1、专题1 揭示物质结构的奥秘,1.了解人类探索物质结构的历史与价值，认识在原子、分子层次上研究物质的意义。 2.知道物质是由微粒构成的，了解研究物质结构的基本方法和实验手段。 3.了解并体会研究物质结构的意义。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,一、人类探索物质结构的历史,基础知识导学,答案,波义耳,1.人类探索物质结构的历史 (1)18世纪中期， 最早提出“元素”的科学定义； (2)19世纪初， 提出了原子学说； (3)1811年 提出原子分子论； (4) 发现元素及元素周期律，从理论上指导了化学元素的发现和应用，到20世纪40年代，已经发现了92种化学元素。,道尔
2、顿,阿伏加德罗,门捷列夫,(5)对有机化合物认识的重大进展 19世纪末到20世纪初，有机化学取得了飞速发展，合成了很多对人类有 用的新物质；19世纪中叶以后，碳原子的四价、有机物中碳原子成键的立体结构、有机化合物分子价键的饱和性等相继被发现，为有机立体化学奠定了基础，也极大地推动了有机合成的发展。 (6)量子力学理论 19世纪末至20世纪初，物理学领域的一系列重大发现(如电子、氢原子、光谱等)，揭示了原子结构内部的奥秘，发现了微观粒子波粒二象性的普遍性。量子力学成为化学科学分析原子核分子结构的理论基础。随着量子力学应用于化学中原子和分子结构的研究，以及现代实验手段的应用，都有力地推动了化学的发
3、展，在未来社会，化学的发展和应用必将进入一个新的阶段。,答案,2.原子结构的演变,(1803),坚实不可再分的实心球,(1904),平均分布着正电荷的粒子嵌着 同样多的电子,(1911),带正电荷的核位于中心。质量 主要集中在核上，电子沿不同 轨道运转,答案,电子在一定轨道上绕核做高速圆周运动,答案,二、研究物质结构的意义 化学科学的发展离不开物质结构的探索和研究，研究物质结构，能够为设计与合成新物质提供 ，揭示物质 与 的关系，也可以帮助我们预测物质的 。 (1)研究物质结构，能帮助我们了解材料 与 之间的关系。 (2)研究物质结构，突破了在 上探索生命本质。 (3)物质结构研究对于保护生态
4、环境，实现社会的可持续发展具有重大意义。,理论基础,结构,性能,性能,结构,性能,分子水平,议一议 1.道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用，他的学说包含有下述三个论点：原子是不能再分的粒子；同种元素原子的各种性质和质量都相同；原子是微小的实心球体。从现在的观点看，你认为这三个论点中，哪些不确切？ 解析 从现在的观点看：原子是由原子核和核外电子构成；大多数元素存在同位素，不同同位素的质量不同；原子核体积只占原子极小一部分，而核外电子的运动区域非常“空旷”。 答案 均不确切。,解析答案,答案,2.1911年，新西兰出生的物理学家卢瑟福把一束变速运动的粒子(质量数为4的带2个正电荷的质子粒)射向一片
5、极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟让大多数粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少量的粒子发生偏转，或被笔直地弹回。 (1)根据以上实验现象能得出关于金箔中金原子结构的一些结论，试写出其中的三点：_ _。,原子中存在原子核，且原子核只占原子体积的很小一部分；金原子核带正电荷，且电荷数远大于粒子的电荷数，二者产生静电排斥作用；金原子的质量远大于粒子的质量,答案,(2)实验现象与当时的原子模型发生了矛盾，当你遇到这个问题，应该如何对待？,答案 卢瑟福的粒子散射实验给我们很多启示：对待学习要有严谨认真、一丝不苟的态度，绝不放过
6、任何一个疑点，努力使自己成为敢于质疑、敢于向权威挑战、具有创新意识和创新精神的现代中学生。,返回,人类认识原子结构的历史进程四种原子结构模型,重点难点探究,1.道尔顿原子结构模型 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为：物质是由原子构成的，原子是微小的不可分割的实心球体，原子不能被创造也不能被毁灭，在化学变化中原子不可以再分割，它们的化学性质在化学反应中保持不变。道尔顿主张用原子的分解与化合来说明各种化学现象和各种化学定律之间的内在联系，这就抓住了化学的核心和最本质的问题。因此，人们把道尔顿称为近代化学之父。但是，限于当时科学发展的水平，道尔顿的原子理论还远远不是一种完善的理论，
7、存在一些明显的缺点和错误：,首先，道尔顿把化学反应中相对不可分和不可转化的原子，视为绝对不可分割、没有内部结构的终极粒子。 其次，道尔顿没有认识到任何具有确定性质的物质，可以独立存在的是分子而不是原子，因此他的关于复杂原子的概念在许多场合下显得含糊不清。 道尔顿原子学说的另一个弱点，就是无法确定化合物组成的原子比，因此无法合理的确定元素的相对原子质量。,2.汤姆生原子结构模型 1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904年汤姆生提 出了“葡萄干面包式”的原子结构模型(如右图)。他提出： 原子是带正电的圆球，在圆球里镶嵌着带负电的电子，原 子像西瓜，瓤是正电，瓜子是负电，电子均匀地镶嵌在 瓜
