專題1揭示物質(zhì)結構的奧秘

專題1揭示物質(zhì)結構的奧秘 【思考】

1.大千世界中的物質(zhì)是由什么構成的？

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)的微觀結構道爾頓：原子學說湯姆生：“葡萄干面包式”模型盧瑟福：帶核原子結構模型玻爾：原子軌道模型現(xiàn)代量子力學模型人類探索原子結構的歷史見導P2一、探索物質(zhì)的微觀結構1、原子結構模型的演變：道爾頓→（實心球）湯姆生→（具有電子）盧瑟?！ㄓ泻四Ｐ停┎枴ㄔ榆壍溃┝孔恿W（電子云）→→→→電子云模型現(xiàn)代科學家們在實驗中發(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)的機會多，反之，出現(xiàn)的機會少。1．1811年，人們發(fā)現(xiàn)在同溫同壓下，氣體反應中各氣體的體積互成簡單的整數(shù)比。例如，1體積氯氣和1體積氫氣反應生成2體積氯化氫：根據(jù)道爾頓的原子論，如果氯氣和氫氣分別由氯原子、氫原子組成，那么氯化氫又由什么組成?2．道爾頓的原子論對化學發(fā)展雖有重大的貢獻，但它仍存在著一些不足。根據(jù)你對原子的認識，試分析道爾頓原子論的缺陷所在。1811年，意大利科學家阿伏加德羅(1776—1856)，首先提出了分子的概念，他認為氣體分子可以由幾個原子構成，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，這個假設在當時沒有得到公認。當時，化學界的權威道爾頓和貝采里烏斯都反對阿伏加德羅假說，他們認為由相同原子組成分子是絕對不可能的。到1860年，由于意大利化學家康尼查羅的工作，阿伏加德羅假說才得到公認。國際化學界接受了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，原子按一定方式結合成分子，分子又組成物質(zhì)，分子結構直接決定分子的性質(zhì)?，F(xiàn)在阿伏加德羅假說已經(jīng)被物理學和化學中的許多事實所證實，成為公認的一條定律了。2、1811年阿伏加德羅--分子的概念他認為氣體分子是由幾個原子構成的。1860年，國際化學界確立了原子分子論。

3、1869年門捷列夫--元素周期律（排出第一張元素周期表（63種元素））1869年，已有63種元素為科學家所認識，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。4、19世紀中葉，對有機物認識取得重大進展：5、19世紀末20世紀初，物理學上的重大發(fā)現(xiàn)：碳原子的四價碳原子成鍵的立體構型分子中價鍵的飽和性有機合成可“按圖索驥”電子氫原子光譜元素的放射性微粒的波粒二象性（量子力學）紅外光譜電子顯微原子吸收光譜X射線衍射6、實驗方法上的改進：啟示：人類對原子結構認識的逐漸深入，都是建立在實驗研究基礎上的，實驗是揭示原子結構的重要手段。湯姆生、盧瑟福、玻爾等幾代師生都是諾貝爾科學獎獲得者，他們勇于懷疑科學上的“定論”，不迷信權威，為科學的發(fā)展作出了重要貢獻。自然科學就是在不斷探索中修正錯誤而前進的。二、研究物質(zhì)結構的意義1、為什么已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的構成物質(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高的物質(zhì)，石墨質(zhì)軟且能導電，C60可溶于苯等有機溶劑，碳納米管具有非同尋常的強度、導電性和熱穩(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，而氮氣卻不如白磷活潑?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?原子結構與元素的性質(zhì)分子空間結構與物質(zhì)性質(zhì)微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)1、揭示物質(zhì)的結構和性能之間的關系幫助我們預測物質(zhì)的性能二、研究物質(zhì)結構的意義：書P5（結構決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結構）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纖維內(nèi)窺鏡信息科學形狀記憶合金發(fā)動機材料科學環(huán)境科學太陽灶3.從分子水平探索生命現(xiàn)象化學家鮑林提出了氫鍵理論和蛋白質(zhì)分子的螺旋結構模型。氨基酸生命科學4.研究物質(zhì)結構，實現(xiàn)綠色合成，促進社會可持續(xù)發(fā)展為了滿足人類生活和生產(chǎn)的需要，人類每年都從實驗室或工廠制造出成千上萬種化學物質(zhì)。新物質(zhì)的制造，在提高人們生活質(zhì)量的同時也可能帶來環(huán)境的污染與破壞。實現(xiàn)用簡單、安全、環(huán)