第三节 认识原子和分子（教学课件） 化学北京版2024九年级上册

3.3 认识原子和分子 第三章 探究水的奥秘 Learn about atoms and molecules 汇报人 / XXXXXXXX > Chapter three Exploring the Mystery of Water 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 学习目标 01 02 认识物质的微粒性，知道原子、分子都是构成物质的一种微粒 03 了解相对原子质量的含义及相对质量与实际质量的关系 从分子、原子角度认识物质及其变化，通过实验探究分子的无规则运动 教学重点 教学难点 01 分子和原子是构成物质的基本微粒 01 探究水分子的运动现象 02 相对原子质量的概念和计算 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 新课导入 《庄子》中记载：“一尺之棰，日取其半，”物质能无限地分吗？ 一尺长的棍棒，每日截取它的一半，永远截不完。形象地说明了事物具有无限可分性。 “一尺之棰，日取其半，万世不竭。” 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 新课导入 探索物质的构成是个永恒的课题。 通过研究金属、磷、氧气和氢气等组成较简单的物质， 提出原子构成物质的理论 发现水通电后能分解生成氢气和氧气 物质由分子构成且原子构成分子 从思辨、实证到实现对原子的观察，经历了漫长岁月。 一代又一代的科学家经过不懈努力，逐步揭开了物质构成的神秘面纱。 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 目 录 CONTENTS 1 原子的提出与相对原子质量 2 分子是构成物质的主要微观粒子 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 原子的提出与相对原子质量 01 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 史实在线 原子的提出 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 人类对于“物质是由粒子构成”的认识由来已久。 公元前 5 世纪，认为万物都是由大量的不可分割的粒子构成的，并把这种粒子叫作原子（希腊文原意是“不可分割”）。 ——古希腊哲学家 · 德谟克利特 古希腊原子论 提出了物质的“端”的概念，认为它是物质不能再分的最小单位。例如，对于 1 根铜丝，它的“端”就相当于 1 个铜原子。 ——战国时期哲学家墨子 我国原子论 史实在线 原子的提出 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 思 考 物质具有可分性，分到一定程度后，就不能再分了。 1. 把0.1g镁条连续对半剪，直至你认为不能再分为止，你有什么感受？ 可以画一个小圆圈（或其他形状）表示镁原子，并注明这是构成镁条的最小单元。 2. 把你想象中的构成镁条能保持镁的性质的“最小单元”画出来。 新课探究 这些古代的原子观念是人们根据对自然现象的观察而想象出来的，并没有确凿的证据能证明原子的存在。 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 直到18世纪，科学技术和实验手段的进步为探究物质的构成提供了更丰富、充分的基础。 史实在线 原子学说的发展 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 人类对于“物质是由粒子构成”的认识由来已久。 他在实验的基础上，于1803年提出： 英国科学家道尔顿（1766—1844） 近代原子学说的奠基人 原子是不可分割的实心球体，同种原子的性质和质量相同。 道尔顿的原子学说使化学元素成为可以证实的科学概念，并且以质量（即相对原子质量）相区别。 物质是由不可分割的原子所组成 史实在线 原子学说的发展 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 思 考 镁原子的数量 = 总质量÷单个原子的质量 1. 已知 1 个镁原子的质量为 3.99×10-23g ， 请计算0.1g镁条大约由多少个镁原子构成？ 镁原子的数量＝ 0.1g 3.99×10-23g ＝2.5×1021 史实在线 原子学说的发展 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 思 考 2. 依据道尔顿的原子学说，画出原子构成物质的示意图： 氢气 氧气 水 氢原子 氧原子 水原子 用道尔顿的观点来看氢气、氧气、水的构成 氢气由氢原子构成 氧气由氧原子构成 水由水原子构成 新课探究 3. 原子的实证与观测 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 “观察”到原子在物质表面排列的状态； 可以改变原子的“队形”，称为“原子操纵”技术； 图 3-28 铁原子STM图 图 3-29 硅原子STM图 此图是扫描隧道显微镜显示在铜表面排列的铁原子。这是迄今为止“最小的汉字”。 科技的进步，证明原子真实存在。 