8、瓤里。这是人类第一次提出电子在原子里的运动状态，也是第一个带电子的原子结构模型，后人把它叫汤姆生原子结构模型。,3.卢瑟福原子结构模型 在1911年前后，物理学家卢瑟福把一束运动的粒子(一种带正电荷的粒子：He2)，射向一片极薄的金箔。他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟能让大多数粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的粒子发生偏转，或被笔直地弹回。这说明原子并不是无法穿越的实心球，而是有隙可乘的。“也有极少数的粒子发生偏转，或被笔直地弹回”，,由于粒子带正电荷，说明原子中阻挡粒子的微粒也带正电荷，这个微粒就是原子核，“粒子被笔直
9、地弹回”说明金原子核的质量远大于粒子的质量。这就是著名的“粒子散射实验”。卢瑟福根据粒子散射现象，指出原子是由原子核和核外电子构成的，原子核带正电荷，位于原子中心，它几乎集中了原子的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动，就像行星环绕太阳运转一样。人们形象地将这种模型称为原子结构的“行星模型”。,4.玻尔原子结构模型 1913年丹麦物理学家玻尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型，指出电子在原子核外空间内一定的轨道上绕核作高速运动，这些轨道的能量是不连续的。玻尔理论能很好地解释了氢原子光谱。,5.电子云模型(现代原子结构学说) 现代原子结构理论认为
10、：原子是由居于原子中心的原子核 和核外电子构成的；原子核是由质子和中子构成的；核外 电子的运动也有其特殊规律，人们形象的用电子云描述核 外电子的运动状态，电子云是描述核外电子运动特征的图 像，电子云中的小黑点并不是表示原子核外的一个电子，而是表示电子在此空间出现的机率。电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。,解析答案,例 原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型，(4)为近代量子力学原子模型，(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变顺序的一组排列是( ),A.(1
11、)(3)(2)(5)(4) B.(1)(2)(3)(4)(5) C.(1)(5)(3)(2)(4) D.(1)(3)(5)(4)(2),解析 正确的顺序是道尔顿实心球式原子模型、汤姆生葡萄干面包式原子模型、卢瑟福行星运转式原子模型、玻尔轨道式原子模型、近代量子力学原子模型。 答案 A,解题反思,人类对原子结构的认识是逐渐发展的，后人都是在前人的基础上逐步完善。,变式训练 根据卢瑟福的粒子散射实验现象可推测出金箔中金原子结构的一些结论，据此请填写下列空白： (1)原子中存在_，且只占原子体积的很小一部分。 (2)金原子核带_电荷，且电荷数远大于粒子的电荷数，两者产生静电_作用。 (3)金原子的质
12、量远_(填“大于”、“小于”或“等于”)粒子的质量。,解析答案,返回,解析 极薄的金箔，竟让变速运动的大多数粒子畅通无阻地通过，证明原子不是实心的球体，内部有“广阔”的空间。有极少数粒子被笔直地弹回，证明了原子核的存在，但占原子极小的体积，否则大部分粒子不能畅通无阻地通过；同时证明金原子核的质量远大于粒子的质量，否则金原子核将有被粒子弹出的可能；还能证明金原子核所带电荷种类与粒子相同，否则两者就会相互吸引；又能证明金原子核所带电荷数远大于粒子，否则偏转的就不会是粒子，而是金原子核。 答案 (1)原子核 (2)正 排斥 (3)大于,返回,1.原子结构模型的演变历史给我们的启迪是( ) A.道尔顿
13、原子学说存在着缺陷或错误，因而没有积极的作用 B.科学发现是有止境的 C.原子结构属客观事实，没有必要去揭示它 D.没有科学实验，就没有科学发现,D,随堂达标检测,1,2,3,解析答案,4,解析 道尔顿的原子学说，对化学的发展产生了重大而积极的影响； 原子结构模型的每一次演变，都是从科学实验开始的； 只有揭示物质结构的奥秘，才能把握物质变化的实质，更好地造福人类； 科学发现是无穷无尽的。,1,2,3,4,2.1911年前后，英国物理学家卢瑟福用带正电的粒子轰击极薄的金箔，为了解释实验结果，提出了原子的核式结构学说。图中，黑点表示金原子核的位置，曲线ab、cd和ef表示经过金原子核附近的粒子的运
14、动轨迹，能正确反映实验结果的图是( ),解析答案,1,2,3,4,解析 在金原子中原子核带正电且质量很大，占有的体积很小，用粒子(带正电，质量较小)轰击金箔时，大部分粒子可畅通无阻地通过，极小的一部分发生偏转或被笔直的弹回。 答案 D,1,2,3,4,3.核磁共振(NMR)技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知质子数或中子数为奇数的原子核才有NMR现象，而质子数和中子数均为偶数的原子不产生核磁共振，下列原子组一定能产生NMR现象的是( ),解析答案,1,2,3,4,解析 A中18O的质子数为8、中子数为10，不符合题意； B中14C的质子数和中子数分别为6和8，不符合题意；,D中1H的质子数为1,13C的中子数为7，35Cl的质子数为17，符合题意。 答案 D,1,2,3,4,4.通过对物质结构与性质的研究，能够解决许多问题。在生命科学领域，下列不能通过研究结构与性质的关系加以解决的问题是( ) A.酶的催化机理 B.手性生物分子与手性药物的作用机制 C.指甲的长短与手指的灵活性的关系 D.抗癌药物的设计与筛选,C,解析 结构是内在的，而不是外在的，指甲可以改变，C项错。,返回,解析答案,本课结束,