物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)研究的是構(gòu)成宏觀物體的物質(zhì)。一、研究物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)；二、研究物質(zhì)的性質(zhì)與變化。

物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的性質(zhì)與變化；物質(zhì)的性質(zhì)改變是物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化的結(jié)構(gòu)。那么，物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì)呢？第2頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì)呢？1、鐵易生銹，真金不怕火煉等事例說明了什么問題？為什么？2、O2和O3是同素異形體，空氣中的O2是須臾不能離開的，而空氣中的O3多于1.2mg/L則有害；CO易燃，CO2卻能滅火。這由說明了什么問題？為什么？3、分子式為C2H6O的物質(zhì)可能有圖示兩種結(jié)構(gòu)，前者與水互溶而后者不能。這又說明了什么問題？第3頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月4、下圖所示兩種物質(zhì)：前者是第一種用于醫(yī)學(xué)的磺胺藥，為什么服用此藥后可殺死細(xì)菌？5、下圖所示是鮑魚及其剖面圖，圖中標(biāo)出了它的兩層不同結(jié)構(gòu)的殼。你能說出這兩層殼的功用是什么嗎？為什么？第4頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：1、原子的組成與結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)：鐵易生銹、鈉易與一些物質(zhì)反應(yīng)。-----原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2、分子的組成與結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)：對氨基苯磺酰胺（磺胺藥）和對氨基苯甲酸

21世紀(jì)化學(xué)的重要課題：模擬生物體中酶的結(jié)構(gòu)創(chuàng)造具有酶的性質(zhì)的物質(zhì)。-----分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第5頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月3、晶體的組成與結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)：金剛石和石墨方解石和霰石

-----晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定第6頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月請閱讀P2你知道嗎？學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識，可以幫助我們更好地解釋和預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)與變化；原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系（專題2）；化學(xué)鍵理論（專題3）；分子的空間結(jié)構(gòu)（專題4）第7頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月交流與討論：P3科學(xué)研究的方法——實驗方法、模型化方法、科學(xué)假設(shè)、論證方法等。實驗技術(shù)——光譜方法、衍射實驗方法等。第8頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月二、研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義：閱讀課本P4~5，結(jié)合學(xué)案進(jìn)行總結(jié)。第9頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)原子是怎樣誕生的呢？第10頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸第11頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月開天辟地——原子的誕生

——宇宙大爆炸1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一個“原始原子”中，后來發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們的宇宙。大爆炸后兩小時，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li，然后經(jīng)過長或短的發(fā)展過程，以上元素發(fā)生原子核的熔合反應(yīng)，分期分批的合成了其他元素。第12頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、宇宙中最豐富的元素是那一種？宇宙年齡有多大？地球年齡有多大？2、你認(rèn)為[科學(xué)史話]中普魯特的推理是符合邏輯的嗎？1、氫元素宇宙中最豐富的元素占88.6%（氦1／8），另外還有90多種元素，宇宙年齡距今約140億年，地球年齡已有46億年。思考與交流

回答2、不符合，科學(xué)假設(shè)不同于思辨性推測。第13頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1.現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)理論宇宙大爆炸大量氫少量氦極少量鋰其他元素原子核的熔合反應(yīng)約2h后誕生于2.氫是宇宙中最豐富的元素，是所有元素之母。3.所有恒星仍在合成元素，但這些元素都是已知的。4.地球上的元素絕大多數(shù)是金屬，非金屬（包括稀有氣體）僅22種。小結(jié)第14頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月一、探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識——人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史：德謨克利特；道爾頓；阿伏伽德羅?！咏Y(jié)構(gòu)模型的演變：古希臘原子；道爾頓；湯姆生；盧瑟福；玻爾模型；以奧地利物理學(xué)家薛定諤為代表的電子云模型。第15頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1.古希臘原子論2.道爾頓原子模型(1803年)3.湯姆生原子模型(1904年)4.盧瑟福原子模型(1911年)5.玻爾原子模型(1913年)6.電子云模型(1926年)不同時期的原子結(jié)構(gòu)模型:第16頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1.古希臘原子論古希臘哲學(xué)家

