2023-2024學(xué)年蘇教版新教材選擇性必修二 專(zhuān)題1第三單元 物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的意義 課件（13張）

第三單元物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的意義學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究對(duì)各種性能的新物質(zhì)發(fā)現(xiàn)、設(shè)計(jì)與合成的重要意義。2.感受物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究對(duì)推動(dòng)人類(lèi)文明做出的巨大貢獻(xiàn)。3.建立“物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無(wú)止境”的觀念,形成探索未知、崇尚真理的意識(shí)。

促進(jìn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展1.化學(xué)科學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索和研究。研究物質(zhì)結(jié)構(gòu),能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)

與合成新物質(zhì)提供理論基礎(chǔ),也可以幫助我們①預(yù)測(cè)

物質(zhì)的性能。2.物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論和方法是研究材料②結(jié)構(gòu)

與③性能

關(guān)系的重要工具,有

助于信息材料、納米材料、新型合金、超導(dǎo)材料、可降解高分子材料等諸多新型材料的開(kāi)發(fā)、研制和應(yīng)用。

物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無(wú)止境1.20世紀(jì)經(jīng)典生物學(xué)的最大突破是在分子水平上探索生命現(xiàn)象的本質(zhì),這一

過(guò)程離不開(kāi)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究,這些研究都需要物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論與④分析測(cè)試技術(shù)

的支持。2.化學(xué)家利用化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化要研究反應(yīng)條件、反應(yīng)途徑、催化劑的選

擇,在理論指導(dǎo)下控制化學(xué)反應(yīng),預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)速率。這就要求化學(xué)家建立精確

有效而又普遍適用的化學(xué)反應(yīng)的⑤量子力學(xué)理論

。3.隨著化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論的進(jìn)一步發(fā)展和技術(shù)的改善,人類(lèi)將進(jìn)入一個(gè)嶄

新的世界:合成氨不再需要高溫、高壓,光合作用不再是植物的專(zhuān)利,化工生產(chǎn)不

再生成無(wú)實(shí)際用途的副產(chǎn)物,沒(méi)有能源危機(jī),也沒(méi)有⑥環(huán)境污染

。

1.納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸(1~100nm)或由它們作

為基本單元構(gòu)成的材料

(√)2.氮化硅是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料,它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì),為離子

晶體

(

?)3.相同體積的任何氣體總具有相同的分子數(shù)

(

?)需要在同溫同壓條件下。4.鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2+H2O

HXO+HX表示(

?)F2與H2O的反應(yīng)是2F2+2H2O

4HF+O2。5.在過(guò)渡元素中可尋找催化劑和具有某些特性的合金的元素等

(√)

判斷正誤,正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“?”。材料119世紀(jì)末,經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)在描述微觀系統(tǒng)時(shí)的不足越來(lái)越明

顯。量子力學(xué)是在20世紀(jì)初由一大批物理學(xué)家共同創(chuàng)立的。20世紀(jì)30年代以后

形成了描述各種粒子場(chǎng)的量子化理論——量子場(chǎng)論,它構(gòu)成了描述基本粒子現(xiàn)象

的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)是描述物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)與變化規(guī)律的科學(xué)。它是20

世紀(jì)人類(lèi)文明發(fā)展的一個(gè)重大飛躍,量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一系列劃時(shí)代的科學(xué)

發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明,對(duì)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)。研究化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論材料2唐敖慶為中國(guó)現(xiàn)代理論化學(xué)的開(kāi)拓者和奠基人,被譽(yù)為“中國(guó)量子化學(xué)之父”。唐敖慶專(zhuān)長(zhǎng)物理化學(xué)和高分子物理化學(xué)。有關(guān)分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)、高分子化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)計(jì)理論、配位場(chǎng)理論、分子軌道圖形理論及分子軌道對(duì)稱(chēng)守恒原理等研究成果,均受到國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì)。其中,與其研究集體關(guān)于“配位場(chǎng)理論”的研究,共發(fā)表學(xué)術(shù)論文260多篇。唐敖慶先生對(duì)科學(xué)界、教育界、化學(xué)學(xué)科均做出了卓越貢獻(xiàn)。問(wèn)題1.結(jié)構(gòu)與性質(zhì)是兩個(gè)不同的概念,因此,研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)研究物質(zhì)的性質(zhì)毫無(wú)作

用。上述說(shuō)法正確嗎?提示:不正確。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì),而物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途,因此,研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)于研究物質(zhì)的性質(zhì)、用途及尋找特殊化學(xué)物質(zhì)等均有重要的意義。2.量子力學(xué)理論在化學(xué)中的意義是什么?提示:研究量子力學(xué)理論可以更好地利用化學(xué)變化,使化學(xué)變化有目的地發(fā)生,生成預(yù)期的分子;利用催化劑可以讓某些反應(yīng)在溫和的條件下進(jìn)行;在理論指導(dǎo)下控制化學(xué)反應(yīng);預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的速率;確定化學(xué)反應(yīng)的途徑。

