1、專題1,揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘,【思考】1.大千世界中的物質(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)？,課題一 探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),道爾頓：原子學(xué)說,湯姆生：“葡萄干面包式” 模型,盧瑟福：帶核原子結(jié)構(gòu)模型,玻爾：原子軌道模型,現(xiàn)代量子力學(xué)模型,人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史,他認(rèn)為：物質(zhì)由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在化學(xué)變化中原子不可再分割，它們的化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中保持不變。,原子是組成物質(zhì)的基本粒子，它們是堅(jiān)實(shí)的、不可再分的實(shí)心球。,19世紀(jì)初，道爾頓提出了原子學(xué)說,一、人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,實(shí)心圓球體,1811年，意大利科學(xué)家阿伏加德(17761856)，首先提出了分子的

2、概念，他認(rèn)為氣體分子可以由幾個(gè)原子構(gòu)成，還確定了氣體分子含有的原子數(shù)目，開辟了一條確定相對分子質(zhì)量和相對原子質(zhì)量的新途徑。但是，這個(gè)假設(shè)在當(dāng)時(shí)沒有得到公認(rèn)。 到1860年，由于意大利化學(xué)家康尼查羅的工作，阿伏加德羅假說才得到公認(rèn)。國際化學(xué)界接受了50年前阿伏加德羅提出的分子假說，確立了原子分子論：不同元素代表不同原子，原子按一定方式結(jié)合成分子，分子又組成物質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)直接決定分子的性質(zhì)。,一、人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,（3）1811年阿伏加德羅提出分子說,他認(rèn)為氣體分子是由幾個(gè)原子構(gòu)成的。 1860年，國際化學(xué)界確立了原子分子論。,（4）1869年門捷列夫揭示元素周期律；,1869年，已有63種元

3、素為科學(xué)家所認(rèn)識，門捷列夫?qū)⒏髟匕丛恿康淖兓?lián)系起來，揭示了自然界的一條基本規(guī)律-元素周期律。,一、人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,（5）1904年約瑟夫湯姆生,提出原子的葡萄干面包模型；,1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。1904年提出“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型。,一、人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,電子在球體運(yùn)動(dòng),棗糕式模型 葡萄干面包模型,電子是種帶負(fù)電、有一定質(zhì)量的微粒，普遍存在于各種原子之中。 湯姆生原子模型：原子是一個(gè)平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了電荷，從而形成了中性原子。原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子像面包里的葡萄干鑲嵌其中。,（6）英國物理學(xué)家盧

4、瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了帶核的原子結(jié)構(gòu)模型。,盧瑟福和他的助手做了著名粒子散射實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，盧瑟福在1911年提出原子有核模型。 盧瑟福原子模型（又稱行星原子模型）：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。原子核的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在原子核外空間繞核做高速運(yùn)動(dòng)。,盧瑟福原子之父,盧瑟福原子模型,粒子散射實(shí)驗(yàn),(7)1913年丹麥物理學(xué)家波爾（盧瑟福的學(xué)生）引入量子論觀點(diǎn)，提出電子在一定軌道上運(yùn)動(dòng)的原子結(jié)構(gòu)模型。,玻爾借助誕生不久的量子理論改進(jìn)了盧瑟福的模型。 玻爾原子模型（又稱軌道模型）：當(dāng)原子只有一個(gè)電子時(shí)，電子沿特定球形軌道運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)原子有多個(gè)電子時(shí)，它

5、們將分布在多個(gè)球殼中繞核運(yùn)動(dòng)。 不同的電子運(yùn)轉(zhuǎn)軌道是具有一定級差的穩(wěn)定軌道。,玻爾原子模型,(8)電子云模型 （幾率說） （現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說）,電子云,電子云模型,現(xiàn)代科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電子在原子核周圍有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)多，有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)少，就像“云霧”籠罩在原子核周圍。因而提出了“電子云模型”。 電子云密度大的地方，表明電子在核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會多，反之，出現(xiàn)的機(jī)會少。,電子云示意圖（平面圖）中 ：（重點(diǎn)） 小黑點(diǎn)表示 ， 小黑點(diǎn)的疏密表示 成 _關(guān)系。,電子在核外空間區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會,電子在核外空間區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)機(jī)會的大小,正比,（9）對有機(jī)物認(rèn)識的進(jìn)展：,（10）物理學(xué)上的重大發(fā)

