1.2 物质结构研究的范式与方法（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第二册（苏教版2019）

第二单元　物质结构研究的范式与方法 1.归纳范式——“从个别到一般” 　　根据事实进行概括归纳,抽象出共同点,上升为本质规律。如根据乙烯、乙炔能够使溴 水、KMnO4溶液褪色等性质,归纳出烯烃、炔烃能够发生加成反应和氧化反应。 2.演绎范式——“从一般到个别” (1)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。 (2)在物质结构研究中,难以对所有可能的结论一一加以实验论证,人们可以根据元素周期律 和微粒间作用力的特征等预测物质可能具有的某些性质。 必备知识 清单破 知识点 1　物质结构研究的范式 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 3.归纳与演绎的关系 (1)化学研究的途径一般为先归纳、后演绎。 (2)演绎是从一般到个别,从理论推出新的事实;演绎需要归纳提供前提,归纳需要演绎作指 导。 (3)在演绎的指导下归纳,在归纳的基础上演绎,两者互相联系、互为前提。 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 1.科学假设和论证 (1)在观察的基础上提出假设,即根据已有知识,对所研究的事物或现象作出初步的解释。 (2)为了检验假设是否正确,必须通过不断的重复实验进行论证。 (3)经实验证明正确的假设还需通过建立理论来将这些知识组织起来,使之成为知识体系。 2.实验方法 化学是一门以实验为基础的学科,需要借助实验观测的事实对假设的正确与否进行检验。如 卢瑟福用α粒子散射实验来研究物质的内部结构;17世纪发明的光学显微镜、20世纪中后期 的扫描隧道显微镜、原子力显微镜等仪器,以及各种光谱和晶体X射线衍射实验方法应用于 研究原子、分子和晶体结构。 知识点 2　物质结构研究的方法 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 3.模型方法 (1)模型既可以是对原型的简化和纯化、抽象和近似,也可以是结合某种理论形态下建立的 思维模型。实物模型又可分为宏观模型和微观结构模型。 (2)常见的模型有各种原子结构模型,表示微粒间作用力的离子键模型、共价键模型和氢键 模型,有机化合物的分子结构模型等。 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 1.原子失去的电子数越多,元素的金属性越强,这种说法对吗? (　    ) 元素金属性的强弱与失去电子的难易程度有关,与失去电子数的多少无关,如Na失 去一个电子形成Na+,Al失去三个电子形成Al3+,但是Na的金属性强于Al。 2.高氯酸是无机含氧酸中酸性最强的,所以氯元素是非金属性最强的元素。这种说法对吗? (　     ) 氟元素的非金属性强于氯元素。 3.道尔顿的原子学说包含下述三个论点:①原子是不能再分的粒子;②同种元素原子的各种 性质和质量都相同;③原子是微小的实心球体。从现在的观点看,你认为这三个论点对吗? (　    ) ①②③均不确切,从现在的观点看:原子是由原子核和核外电子构成的;大多数元素 存在不同核素,不同核素的质量不同;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”。 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 ✕ ✕ ✕ 提示 提示 提示 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破   1.物质结构研究的范式 (1)归纳法应用实例 定点　物质结构研究的范式与方法 个别事实 一般规律 已知甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、 丁烷(C4H10)等的分子式 总结出链状烷烃的通式为CnH2n+2 通过1~20号元素的原子核外电子排布认识 前20号元素对应原子结构的不同 总结出原子核外电子排布规律;解释同族元 素性质相似的原因 通过研究含有双键和三键不饱和烃的加成反应和氧化反应,发现不饱和键具有不稳定性 根据结构与性质的关系归纳出这类有机物 的通性 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 (2)演绎法应用实例 一般结论 个别结论 门捷列夫建立的元素周期表 人们发现了“类铝”(镓),“类硼”(钪),“类 硅”(锗) 根据钠原子最外电子层上的1个电子极易失 去,表现出强还原性的特点 推出与Na同主族的元素原子半径更大的 钾、铷、铯元素具有更强的还原性 水是极性较强的分子,水分子间存在氢键,水 分子既可为生成氢键提供H,又有孤电子对 接受H,凡能为生成氢键提供和接受H的溶质 分子,极性与水相似,均可通过氢键和水结合, 在水中的溶解度较大 CH3CH2OH、CH3COOH等可通过氢键与水 结合,在水中的溶解度较大 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 2.物质结构研究的方法 (1)科学假设和论证   研究过程流程图 (2)实验方法及意义 ①卢瑟福的α粒子散射实验启迪人们用轰击和对撞的实验来研究物质的内部结构,提供了一 种研究物质微观结构的思想方法。 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 ②光学显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等仪器的问世,各种光谱和晶体X射线衍射 实验方法应用于研究原子、分子和晶体结构,使原子和分子的微观世界不断被揭示。 (3)模型方法的作用 ①对沟通科学现象与其本质的认识过程,起到了重要的桥梁作用。 ②利用模型深刻地认识物质的微观结构特点,揭示结构与性质的关系,是模型研究的重要功 能。 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 典例 根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测不合理的是 (　    ) 事实 推测 A 12Mg与水反应缓慢,20Ca与水 反应较快 56Ba与水反应会更快 B Si是半导体材料,同族的Ge也 是半导体材料 第ⅣA族元素的单质都是半 导体材料 C HCl在1 500 ℃时分解,HI在2 30 ℃时分解 HBr的分解温度介于230~1 5 00 ℃ D Si与H2高温时反应,S与H2加 热能反应 P与H2在高温时能反应 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    元素周期律通过先归纳、后演绎的研究过程得出。以归纳出的元素周期律为前 提,进行从一般到个别的研究范式,进而推测元素的性质。 解析    同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,与水反应越来越剧烈,所以Ba与水反应会更快, A项正确;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强,第ⅣA族元素从上到下 依次为C、Si、Ge、Sn、Pb(不讨论放射性元素),Si、Ge在金属元素和非金属元素分界线附 近,其单质都是半导体材料,但Sn、Pb的单质是电的良导体,C的单质也不为半导体材料,推测 不合理,B项错误;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,形成的气态氢化物稳定性也逐渐 减弱,由此推测HBr的分解温度介于230~1 500 ℃,C项正确;同周期从左到右,主族元素的非金 属性逐渐增强,对应单质与H2化合越来越容易,Si、P、S是第三周期从左向右原子序数依次 递增的三种元素,P与H2化合的难易程度介于Si、S之间,推测合理,D项正确。 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 答案    B 归纳总结    同主族元素原子最外层电子数相同,所以元素化学性质相似,往往可以形成结构 和性质相似的化合物,这是演绎法和归纳法在解决化学问题中的应用实例。 专题1　揭示物质结构的奥秘 第1讲　描述运动的基本概念 $$