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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三化學(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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三物質(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(shuō)明了什么問(wèn)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(kāi)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(shuō)明了什么問(wèn)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(shuō)明了什么問(wèn)題？第3頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三4、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(shuō)出這兩層殼的功用是什么嗎？為什么？第4頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三小結(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(duì)氨基苯磺酰胺（磺胺藥）和對(duì)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三請(qǐng)閱讀P2你知道嗎？學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)，可以幫助我們更好地解釋和預(yù)測(cè)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三交流與討論：P3科學(xué)研究的方法——實(shí)驗(yàn)方法、模型化方法、科學(xué)假設(shè)、論證方法等。實(shí)驗(yàn)技術(shù)——光譜方法、衍射實(shí)驗(yàn)方法等。第8頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)原子是怎樣誕生的呢？第10頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸第11頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三開(kāi)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(gè)宇宙最初聚集在一個(gè)“原始原子”中，后來(lái)發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開(kāi)，形成了我們的宇宙。大爆炸后兩小時(shí)，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li，然后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)或短的發(fā)展過(guò)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三

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(cè)。第13頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)——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。——原子結(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?shī)W地利物理學(xué)家薛定諤為代表的電子云模型。第15頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.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(shí)期的原子結(jié)構(gòu)模型:第16頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.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(wú)數(shù)原子從古以來(lái)就存在于虛空之中，既不能創(chuàng)生，也不能毀滅，它們?cè)跓o(wú)限的虛空中運(yùn)動(dòng)著構(gòu)成萬(wàn)物。（Democritus，約公元前460年—前370年）原子第17頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三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(diǎn)？談?wù)勀銓?duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)第18頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三微粒電子原子核質(zhì)子中子質(zhì)量(Kg)9.109×10-311.673×10-271.675×10-27相對(duì)質(zhì)量0.00054841.0071.008電量(C)1.602×10－191.602×10－190電荷－1+10第19頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)第20頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.原子概念的起源

公元前5世紀(jì)，當(dāng)時(shí)的哲學(xué)家在探討一滴水是否可以無(wú)限次分割的問(wèn)題，有一種觀點(diǎn)認(rèn)為：水無(wú)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(diǎn)，他認(rèn)為：水或者任何一種物質(zhì)，都不能無(wú)限次的分割，它們?cè)谌舾纱畏指钜院螅罱K會(huì)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(lái)源于希臘語(yǔ)，是不可分的意思。）第21頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.原子概念的起源德謨克利特猜測(cè)，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(dòng)，油原子表面粗糙因而油流動(dòng)緩慢，香氣原子輕而易揮發(fā)……第22頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.原子結(jié)構(gòu)模型的演變

實(shí)心圓球體(1)19世紀(jì)初，英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實(shí)心球體。第23頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)

1897年，英國(guó)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(gè)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三在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(dòng)的α粒子（質(zhì)量數(shù)為4的帶2個(gè)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?cè)瓉?lái)的的運(yùn)動(dòng)方向2.一小部分α粒子改變了原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向3.有極少數(shù)α粒子被彈了回來(lái)

α粒子散射實(shí)驗(yàn)第25頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三α粒子散射實(shí)驗(yàn)第26頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三①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(duì)于帶正電荷的體積來(lái)說(shuō)）較大的范圍運(yùn)動(dòng)。第27頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三(3)1911年英國(guó)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三(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(diǎn)，提出電子在一定軌道上運(yùn)動(dòng)的原子結(jié)構(gòu)模型——行星模型第29頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三

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(shí)，就只能做出近似的估計(jì)，無(wú)法定量計(jì)算?？茖W(xué)家們經(jīng)過(guò)13年的艱苦修改、驗(yàn)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(dòng)方程。該模型已經(jīng)受了半個(gè)多世紀(jì)的考驗(yàn)。第30頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三(5)電子云模型（幾率說(shuō)）第31頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三德謨克利特：樸素原子觀道爾頓：原子學(xué)說(shuō)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三第33頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三電子運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的形象描述：電子云模型微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特征薛定諤波動(dòng)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(jì)算出電子云徑向分布和角度分布。（幾率說(shuō)）第34頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、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(shuō)；（3）1811年阿伏加德羅提出分子說(shuō)；（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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（7）對(duì)有機(jī)物認(rèn)識(shí)的進(jìn)展：（8）物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)：碳原子的四價(jià)碳原子成鍵的立體構(gòu)型分子中價(jià)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三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(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)：第37頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三宏觀物體的運(yùn)動(dòng)特征：可以準(zhǔn)確地測(cè)出它們?cè)谀骋粫r(shí)刻所處的位置及運(yùn)行的速度；可以描畫它們的運(yùn)動(dòng)軌跡。微觀物體的運(yùn)動(dòng)特征：核外電子質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)空間小，運(yùn)動(dòng)速率大。無(wú)確定的軌道，無(wú)法描述其運(yùn)動(dòng)軌跡。無(wú)法計(jì)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(huì)的多少。核外電子運(yùn)動(dòng)的特征第38頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征可用統(tǒng)計(jì)（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(huì)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(diǎn)的疏密表示___________。第39頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三原子結(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_(kāi)______層。第40頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三依據(jù)上頁(yè)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(dòng)特征第41頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三電子云·能量越高。離核越遠(yuǎn)；分層運(yùn)動(dòng)（排布）；QPONMLK7654321第42頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三氫原子電子云的特點(diǎn):（1）呈球形對(duì)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(huì)多，在離核遠(yuǎn)處單位體積的空間電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)少。第43頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、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(dòng)狀態(tài)不同，人們從以下四個(gè)方面描述原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。第44頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、電子層（又稱能層）n：原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征電子層序數(shù)（n）1234567符號(hào)KLMNOPQ離核越來(lái)越遠(yuǎn)，能量越來(lái)越高在含有多個(gè)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(dòng)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三

實(shí)驗(yàn)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(dòng)。同一個(gè)電子層上的電子的能量都相同嗎？？第46頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三s軌道：球形第48頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三p軌道：紡錘形第49頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三d原子軌道是花瓣形的；f軌道形狀更復(fù)雜。第50頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三原子核外電子的運(yùn)動(dòng)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(duì)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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三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(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、軌道的伸展方向：p軌道在空間有x、y、z3個(gè)伸展方向，所以p軌道含3個(gè)軌道，分別記作：px、py、pz。s軌道是球形對(duì)稱的，只有1個(gè)軌道d軌道有5個(gè)伸展方向，有5個(gè)軌道，f軌道有7個(gè)伸展方向，有7個(gè)軌道。物理意義：表示電子云在空間的伸展方向。與能量無(wú)關(guān)。第53頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（4）電子自旋：原子核外電子還有一種稱為“自旋”的運(yùn)動(dòng)。