高中化学：《物质结构的探索无止境》课件（苏教版选修3）.ppt

1 物质结构的探索历程与研究价值 专题1与5 专题1揭示物质结构的奥秘 绪言 从人类探索性质结构的历程中了解人类研究物质结构的常用方法 理论研究 实验研究 假说 模型等 取得进展的缘由 了解人类研究物质结构的 所取得的成果在科学发展和社会进步中的积极作用 激发对 物质结构与性质 学习的自主性和积极性 教学内容分析 编写思路 从物质结构研究历程 了解化学科学的发展 1803年道尔顿原子学说1811年分子概念1860年确立原子分子论1869年发现元素周期律1903年汤姆逊模型1911卢瑟福模型1913玻尔分层排布模型19世纪中叶碳键与有机化合物分子结构研究19世纪末20世纪初微观粒子的波粒二象性量子力学模型 原子轨道 物质结构研究的几个重要历程 专题5物质结构的探索无止境 1 研究物质结构与性能的关系2 研究化学反应的量子力学理论3 研究生命现象的化学机 了解人类探索物质结构的价值 认同 物质结构的探索是无止境的 观点 认识在分子等层次研究物质的意义 进一步激发学习化学兴趣 树立从事化学化工研究的志向 2 从三个层次认识物质结构与性质关系 专题2 4 了解并能描述元素原子核外电子的运动状态 电子云 原子轨道 排布规律了解原子核外电子的运动 了解s p原子轨道的形状 认识并能说明描述不同元素 1 36号元素 周期表中各分区元素 原子结构的变化规律 核外电子排布的周期性 第1电离能的周期性 认识并能描述元素电负性的周期性能认识并能运用上述知识说明 解释元素的金属性 非金属性差异 形成化学键的类型 对成键电子的吸引力 1 从原子结构知识认识为什么元素组成是决定物质性质的重要因素 编写思路 原子结构 从学生已有经验出发让学生通过学习活动建构知识帮助学生了解知识的应用 决定 原子轨道 玻尔认为 原子核外电子在原子核外一系列稳定轨道上运动 量子力学用原子轨道描述原子中单个电子的空间运动状态 每个原子轨道由3个量子数 n l m 来描述 原子轨道示意图表示电子在核外运动的主要区域 原子轨道的描述 举例 原子轨道示意图 能级交错 ns n 2 f n 1 dnp 原子核外电子排布是以实验事实为依据 价电子在外层分布时存在能级交错 它是多电子体系电子相互作用 排斥 的结果 轨道能量的差值与核电荷数的大小有关 电子填充的顺序与原子失去电子的顺序不同 4s3d4p5s4d4p6s4f5d6p 1 36号元素的电子填充1 18号 各电子层可填充最多电子数 2n2 各能级可填充最多电子数2 2l 1 1s1 1s22s22p63s23p619 36号 能级交错与洪特规则 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p63d104s23p6cr1s22s22p63s23p63d54s1cu1s22s22p63s23p63d104s1 fe原子的轨道能级和核外电子排布 1s22s22p63s23p63d64s2 电子在原子轨道上的填充和排布 知道应用排布原则 能量最低原理 泡利不相容原理 洪特规则 和基态原子的原子轨道能级高低书写电子排布式 外围电子排布式3d64s2 电离能及应用 m g e m g h i1 电离能是原子核外电子分层排布的实验验证 第一电离能可衡量元素原子失去1个电子的难易程度 值越小 元素的金属性越强 注意区别气态原子的金属性与金属活动性 固体金属单质的金属性 第一电离能呈周期性变化 是原子核外电子排布周期性变化的必然结果 当电子在原子轨道上呈全空 全满 半满时第一电离能较大 判别元素的金属性 非金属性强弱一般说 金属元素的电负性在2 0以下 非金属元素的电负性在2 0以上 元素的电负性呈周期性变化 电负性及其应用 电负性的周期性变化 鲍林首先用电负性衡量元素在化合物中吸引电子的能力 此后不同科学家提出度量元素电负性的不同标度 如 除鲍林提出的标度外 还有以元素的电离能和电子亲合能的平均值来度量的 根据核对电子的静电引力计算电负性的等 结合其它键参数判别化学键型电负性相差较大 