1.1 物质结构研究的内容（教学课件）化学苏教版选择性必修2

专题1 揭示物质结构的奥秘 第一单元 物质结构 研究的内容 苏教版2019选择性必修2 揭示物质结构与性质的关系 2 认识物质的特征结构 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 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。 引·新课导入 请你说说！ 我们生活的世界中，物质资源丰富多样，这些物质都是大自然赐予的吗？ 请你思考！ 科学家们是如何探索出我们生活生产需要的新的物质的呢？ 引·新课导入 01 认识物质的 特征结构 小组活动：搭建分子球棍模型 探·知识奥秘 一、认识物质的特征结构 通过桌面上不同大小的小球和长短不一的小棍搭建分子球棍模型，探索物质的结构特点 1.核心思想 探·知识奥秘 一、认识物质的特征结构 物质组成和结构 决定 物质性质和用途 反映 可以帮助我们获得很更多有用的信息，设计反应条件，解释反应的生成物等 氮气分子含有_______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,氮气分子才能转化为氮的化合物 2.研究物质特征结构的意义 3.研究内容 探·知识奥秘 一、认识物质的特征结构 （1）微粒 分子、原子、离子等 （2）微粒的空间排布/聚集 分子结构、晶体排布等 （3）微粒间的相互作用 离子键、共价键、分子间的作用力等 探·知识奥秘 一、认识物质的特征结构 （1）微粒角度（以原子为例） 请你思考！ 画出1-20号元素的原子结构示意图，并回答以下问题： ①元素性质周期性变化的主要原因是是什么？ ②元素的原子结构是如何决定元素性质的呢？ ③元素的原子结构与元素的金属性和非金属性的强弱之间有什么关系？ 探·知识奥秘 一、认识物质的特征结构 （1）微粒角度（以原子为例） ①元素性质周期性变化的主要原因是是什么？ 元素原子最外层电子排布的周期性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 探·知识奥秘 一、认识物质的特征结构 （1）微粒角度（以原子为例） ②元素的原子结构是如何决定元素性质的呢？ 随着元素核电荷数的递增，元素的原子半径（稀有气体元素除外）、元素的主要化合价（最高化合价和最低化合价）、元素的金属性和非金属性均呈现周期性变化。 探·知识奥秘 一、认识物质的特征结构 （1）微粒角度（以原子为例） ③元素的原子结构与元素的金属性和非金属性的强弱之间有什么关系？ 原子半径越大，最外层电子数越少，失去电子能力越强，元素的金属性越强，非金属性越弱。 原子半径越小，最外层电子数越多，得到电子能力越强，元素的非金属性越强，金属性越弱。 同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象 同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体 互为同分异构体的物质物理性质不同，化学性质可能相似 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 一、认识物质的特征结构 （2）微粒的空间排布/聚集角度（以同分异构体为例） 正丁烷 异丁烷 名称 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度 正丁烷 －138.4 －0.5 0.5788 异丁烷 －159.6 －11.7 0.557 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 一、认识物质的特征结构 （3）微粒间的相互作用角度（以化学键为例） 请你思考：钠原子和氯原子是如何形成NaCl晶体的？ 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 一、认识物质的特征结构 NaCl晶体的形成过程 +11 Na +11 Na+ -e- +e- +17 Cl +17 Cl- Na+ Cl- 在化学反应中，钠原子和氯原子通过电子的转移，分别形成稳定结构的钠离子和氯离子，再通过静电作用力生成氯化钠。 所以研究化学反应就要研究化学键的断裂与形成 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 一、认识物质的特征结构 请你思考：观察乙醇转化为乙醛的过程，讨论转化过程中化学键的变化 断裂 生成 乙醇分子中—OH失去一个H，与—OH相连的C上失去一个H，形成C=O，乙醇转化为乙醛，这个过程成分为氧化（去氢）反应。 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 一、认识物质的特征结构 归纳小结：如何研究物质之间的化学反应 ①本质：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）。 ②研究过程：对反应物、生成物的特征结构进行针对性研究。 ③研究目的：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。 1．请从物质的结构入手分析以下问题： （1）从分子组成上看，乙醇比乙烷多了1个氧原子，但性质差异很大。 析·典型范例 乙醇的分子结构 乙烷的分子结构 乙醇分子中存在羟基（—OH），决定了乙醇的化学性质。 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 1．请从物质的结构入手分析以下问题： （2）过氧化氢具有强氧化性，其水溶液是医疗上常用的一种消毒液，生活中常用的漂白剂。过氧化氢中氢原子和氧原子是怎样结合在一起的？ H2O2的分子结构 H原子与O原子、O原子与O原子之间均以共价键结合。 02 揭示物质结构与性质的关系 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 二、揭示物质结构与性质的关系 思考：白磷在潮湿空气中发生缓慢的氧化反应，在40 ℃左右即可发生自燃；而红磷在300 ℃左右才与氧气反应。两者组成的元素相同，为什么表现出的性质有如此明显的差异？ 1.磷的同素异形体 物质的性质不止与组成物质的微粒有关，也与微粒的排列结构有关。 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 二、揭示物质结构与性质的关系 1.磷的同素异形体 白磷晶体是由白磷分子（P4）组成的分子晶体，分子呈正四面体结构，分子中P—P键键长是221 pm，键角∠PPP是60°。因其中的P—P键弯曲而具有较大的张力，其键能较小，易断裂，所以白磷在常温、常压下就有很高的反应活性。 