原子是最小的、不可分割的物質(zhì)粒子。原子之間存在著虛空，無數(shù)原子從古以來就存在于虛空之中，既不能創(chuàng)生，也不能毀滅，它們在無限的虛空中運(yùn)動著構(gòu)成萬物。（Democritus，約公元前460年—前370年）原子第17頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月原子是由哪些基本微粒構(gòu)成的？構(gòu)成原子的各種微粒是否帶有電荷？為什么原子是電中性的？構(gòu)成原子的各種微粒在數(shù)量上有什么規(guī)律？這些微粒的體積和質(zhì)量有什么特點？談?wù)勀銓υ咏Y(jié)構(gòu)的認(rèn)識第18頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月微粒電子原子核質(zhì)子中子質(zhì)量(Kg)9.109×10-311.673×10-271.675×10-27相對質(zhì)量0.00054841.0071.008電量(C)1.602×10－191.602×10－190電荷－1+10第19頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識第20頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1.原子概念的起源

公元前5世紀(jì)，當(dāng)時的哲學(xué)家在探討一滴水是否可以無限次分割的問題，有一種觀點認(rèn)為：水無論進(jìn)行多少次分割，它都是水，而古希臘哲學(xué)家德謨克利特卻提出了不同的觀點，他認(rèn)為：水或者任何一種物質(zhì)，都不能無限次的分割，它們在若干次分割以后，最終會得到一種不可再分的基本微粒。德謨克利特把它們叫做原子。（原子一詞來源于希臘語，是不可分的意思。）第21頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1.原子概念的起源德謨克利特猜測，宇宙由虛空和原子構(gòu)成；每一種物質(zhì)由一種原子構(gòu)成，如水由水原子構(gòu)成，鐵由鐵原子構(gòu)成；原子是物質(zhì)最小的、不可再分的、永存不變的微粒。他甚至臆想了原子的形狀和大小——水原子是表面光滑的圓球因而水易于流動，油原子表面粗糙因而油流動緩慢，香氣原子輕而易揮發(fā)……第22頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2.原子結(jié)構(gòu)模型的演變

實心圓球體(1)19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實心球體。第23頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)

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。即：原子帶正電的部分應(yīng)充斥整個原子，很小很輕的電子鑲嵌在球體的某些固定位置，正象葡萄干嵌在面包中那樣，這就是原子的葡萄干面包模型。

第24頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月在1911年前后，新西蘭出生的物理學(xué)家盧瑟福把一束變速運(yùn)動的α粒子（質(zhì)量數(shù)為4的帶2個單位正電荷的質(zhì)子粒）射向一片極薄的金箔。

現(xiàn)象：1.大多數(shù)α粒子能穿透金箔而不改變原來的的運(yùn)動方向2.一小部分α粒子改變了原來的運(yùn)動方向3.有極少數(shù)α粒子被彈了回來

α粒子散射實驗第25頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月α粒子散射實驗第26頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月①原子是由帶電正荷的粒子和帶負(fù)電的粒子組成。②帶正電荷的粒子體積很小。③帶負(fù)電的粒子在（相對于帶正電荷的體積來說）較大的范圍運(yùn)動。第27頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)1911年英國物理學(xué)家盧瑟福（湯姆生的學(xué)生）提出了原子結(jié)構(gòu)的有核模型。第28頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)1913年丹麥物理學(xué)家玻爾（盧瑟福的學(xué)生）引入量子論觀點，提出電子在一定軌道上運(yùn)動的原子結(jié)構(gòu)模型——行星模型第29頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月

玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型理論也不是十分完美，在解釋氫以外的多電子原子的光譜線時，就只能做出近似的估計，無法定量計算?？茖W(xué)家們經(jīng)過13年的艱苦修改、驗證、論證，終于在1925年～1926年，在玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上發(fā)展成為原子的量子力學(xué)模型，其核心是薛定諤波動方程。該模型已經(jīng)受了半個多世紀(jì)的考驗。第30頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)電子云模型（幾率說）第31頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月德謨克利特：樸素原子觀道爾頓：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18031904191119131926原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史第32頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月電子運(yùn)動統(tǒng)計規(guī)律的形象描述：電子云模型微觀粒子的運(yùn)動特征薛定諤波動方程的提出，標(biāo)志著近代量子力學(xué)理論的建立。它可以計算出電子云徑向分布和角度分布。（幾率說）第34頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2、近代化學(xué)發(fā)展里程（4）1869年后門捷列夫揭示元素周期律；（1）18世紀(jì)，波義耳（化學(xué)之父）