扫描隧道显微镜（缩写为STM） 新课探究 测定物质中原子的相对位置 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 例如，证实了金刚石中的碳正四面体结构的猜想。 图 3-30 金刚石中碳原子的排列 X 射线衍射技术 随着仪器分析技术的发展，科学家对原子的认识越来越清晰和准确。 3. 原子的实证与观测 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 单个原子的质量大致处于 10-27 ～ 10-25 kg 之间 原子种类 原子半径/m 1个原子的质量/kg 氢 碳 氧 0.077×10－9 0.037×10－9 0.074×10－9 表3-2 几种原子的半径和质量 1.993×10－26 1.674×10－27 2.657×10－26 3. 原子的实证与观测 原子的质量非常小 原子体积也很小 不同原子的大小不同，质量也不同 原子的特点 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 科学家想到用“比值”来表示原子质量，即相对原子质量 原子种类 原子半径/m 1个原子的质量/kg 氢 碳 氧 0.077×10－9 0.037×10－9 0.074×10－9 表3-2 几种原子的半径和质量 1.993×10－26 1.674×10－27 2.657×10－26 3. 原子的实证与观测 0.00000000000000000000000001993 0.000000000000000000000000001674 0.00000000000000000000000002657 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 4.相对原子质量 当前国际上以碳-12原子质量的1/12作为标准，将其他原子的质量与其相比所得的值，作为这种原子的相对原子质量（符号 Ar）。 相对原子质量是为原子“量身定做”的一个物理量，是进行化学计算的基础。 定义： × 1.661×10－27 kg 相对原子质量 ＝ 一个该原子的质量 一个碳12原子的质量 ＝ 一个该原子的质量 公式： 1.993×10－26 单位为1 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 1. 请用表 3-2 中的数据，计算几种原子的相对原子质量。 资料检索 原子种类 1个原子的质量/kg 相对原子质量 氢 碳 氧 表3-2 几种原子的半径和质量 1.993×10－26 1.674×10－27 2.657×10－26 1.661×10－27 kg 1.674×10－27 kg ≈ 1.00 ＝ 1.661×10－27 kg 1.993×10－26 kg ≈ 12.00 ＝ 1.661×10－27 kg 2.657×10－26 kg ≈ 16.00 ＝ 1.00 12.00 16.00 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 查阅相对原子质量表，找到氢、碳、氧的相对原子质量，p193页，附录一 资料检索 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 资料检索 2. 试分析原子质量、相对原子质量、物质质量之间的区别与联系。 定义不同‌：原子质量是原子的实际质量，相对原子质量是某原子的质量与碳-12原子 质量的1/12的比值，物质质量是物质的总质量（宏观概念）。 区别： 联系： 单位不同‌：原子质量的单位是千克，相对原子质量的单位是1（无单位），物质质量 的单位可以是克、千克等‌ 应用范围不同‌：原子质量和相对原子质量主要用于微观粒子的描述，而物质质量用于 宏观物体的描述。 相对原子质量基于原子质量得出，用于间接比较原子质量 物质质量是原子质量的宏观体现，等于所含原子质量之和 相对原子质量在化学计算中用于推算物质的质量和摩尔质量，以及理解反应中的质量变化 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 张青莲教授为相对原子质量的测定做出过卓越贡献。 张青莲长期从事无机化学的教学与科研工作，特别是同位素化学及重水的研究。他于 1983 年当选为国际原子量委员会委员。20 世纪 90 年代以来系统地进行了原子量的精确测定工作，所测定铟、铱、锑等几种元素的原子量已被国际纯粹与应用化学联合会确定为新的国际标准数据。 张青莲与相对原子质量 中国科学院院士 张青莲教授(1908-2006) 无机化学领域的杰出专家 资料检索 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 5. 原子的特点 原子的质量非常小 原子体积也很小 原子真实存在 原子是构成物质的一种微观粒子 分子是构成物质的主要微观粒子 02 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 新课探究 有些物质由原子聚集在一起构成 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 金属铜由铜原子构成 金属铁由铁原子构成 新课探究 水中含氢原子和氧原子 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 那么这些氢原子、氧原子又是怎样构成水的呢？ 