x 1 7 的两种元素的原子结合形成化合物 通常形成离子键 电负性相差较小 x 1 7 的两种元素的原子结合形成化合物 通常形成共价键 且电负性不相等的元素原子间一般形成极性共价健 专题3微粒间作用力与物质的性质第1单元金属键金属晶体第2单元离子键离子晶体第3单元共价键原子晶体第4单元分子间作用力 1 金属键与金属特性 交流与讨论 影响金属键的因素 理解金属的特性2 金属晶体 活动与探究 认识金属晶体的密堆积 1 离子键的形成2 离子晶体 交流与讨论 离子晶体晶格能与其物理性质的关系 拓展视野 离子晶体中离子的配位数 1 共价键的形成 价键理论 键和 键等 2 共价键的类型3 共价键的键能与化学反应热 问题解决 利用共价键的键能计算化学反应热 4 原子晶体整理与归纳 比较三种化学键 1 范德华力 交流与讨论 以卤素单质 卤化氢的熔 沸点变化规律为例认识范德华力对物质性质的影响 2 氢键的形成 分子间 分子内氢键 交流与讨论 以氨 氟化氢 邻 对 羟基苯甲酸 羟基苯甲酸的性质为例讨论氢键对物质性质的影响3 分子晶体整理与归纳 比较四种类型晶体 理解并能描述三种化学键的形成与三类晶体的特点 能说明晶体中化学键类型对晶体性质的决定作用 认识说明金属晶体的密堆积 了解晶胞与晶体的关系 了解什么是离子晶体晶格能 了解它与离子晶体性质的关系 能应用晶格能说明物质的某些性质 了解怎样运用晶胞结构模型说明晶体的组成 认识共价键的类型 键 极性键 非极性键 能从成键原子核外电子排布特点分析共价键的方向性 饱和性 共价分子的组成与键型 能运用共价键的参数说明共价键的稳定性 了解原子晶体熔点 硬度与其结构的关系 系统认识三种化学键本质 影响键强弱的因素 是否有方向性 饱和性 了解两种常见分子间作用力及其对物质性质的影响 比较四类晶体结构与性质特点 中心内容 微粒间作用力类型与物质性质的关系 编写思路 认识共价键的类型 键与 键 杂化键 极性键与非极性键 含义 判断与推测方法 拓展视野 三种分子间作用力 帮助学生认识分子间作用力存在的原因和普遍性 范德华力 联系实例认识存在的意义 与化学键的区别 作用大小对物质性质的影响 共价分子为什么可以以凝聚态存在 naclhcl的熔点 801 112 为什么差别大 卤素单质常温下存在状态差异的原因 干冰融化与co2分解的难易 为什么氡在水中溶解度 230cm3 l 1 比其他稀有气体大 氢键与物质的性质 对物质熔点和沸点的影响 氢键对物质溶解度的影响 氢键对酸性的影响 水的独特性质 沸点反常升高 冰密度小于水 水密度在40c最大dna双螺旋结构中的氢键 认识氢键的存在 了解氢键的形成 从具体事例认识氢键对物质的性质影响 氢键的形成当分子中的h和电负性大 半径小的有孤对电子的元素 f o n 结合时 共用电子对强烈偏向电负性大的原子一侧 几乎裸露的h原子核可以与分子中另一个电负性大 半径小的原子产生吸引作用 形成氢键 因此 在这种情况下 一个氢原子是被两个原子强有力地吸引着 可以把氢键看作是在两个原子之间的键 可表示为x h y 氢键是一种弱键 键能在2 10kcal mol范围 因为键能小 它在形成和分离时所需的活化能也很小 特别适合在常温下的反应 氢键能使蛋白质分子限制在它的天然构型上 在氢键中 氢原子总是比较靠近两个原子中的一个 例如冰的晶体中 质子离一个氧原子的距离为100pm 离另一个氧原子为176pm 形成氢键的物质的物理性质 如沸点 熔点会发生明显的变化 由此得出结论 hf nh3 h2o晶体中的氢键在熔化时一部分被破坏 还有一部分 超过半数 还留在液体中 最后汽化时才破坏 只有hf中的氢键特别强 在蒸汽中仍有部分聚合体 有些液态物质如nh3 h2o 观察到反常的高介电常数 可归结为氢键产生的连续聚合作用 氢键的特点键长特殊297pm键能小e28kj mol 具有饱和性和方向性 不仅同种分子间可形成氢键 不同种分子间也可以形成氢键 如nh3和h2o间的氢键 除了hf h2o nh3有分子间氢键外 在有机羧酸 醇 酚 胺 氨基酸和蛋白