最早提出元素的科學(xué)定義；（2）19世紀(jì)初，道爾頓提出了原子學(xué)說；（3）1811年阿伏加德羅提出分子說；（5）1901年約瑟夫·湯姆生提出原子的葡萄干面包模型；（6）1909年,盧瑟福提出原子的有核模型。（原子之父）第35頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月（7）對有機(jī)物認(rèn)識的進(jìn)展：（8）物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)：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(jī)合成可“按圖索驥”電子氫原子光譜元素的放射性量子力學(xué)（微觀粒子具有波粒二象性）確立。量子力學(xué)是研究原子和分子結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)。第36頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外光譜儀電子顯微鏡原子吸收光譜儀X射線衍射儀（9）實驗方法上的改進(jìn)：第37頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月宏觀物體的運(yùn)動特征：可以準(zhǔn)確地測出它們在某一時刻所處的位置及運(yùn)行的速度；可以描畫它們的運(yùn)動軌跡。微觀物體的運(yùn)動特征：核外電子質(zhì)量小，運(yùn)動空間小，運(yùn)動速率大。無確定的軌道，無法描述其運(yùn)動軌跡。無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間某處出現(xiàn)的機(jī)會的多少。核外電子運(yùn)動的特征第38頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月原子核外電子的運(yùn)動特征可用統(tǒng)計（圖示）的方法研究電子在核外出現(xiàn)的概率。

電子云——電子在核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會的大小，好像帶負(fù)電荷的云霧籠罩在原子核周圍，人們形象的稱為電子云。

電子云圖中小黑點的疏密表示___________。第39頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月原子結(jié)構(gòu)示意圖：鎂原子（Mg)原子核質(zhì)子數(shù)電子層該層上的電子數(shù)第一層倒數(shù)第一層最外層次外層電子層數(shù)為_______層。第40頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月依據(jù)上頁的原子結(jié)構(gòu)示意圖，回憶你所知道的原子的核外電子排布規(guī)律。？回顧原子核外電子的運(yùn)動特征第41頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月電子云·能量越高。離核越遠(yuǎn)；分層運(yùn)動（排布）；QPONMLK7654321第42頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月氫原子電子云的特點:（1）呈球形對稱。（2）在離核近處密度大，離核遠(yuǎn)處密度小。（3）在離核近處單位體積的空間電子出現(xiàn)的機(jī)會多，在離核遠(yuǎn)處單位體積的空間電子出現(xiàn)的機(jī)會少。第43頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電子層二、原子軌道三、原子軌道伸展方向四、電子的自旋狀態(tài)在多電子原子中，原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)不同，人們從以下四個方面描述原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)。第44頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電子層（又稱能層）n：原子核外電子的運(yùn)動特征電子層序數(shù)（n）1234567符號KLMNOPQ離核越來越遠(yuǎn)，能量越來越高在含有多個電子的原子中，電子的能量往往是不同的。人們根據(jù)電子的能量差異和主要運(yùn)動區(qū)域的不同，認(rèn)為核外電子分別處于不同的電子層上。第45頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月

實驗和量子力學(xué)研究表明，處于同一電子層的原子核外電子，也可以在不同類型的原子軌道上運(yùn)動。同一個電子層上的電子的能量都相同嗎？？第46頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月二、原子軌道——電子亞層軌道的類型不同，軌道的形狀也不同。用s、p、d、f分別表示不同形狀的軌道。物理意義：表示電子云的形狀。第47頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月s軌道：球形第48頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月p軌道：紡錘形第49頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月d原子軌道是花瓣形的；f軌道形狀更復(fù)雜。第50頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月原子核外電子的運(yùn)動特征原子軌道的表示方法：第四電子層：有四種形狀，決定有四種類型軌道。

記作4s，4p，4d，4f

表示為ns，np，nd，nf等。第一電子層：只一種形狀——球形對稱，只有s軌道，記作1s。第二電子層：有二種形狀，有二種類型軌道，分別記作2s、2p。第三電子層：有三種形狀，分別是：球形，紡錘形，花瓣形，有三種類型軌道。分別記作3s，3p，3d。原子軌道種類數(shù)與電子層序數(shù)相等，即n層有n種軌道。第51頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月形狀相同的原子軌道在原子核外空間還有不同的伸展方向。你知道嗎？第52頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月三、軌道的伸展方向：p軌道在空間有x、y、z3個伸展方向，所以p軌道含3個軌道，分別記作：px、py、pz。s軌道是球形對稱的，只有1個軌道d軌道有5個伸展方向，有5個軌道，f軌道有7個伸展方向，有7個軌道。物理意義：表示電子云在空間的伸展方向。與能量無關(guān)。第53頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）電子自旋：原子核外電子還有一種稱為“自旋”的運(yùn)動。