专题1 2、3 物质结构研究的范式、方法和意义(Word教参)-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中化学选择性必修2(苏教版2019 河北专用 多选)
第二、三单元|Error!物质结构研究的范式、方法和意义
(一)物质结构研究的范式、方法
范式 | 归纳范式 | 归纳范式,其过程为“从个别到一般”。具体而言,根据事实进行概括归纳,抽象出共同点,上升为本质规律 | [微点拨] 根据CH4、C2H6、C3H8、C4H10等分子式归纳出烷烃的通式为CnH2n+2属于归纳范式。根据钠的结构和性质,推出同族的钾、铷、铯元素具有更强的还原性属于演绎范式。 [微拓展] 红外光谱 | |
演绎范式 | 演绎范式,其过程通常为“从一般到个别”。具体而言,它是从某个一般结论出发,向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程 | |||
方法 | 科学假设和论证 | 科学假设和论证的过程 | ||
实验方法 | 卢瑟福的α粒子散射实验,用轰击和对撞的实验来研究物质的内部结构,为我们提供了一种研究物质微观结构的思想方法 | |||
20世纪20年代,量子力学为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础,极大地推进了物质结构的研究,包括物质结构研究的实验方法和实验技术,均取得很大的进步 | ||||
扫描隧道显微镜、原子力显微镜等仪器以及各种光谱和晶体X射线衍射实验方法等手段,为建立物质结构模型和相关理论提供了坚实的支撑 | ||||
模型方法 | 模型概念 | 模型既可以是对原型的简化和纯化、抽象和近似,也可以是结合 | ||
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| 仪可以测化学键的类型;X射线衍射仪可以测晶体的结构;扫描隧道显微镜可以观察和定位单个原子。 | |
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| 某种理论形态下建立的思维模型 | ||
分类 | 宏观模型和微观结构模型 | |||
原子结构模型经历的阶段 | 1803年实心球模型→1904年“葡萄干面包”模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20世纪初量子力学的原子结构模型 | |||
(二)物质结构研究的意义
促进了化学科学的发展 | ||
物质结构的探索无止境 | 研究生命现象的化学机理 | 研究配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理,人们就能进行药物设计,有助于合成高效无毒副作用的药物;合成具有生物活性的分子,可以帮助人类揭示生命的奥秘;了解生物体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机理,创造“新陈代谢”的目标就能得以实现 |
研究化学反应的量 | 随着化学反应的量子力学理论的进一步发展和技术的改善,人类将进入一个崭新的世界:合成氨不再需要高温 | |
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| 子力学理论 | 、高压,光合作用不再是植物的“专利”,化工生产不再生成无实际用途的副产物,没有能源危机,也没有环境污染…… |
[新知探究(一)]
物质结构研究的模型方法
[理解与辨析能力]
[发展认知]
1.原子结构模型的演变
模型名称 | 道尔顿(1803) | 汤姆生(1904) | 卢瑟福(1911) | 玻尔(1913) | 量子力学(1926) |
模型图示 | |||||
实验事实 | 元素化合时的质量比 | 阴极射线 | α粒子散射实验 | 氢原子光谱 | 微观粒子的波粒二象性 |
2.利用典型有机物模型判断原子共面
典型有机物 | 甲烷 | 乙烯 | 乙炔 | 苯 |
结构式 | ||||
分子结构 | 正四面体形 | 平面形 | 直线形 | 平面形 |
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