氧原子 氢原子 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 史实在线 分子的提出 1808年，根据实验事实，提出了著名的气体反应体积简比定律，发现了用原子学说不能完全解释的现象和规律。 1811年提出：分子是组成具有一定特性物质的最小单位，是一种比原子复杂的微观粒子，分子由原子构成。 意大利科学家阿伏加德罗 （1776—1856） 法国化学家盖 - 吕萨克 接受了盖 - 吕萨克的“气体化合时体积是简单整数比”这一实验事实，提出一种新的微观粒子——分子，还把分子和原子的概念做了区别和联系。 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 史实在线 思 考 1. 依据道尔顿的理论，氢气、氧气、水分别由氢原子、氧原子、水原子构成。请你尝试用该理论解释电解水的化学变化。 H2O H2 ＋ O2 通电 通电 用道尔顿的观点来看氢气、氧气、水的构成 水原子 氧原子 氢原子 道尔顿观点：物质是由不可分割的实心球原子所组成 氢气由氢原子构成 氧气由氧原子构成 水由水原子构成 ＋ 与道尔顿的观点不符 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 史实在线 思 考 2. 盖 - 吕萨克的实验结果是：2 体积氢气与 1 体积氧气反应，得到 2 体积的水蒸气。同时发现了同温同压下，气体体积比等于微观粒子个数比的规律。请你尝试用道尔顿的理论解释以上实验事实。 ＋ 2 1 2 2 1 2 气体体积比： 原子个数比： 用道尔顿的理论解释盖 - 吕萨克的实验 点燃 氢气 + 氧气 水 点燃 与道尔顿的观点不符 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 史实在线 思 考 阿伏加德罗的分子假说解释盖-吕萨克实验 氢分子 氧分子 水分子 微粒的种类： 氢气 + 氧气 水 点燃 2 1 2 气体体积比： 2 1 2 分子个数比： ＋ 点燃 解释：2分子的氢气与1分子的氧气反应，生成2分子的水蒸气。 新课探究 2.分子运动论 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 扩散现象 布朗运动现象 探究 · 实践 探究烧杯中溶液变红的原因 探究目的 向烧杯A中加入20 mL蒸馏水，滴入 2 ~ 3 滴酚酞溶液，溶液仍是无色的。 向烧杯 B 中加入 20 mL 浓氨水。用一只大烧杯把烧杯 A、B 罩在一起。几分钟后观察现象。 进行实验 分子运动实验装置 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 探究 · 实践 烧杯 A： 观察记录 分子运动实验装置 烧杯 B： 溶液由无色逐渐变红色 溶液颜色无明显变化，仍为无色 猜想假设 1.烧杯A滴入的酚酞要过一会才变红，水使无色酚酞溶液变红； 2.浓氨水使酚酞溶液变红； 3. 空气中的微粒使酚酞溶液变红； 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 探究 · 实践 操作步骤 操作步骤 实验现象 分析与解释 另取一只洁净的烧杯加入20mL蒸馏水，滴入2-3滴酚酞溶液，单独罩在上述大烧杯中，静置一段时间。 酚酞溶液不变红 水不能使酚酞溶液变红 取上述酚酞溶液少量于试管中，向里面滴加浓氨水 酚酞溶液变红 浓氨水能使酚酞溶液变红 另取一只洁净的烧杯加入20mL蒸馏水，滴入2-3滴酚酞溶液，放在上述大烧杯外边。 酚酞溶液不变红 空气中的微粒不能使酚酞溶液变红 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 探究 · 实践 获得结论 1.浓氨水有挥发性 2.氨分子不断地运动 3.浓氨水显碱性 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 3.微粒的基本性质 性质1：分子总是在不停地运动 闻到远处的花香 湿衣服变干 蔗糖在水中的溶解 品红在水中的扩散 影响分子的运动速率的因素 温度 温度越高，速率越快 分子质量 质量越大，速率越慢 分子间作用力 理想气体状态下，分子间作用力可忽略不计 主要影响因素 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 性质2：分子的质量和体积都很小 1个水分子的质量约为 1个水分子半径约为 10-10 m 3×10-26 kg 3.微粒的基本性质 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 水分子是紧密排列的吗？ 图 3-34 用一氧化碳分子排成的人形图 这张照片上有 28 个一氧化碳分子，这些分子巧妙地按照“人”的形状排列。 两万多个这样的“人形”紧密地堆叠成圆柱体时，其直径只有一根头发丝那样细。 3.微粒的基本性质 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 性质3：分子与分子之间存在间隔（受温度、压强影响） 固态间隔 液态间隔 气态间隔 水分子之间是否存在空隙？ 在压强和温度保持不变的条件下，液态水完全蒸发成水蒸气后，体积远远扩大了。 ＜ ＜ 相同质量的物质间隔 分子间存在空隙，当温度升高时，分子间空隙变大 3.