元素：__。（3）

其中,最活潑的金屬元素：___,它的相鄰元素：