红磷的链状结构比较稳定，室温下不与氧气反应。 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 二、揭示物质结构与性质的关系 2.碳的同素异形体 思考：为什么金刚石、石墨、富勒烯(C60)和碳纳米管，组成元素均为碳元素，它们的性质差异很大，结合它们的结构，分析其结构特点与性质的关系。 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 二、揭示物质结构与性质的关系 2.碳的同素异形体 金刚石 碳原子间结合牢固，是自然界中天然存在最硬的物质，可以用于切割玻璃、金属。 木炭 碳原子不规则排列，又称无定形碳。 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 二、揭示物质结构与性质的关系 2.碳的同素异形体 石墨 碳原子之间形成六边形网状结构并层层重叠，层与层之间引力微弱，可以滑动，常用作润滑剂。 富勒烯结构 碳原子结合形状是中空足球状，中空部位可以填入其他原子或者分子。 碳纳米管结构 中空管状结构的富勒烯，强度高，弹性佳。 物质的结构在很大程度上决定了物质的某些性质。 探·知识奥秘 一、硫的存在和性质 二、揭示物质结构与性质的关系 归纳小结 物质结构与性质关系的研究过程 分子结构 物质性质 预测 实验验证 阐明物质结构与性质的关系 1．为什么乙醇和二甲醚的分子组成都是C2H6O，性质上却差异很大？ 例如，乙醇能与金属钠反应放出氢气而二甲醚却不能，乙醇易溶于水而二甲醚却不溶于水。 析·典型范例 二者属同分异构体。乙醇结构中含-OH，-OH能和金属钠反应放出氢气，-OH能和水分子之间形成氢键，故乙醇易溶于水。 2．许多磷的化合物的结构与P4的正四面体有关，如白磷在空气中燃烧，生成的产物之一是P4O6。试从结构上对该反应进行解释。 析·典型范例 白磷中P—P键弯曲而具有较大的张力，其键能较小，易断裂，每个P-P键可嵌入一个氧原子。 一个白磷分子共有六个P—P键，共可结合六个氧原子所以生成的产物之一是P4O6。 物质结构 研究的内容 认识物质的特征结构 揭示物质结构与性质的关系 微粒 微粒的空间排布/聚集 理·核心要点 微粒间的相互作用 磷的同素异形体 碳的同素异形体 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 1.下列有关物质结构的认识中，正确的是（ ） A.物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构 B.物质的结构仅包括构成物质的微粒间的相互作用和分子的结构 C.物质的结构随着人们的认识或研究的发展经常发生变化 D.物质的结构有宏观和微观两个方面的认识，从宏观上说物质是由元素组成的，从微观上说物质是由分子构成的 A 练·技能实战 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 2.下列有关物质结构与性质的说法中，不正确的是（ ） A.N2通常条件下很稳定的原因是氮分子中氮氮三键的键能大 B.根据石墨易传热、能导电的性质，可以推测出石墨晶体中有自由移动的电子 C.熔融的氯化钠能导电是因为其中有自由移动的电子 D.研究材料结构与性质的关系，有助于新材料的研发 C 练·技能实战 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 3．最近医学界通过用放射性14C来标记C60，发现C60的一种羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA 来杀死细胞，从而抑制艾滋病（AIDS）。下列有关14C的叙述中正确的是（ ） A．与12C 原子的化学性质不同 B．与14N含有的中子数相同 C．是C60 的同素异形体 D．与12C互为同位素 D 练·技能实战 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 4. C60与金刚石互为同素异形体，两者的物理性质差异较大。下列关于C60的说法中，正确的是（ ） A.易溶于水 B.易溶于氯化钠溶液 C.易溶于氨水 D.可溶于苯等有机溶剂 D 练·技能实战 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 5.如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述不正确的是(　　) A．氯化钠是离子化合物 B．钠离子与钠原子有相似的化学性质 C．钠原子与氯原子作用生成 NaCl 后，其稳定性增强 D．钠原子易失去一个电子，氯原子易得到一个电子 B 练·技能实战 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 6.下列说法不正确的是(　　) A．16O2和18O2互为同位素　 B．红磷和白磷互为同素异形体 C．C3H8和C4H10互为同系物 D．C2H5OH和CH3OCH3互为同分异构体 A 练·技能实战 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 7.“富勒烯”材料家族包括B40、C60、C70、N60，下列说法正确的是(　) A．B40和C70都属于新型化合物 B．B40、C60、C70、N60分子内都只含共价键 C．C60和C70属于同分异构体 D．B40、C60、C70、N60都属于烯烃 B 练·技能实战 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 8.下列不属于探索物质微观结构的是( ) A.探索氨分子的空间构型 B.研究乙醇(C2H6O) 分子中各原子的连接方式 C.从浊液中用过滤的方法分离出BaSO4 D.研究金刚石坚硬的原因 C 练·技能实战 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 9.理解微观粒子的结构及物质结构与性质的关系对学好化学至关重要 (1) 与氩原子电子层结构相同的−2 价阴离子的结构示意图为 ___________。 (2)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：_____。 (3) 质量相同的H2O和D2O 与足量钠反应,放出的气体在标准状况下的体积之比_____。 (4)用电子式表示氯化镁的形成过程：____________________________________。 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修2 Lavf58.46.101 $