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

1、專題1 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘【課標要求】 1了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史與價值，認識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)的基本方法和實驗手段。3初步認識物質(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：原子學說、原子分子論、元素周期律的發(fā)現(xiàn)、對有機物認識的進展、波粒二象性、量子化學、實驗方法上的改進。 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)實現(xiàn)綠色合成，促進社會可持續(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)的認識交流與討論3.是誰最早提出科學的原子概念？人們通常稱的原子之父又是誰？4.原子學說的基本要點是什么？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是什么？基本要點是什么？6.俄國化學家_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。他排出的第一張元素周期表包含_種元素。元素周期律從理論上指導了化學元素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。7.19世紀中葉以后，對

3、有機物認識有何進展？8.物理學上的那些重大發(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)的實驗方法有何發(fā)展？10.人類對原子結(jié)構(gòu)的認識，每前進一步都是建立在_的基礎(chǔ)上的，最有影響的兩位物理學家是_和_，前者是通過_實驗提出原子結(jié)構(gòu)的有核模型，后者研究了_后，大膽地引入量子論觀點，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、對有機物認識的進展碳原子的四價碳原子成鍵的立體構(gòu)型分子中價鍵的飽和性有機合成可“按圖索驥”5、物理學上的重大發(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）6、實驗方法上的改進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，引入量子論觀點，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“行星繞太陽運轉(zhuǎn)”的原子結(jié)構(gòu)模型古希臘德謨克里特等哲學家的原子論思想道爾頓最早提出科學的原子學說湯姆生發(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)實現(xiàn)綠色合成，促進社會可持續(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中學過原子結(jié)構(gòu)的初步知識，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 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個單位負電荷，負電荷數(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數(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)量進行以上計算，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?？茖W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。希臘哲學家德謨克利特是原子學說的奠基人。他認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”）。這是古代原子學說英國科學家道爾頓是近代原子學說的創(chuàng)始人。他認為物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，這些原子是不可分割的實心球體，同種原子的質(zhì)量和性質(zhì)相同。道爾頓的原子

10、學說對化學的發(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，并且仍然認為原子是不可分割的后來，意大利科學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)成的學說叫原子-分子論。原子-分子論的創(chuàng)立，是近代原子學說的發(fā)展是物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展與嘗創(chuàng)新英國科學家湯姆生是電子的發(fā)現(xiàn)者，他認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，認識到原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒，它本身還具有復雜的結(jié)構(gòu)，還可以再分1911年前后，物理學家盧瑟福把一束高速運動的粒子（質(zhì)量數(shù)為4的帶2個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)，過去一直認為原子是“實心球”，而由這種“實心球”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)電子的科學家是 （2）道爾頓的原子學說曾起了很大的作用。他的學說包含有下列三個論點：