6、現(xiàn)：,紅外光譜 電子顯微 原子吸收光譜 X射線衍射,（11）實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)：,2 、 盧瑟福從粒子散射實(shí)驗(yàn)得出了什么結(jié)論？,1、 道爾頓的原子學(xué)說曾經(jīng)起了很大作用。他的學(xué)說中包含有下述論點(diǎn)：原子是不能再分的微粒；同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同；原子是微小的實(shí)心球體。從現(xiàn)代的觀點(diǎn)看，你認(rèn)為這3個(gè)論點(diǎn)中，不確切的是（ ） A只有 B只有， C只有 D有,A原子中存在原子核，它占原子中極小的體積 B原子核帶正電荷，且電荷數(shù)遠(yuǎn)大于粒子 C金原子核質(zhì)量遠(yuǎn)大于粒子,當(dāng)堂檢測,D,1、關(guān)于“電子云”的描述中，正確的是 A、一個(gè)小黑點(diǎn)表示一個(gè)電子 B、一個(gè)小黑點(diǎn)代表電子在此出現(xiàn)過一次 C、電子云是帶正

7、電的云霧 D、小黑點(diǎn)的疏密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)機(jī)會的多少,D,當(dāng)堂檢測,3 從原子結(jié)構(gòu)模型的演變歷史中，我們可得到的啟迪是 A實(shí)驗(yàn)是揭示原子結(jié)構(gòu)奧秘的重要手段 B早期的化學(xué)家在研究過程不夠細(xì)致，所以沒有發(fā)現(xiàn)正確的原子結(jié)構(gòu)模型 C玻爾原子結(jié)構(gòu)模型以前的各種原子結(jié)構(gòu)模型都是不正確的，對學(xué)習(xí)認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)是毫無用處的 D繼承、積累、突破和革命是科學(xué)發(fā)展的形式,4 1998年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予科恩(美)和波普爾(英)，以表彰他們在理論化學(xué)領(lǐng)域做出的重大貢獻(xiàn)。他們的工作使實(shí)驗(yàn)和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)，引起整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域正在經(jīng)歷一場革命性的變化。下列說法正確的是 A化學(xué)不做實(shí)驗(yàn)就什么都不

8、知道 B化學(xué)不再需要實(shí)驗(yàn) C化學(xué)不再是純實(shí)驗(yàn)科學(xué) D未來化學(xué)的方向是經(jīng)驗(yàn)化,A、B、D,c,啟示,人類對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的逐漸深入，都是建立在實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上的，實(shí)驗(yàn)是揭示原子結(jié)構(gòu)的重要手段。 湯姆生、盧瑟福、玻爾等幾位科學(xué)家都是諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者，他們勇于懷疑科學(xué)上的“定論”，不迷信權(quán)威，為科學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。自然科學(xué)就是在不斷探索中修正錯(cuò)誤而前進(jìn)的。 請同學(xué)們課后搜集有關(guān)幾位科學(xué)家的生平事跡以及他們研究原子結(jié)構(gòu)的過程，相互交流并寫出心得體會。,課題二 研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義,1、為什么已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的構(gòu)成物質(zhì)的元素僅有100余種，而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和人工合成的物質(zhì)卻有幾千萬種之多？,2、金剛石是自然界硬度最

9、高的物質(zhì)，石墨質(zhì)軟且能導(dǎo)電，C60可溶于苯等有機(jī)溶劑，碳納米管具有非同尋常的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性。這些物質(zhì)都是由碳元素組成的，但為什么它們的性質(zhì)和用途卻存在很大的差異?,3為什么氮元素的非金屬性比磷元素強(qiáng)，而氮?dú)鈪s不如白磷活潑? 4為什么碳、氮、氧、氟與氫形成的最簡單的化合物(CH4、NH3、H2O、HF)中氫原子的數(shù)目不相等?它們的空間構(gòu)型為什么有很大差異？為什么水分子見可以形成氫鍵？ 5為什么分子組成都是C2H6O的乙醇和二甲醚在性質(zhì)上差異很大？例如乙醇能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣而二甲醚卻不能，乙醇易溶于水而二甲醚卻不溶于水。 6為什么氨水和硝酸銀溶液作用生成的氫氧化銀沉淀可溶于過量的氨水中?,原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì),分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì),微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì),1、揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)） 幫助我們預(yù)測物質(zhì)的性能,2.合成或從自然界中分離出更多的新物質(zhì),碳納米管,納米材料制備 高效太陽能電池,材料,記憶合金骨 科內(nèi)固定系列,特種陶瓷,光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡,信息科學(xué),形狀記憶合金發(fā)動(dòng)機(jī),材料科學(xué),環(huán)境科學(xué),太陽灶,3.從分子水平探索生命現(xiàn)象,化學(xué)家鮑林提出了氫鍵理論和蛋白質(zhì)分子的螺旋結(jié)構(gòu)模型。,氨基酸,生命科學(xué),4.研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)綠色合成，促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展,為了滿足人類生活和生產(chǎn)的需要，人類每年都從實(shí)驗(yàn)室或工廠制造出成千上萬