研究化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論(1)化學(xué)服務(wù)于人類(lèi)的重要方式利用已知化學(xué)反應(yīng)的原理,通過(guò)操作實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,制備人類(lèi)生活和生產(chǎn)所需

要的各種新材料是化學(xué)服務(wù)于人類(lèi)的重要方式。(2)化學(xué)反應(yīng)所解決的問(wèn)題兩個(gè)或多個(gè)分子之間能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng),能否生成預(yù)期的分子,需要什么催化劑才能在溫和條件下進(jìn)行反應(yīng),如何預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的速率及如何確定化學(xué)反應(yīng)的途徑等。也就是化學(xué)反應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)是向如何讓反應(yīng)條件趨向于溫和、產(chǎn)率高、反應(yīng)速率快、副反應(yīng)少、污染少、價(jià)格低、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單的方向發(fā)展。

研究生命現(xiàn)象的化學(xué)機(jī)理(1)研究配體小分子和受體生物大分子相互作用的機(jī)理,這是藥物設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

有了這一基礎(chǔ),人們才能進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)、制備和篩選,有助于合成高效、無(wú)毒副

作用的藥物。(2)搞清楚食草動(dòng)物胃內(nèi)的酶是如何把植物纖維分解為小分子的反應(yīng)機(jī)理,為充

分利用自然界豐富的植物纖維資源打下基礎(chǔ)。(3)了解生物體內(nèi)信息分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和生理調(diào)控的化學(xué)機(jī)理,使創(chuàng)造“新陳代

謝”的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。(4)合成具有生物活性的分子,可幫助人們揭示生命的奧秘。

要達(dá)到綠色化學(xué)的理想境界,化學(xué)家需要回答一系列問(wèn)題:指定分子之間能

否反應(yīng)生成預(yù)期分子?需要什么催化劑?反應(yīng)速率預(yù)期多大?如何控制反應(yīng)?如何

確定化學(xué)反應(yīng)的途徑等,下列最有希望解決這些問(wèn)題的是

()A.發(fā)展量子力學(xué)理論B.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法C.完善元素周期律D.研究質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律解析

建立精確有效而又普遍適用的化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論有希望解決題述

問(wèn)題。答案A拓展提升

利用化學(xué)反應(yīng)的原理,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,制備人類(lèi)生活和生產(chǎn)所需要的各種新材料,為了實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,需要化學(xué)家建立精確有效而又普遍適用的化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論。人造骨是一種具有生理功能的新型無(wú)機(jī)非金屬材料。它有類(lèi)似于人骨和天然牙

齒的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。人造骨可以依靠人體的體液中的某些離子形成新骨,可在骨骼

接合界面發(fā)生反應(yīng),實(shí)現(xiàn)骨骼牢固結(jié)合,人造骨植入人體內(nèi)需要吸收人體中的下

列哪些離子形成新骨

()A.Ca2+B.Cl-C.Na+D.P

解題導(dǎo)引骨骼的主要成分為Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2等無(wú)機(jī)鹽。解析

因Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2等無(wú)機(jī)鹽為骨骼的主要成分,所以人造骨植入人

體內(nèi)需吸收人體中的Ca2+和P

形成新骨。答案

AD在探索生命奧秘的過(guò)程中,科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到生命細(xì)胞的組成和元素周期表有密切

的關(guān)系。約占人體總質(zhì)量99.95%的11種常量元素(C、H、O、N、S、P、Cl、

Ca、K、Na、Mg)均屬于周期表前20號(hào)元素,其余0.05%由10多種人體不可缺少

的微量元素組成。在微量元素中,只有B、F和Si位于短周期,其余均屬于第4周期

或第5周期。在常量元素中,除H、N、P外,找出符合下列要求的元素(寫(xiě)出元素符

號(hào)):(1)原子最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)2倍的是

。(2)能顯示化合價(jià)最多的元素是

,跟它處在同一周期的還有一種非金屬

元素是

。(3)原子半徑最大的是

,它的相鄰元素是

。(4)剩余的兩種元素,它們的離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,且?guī)щ娏恳蚕嗤?但符號(hào)相反。這兩種元素是

和

。解析

(1)常量元素中,符合條件的元素原子最外層有4個(gè)電子,為C。(2)顯示化合價(jià)最多的元素是Cl,其化合價(jià)有-1、0、+1、+3