专题1 第一单元 物质结构研究的内容-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修2同步核心辅导与测评（苏教版）

第一单元　物质结构研究的内容 [学业要求解读]　1.能结合已有知识描述常见物质的微观结构，分析物质结构与其性质之间的关系。 2．能从物质的微观结构出发解释或预测物质的宏观性质。　3.认识物质结构研究对化学科学发展的重要意义。 学习任务一　认识物质的特征结构 欧内斯特·卢瑟福，英国著名物理学家、原子核物理学之父。学术界公认他为继法拉第之后最伟大的实验物理学家。卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念，证实放射性涉及从一个元素到另一个元素的嬗变。他又将放射性物质按照贯穿能力分类为α射线与β射线，并且证实前者就是氦离子。因为“对元素蜕变以及放射化学的研究”，他荣获1908年诺贝尔化学奖。卢瑟福领导团队成功地证实在原子的中心有个原子核，创建了卢瑟福模型(行星模型)。他最先成功地在氮与α粒子的核反应里将原子分裂，他又在同一实验里发现了质子，并且为质子命名。第104号元素为纪念他而命名为“”。 原子结构模型是如何演变的？ 科学家怎样研究原子结构呢？ 1．氯化钠的形成过程 钠原子和氯原子最外层电子数分别为1和7，均不稳定。 即它们通过得失电子后达到8电子稳定结构，分别形成Na＋和Cl－，两种带相反电荷的离子通过静电作用结合在一起，形成新物质氯化钠。 2．乙醇氧化成乙醛 上述反应发生在乙醇分子的羟基官能团上，即—OH失去1个H，与—OH相连的C上也失去1个H，形成新的CO双键，乙醇转化成乙醛分子(乙醛中含有醛基官能团)，这个过程也被称为氧化(去氢)反应。 3．氮的非金属性较强，但氮分子较稳定 氮分子含有氮氮三键，在通常条件下很稳定，难以参加化学反应，因此，在固氮研究中，需要改变反应条件，如升温、加压、加催化剂等，氮分子才能转化为氮的化合物。研究物质的特征结构，可以帮助我们获得很多有用的信息，设计反应的条件，解释反应生成的产物等。 [思考1]　为什么氮元素的非金属性比磷元素强，而氮气却不如白磷活泼？ 提示：白磷分子中磷原子以单键结合，键能较小，氮气分子中两原子以N≡N键结合，键能很大。当它们分别与其他物质反应时，首先要破坏化学键形成原子，N2需要的能量多，所以不如白磷活泼。 [思考2]　为什么碳、氮、氧、氟与氢形成的最简单的氢化物(CH4、NH3、H2O、HF)中氢原子的数目不相等？它们的空间结构为什么有很大差异？为什么水分子间可以形成氢键？ 提示：①一个原子所结合的其他原子的数目取决于它的价电子数。碳、氮、氧、氟原子的价电子数分别是4、5、6、7，最低负化合价分别是－4、－3、－2、－1，所以碳、氮、氧、氟与氢形成的氢化物中氢原子的数目不相等。②价电子数不同，与氢化合成键的角度就不同，空间结构有很大差异。③氧元素电负性大，氧原子吸引电子能力强，水分子中的氧原子与氢原子共用的电子对强烈偏向氧原子，使氢原子几乎成了“裸露”的原子核。这样一个水分子中相对显正电性的氢原子就能与另一个水分子中相对显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用而形成氢键。 1．研究物质之间的化学反应，其本质就是研究从一种结构(反应物)如何转变为另一种新的结构(生成物)，考察反应物中什么原子或原子团上的化学键容易发生断裂，继而在什么位置上生成新的化学键。 2．研究物质的特征结构，必须思考相关的一系列问题，应从以下方面入手：同一元素或不同种元素的原子之间为什么能彼此结合？为什么元素原子之间所形成的化学键类型不同？为什么不同晶体中的微粒可以是原子、分子或离子？为什么有些元素能形成几种同素异形体？为什么有机化合物有同分异构体现象？分子中各原子的连接顺序、连接方式以及原子在分子中的空间相对位置是怎样确定的？为什么分子具有一定的空间结构？等等。 　嫦娥五号返回器于2020年12月17日凌晨完成，从月球至内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，成为中国航天事业发展的又一座里程碑。月球车一般用Pu作为热源材料。 下列关于Pu的说法正确的是(　　) A.Pu与U互为同位素 B.Pu与Pu互为同素异形体 C．Pu与U具有完全相同的化学性质 D．Pu与Pu具有相同的最外层电子数 【思路点拨】　解答本类试题思维流程如下： 【解析】　A项，Pu与U的质子数不同，不能互称为同位素，A项错误；Pu与Pu互为同位素，B项错误；Pu与U不属于同种元素，化学性质不同，C项错误；Pu与Pu为同种元素，核外电子排布相同，最外层电子数相同，D项正确。 【答案】　D Pu原子中中子数为多少？ 提示：144。中子数＝质量数－质子数＝238－94＝144。 Pu与Pu的化学性质是否相同？ 提示：相同，由于它们的核外电子数相同，因此化学性质相同。 1．中国将建世界“最大”粒子加速器，预计2030年完成。 科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到，这6个原子中有4个