微粒的基本性质 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 物质的构成： 由一个或多个原子通过强烈的相互作用结合而成的 大多数物质由 构成 包含至自然存在或人工合成的 分子 分子的结构： 分子的电性： 一种显电中性的微观粒子 4. 认识分子 分子是构成物质的一种微粒 分子由原子构成 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 5. 分子由原子构成 物质不同，构成物质的分子也不同 氮气由氮分子构成 分子不同， 构成分子的原子种类可能不同 氧气由氧分子构成 二氧化碳由二氧化碳分子构成 1个氮气分子由2个氮原子构成 1个氧气分子由2个氧原子构成 1个二氧化碳分子由2个氧原子和1个碳原子构成 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 构成分子的原子种类相同，原子个数不同，分子不同 构成分子的原子种类、数目都相同，原子排列方式不同，分子不同 1 个氧气分子由 2 个氧原子构成 1 个臭氧分子由 3 个氧原子构成 甲醚分子C2H6O 乙醇分子C2H6O 5. 分子由原子构成 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 水在直流电作用下分解为氢气和氧气，从分子、原子的角度 氧气 分裂 重新结合 水分子 氧原子 氢原子 氧气分子 氢气分子 氢气 分子 大量聚集 6. 微观示意图 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 1. 试着画出水蒸发变化的微观示意图，并总结绘制物质组成及变化微观示意图的一般思路和方法。 观察 · 思考 加热 ①明确反应物和生成物 ②确定分子结构 ③考虑物质状态 ⑤添加箭头符号和条件 ④合理布局 物理变化：分子结构保持不变，只是运动速率、分子间间隔等发生改变 6. 微观示意图 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 2. 从分子、原子角度解释物理变化与化学变化的区别与联系。 观察 · 思考 类型 变化前 变化后 是否变化 物理变化 (水蒸发) 分子 原子 化学变化 (水电解) 分子 原子 分子变化 原子不变 分子不变 原子不变 1.分子结构的变化 2.性质的变化 区别 物理变化中 化学变化中 分子本身不发生改变 仍然保持该物质的化学性质 分子本身发生改变 生成新物质 6. 微观示意图 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 化学变化的实质是分子分裂成原子，原子再重新结合成新分子的过程。 反应物与生成物的分子不同，化学性质也不相同。 分子是保持物质化学性质的最小粒子。 在化学变化中，原子的种类和数量并没有改变，可以认为原子是化学变化中的最小粒子。 科学家从微观角度这样解释化学变化： 6. 微观示意图 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 原子和分子都是构成物质的微粒 原子构成分子，原子也可直接构成某些物质。 原子 分子 物质 构成 构成 直接构成 化学变化 分解 重组 新分子 化学性质 物理性质 保持 聚集表现 化学变化的最小粒子 种类和数量不变 新课探究 分子是构成物质的主要微观粒子 原子的提出与相对原子质量 分子和原子的联系与区别 由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子。 分子由原子构成，分子可以分为原子，原子可以结合成分子。 物质 分子 构成 原子 构成 构 成 由分子构成的物质：氧气、氮气、氢气、 二氧化碳、水、过氧化氢、氨气、氧化汞等 由原子构成的物质：金刚石、金属等 联系 区别 在化学变化中，分子可以再分，原子不可再分。 ①都可以直接构成物质；都能保持各自微粒构成的物质的化学性质 ②质量和体积都很小；微粒间有间隔；微粒在不停地运动。 ③都属于微观概念，具有种类和数量的含义。 相同点 ④同种分子(原子)化学性质相同，不同分子化学性质(原子)不同 课堂小结 【检测题1】下列事实能证明物质是由微观粒子构成的是（　　） ①热水中的蔗糖逐渐消失 ②经过花圃时闻到花香 ③酒精敞口放置质量逐渐减小 ④一袋大米中有很多米粒 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ A 课堂检测 【检测题2】下列宏观现象和微观解释一致的是（　　） A．水结冰不能流动——分子不再运动 B．酒精挥发——分子本身发生改变 C．一滴水中大约有1.67×10-21个水分子——分子是最小的微粒 D．6L氧气通过加压可装在40L的钢瓶中——分子间有间隔 D 课堂检测 【检测题3】从电解水的微观示意图中获得的信息错误的是（　　） A．分子在化学变化中可以再分 B．该变化中氢原子和氧原子没有发生变化 C．水是由氢气和氧气组成的 D．每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 C 课堂检测 【检测题4】已知某铁原子的实际质量为xg,其相对原子质量为56。银原子的相对原子质量为108，银原子的质量为（　　） C 课堂检测 【检测题5】保持水的化学性质的最小粒子是（　　） A．水分子 B．氢原子 C．氧原子 D．氢分子和氧分子 课堂检测 A 谢谢您的观看 THANKS 分层作业见见同课时word文档 $$