2019-2020年高中化學(xué) 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘教案2 蘇教版選修3在本課程模塊中，我們將從原子、分子水平上認(rèn)識(shí)物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律，以微粒之間不同的作用力為線索，側(cè)重研究不同類型物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，幫助高中學(xué)生進(jìn)一步豐富物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)，提高分析問題和解決問題的能力。 通過本課程模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)主要在以下幾個(gè)方面得到發(fā)展： 1從科學(xué)家探索物質(zhì)構(gòu)成奧秘的史實(shí)中體會(huì)科學(xué)探究的過程和方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣； 2進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系； 3能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視角解釋一些化學(xué)現(xiàn)象，預(yù)測(cè)物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)； 4在理論分析和實(shí)驗(yàn)探究過程中學(xué)習(xí)辯證唯物主義的方法論，逐步形成科學(xué)的價(jià)值觀。課時(shí)劃分物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)32+4課時(shí)專題1 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘1課時(shí)專題2 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)6+1課時(shí)第一單元 原子核外電子的運(yùn)動(dòng)2+1課時(shí)第二單元 元素性質(zhì)的遞變規(guī)律3課時(shí)專題3 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)13+2課時(shí)第一單元 金屬鍵 金屬晶體2課時(shí)第二單元 離子鍵 離子晶體2課時(shí)第三單元 共價(jià)鍵 原子晶體4+1課時(shí)第四單元 分子間作用力 分子晶體3+1課時(shí)專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)7+1課時(shí)第一單元 分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)3+1課時(shí)第二單元 配合物是如何形成的3課時(shí)專題5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境1課時(shí)專題1 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘【課標(biāo)要求】1了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史與價(jià)值，認(rèn)識(shí)在分子等層次研究物質(zhì)的意義。2知道物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的，了解研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法和實(shí)驗(yàn)手段。3初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，知道物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究有助于發(fā)現(xiàn)具有預(yù)期性質(zhì)的新物質(zhì)?！窘滩膬?nèi)容展示】1.人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史：原子學(xué)說、原子分子論、元素周期律的發(fā)現(xiàn)、對(duì)有機(jī)物認(rèn)識(shí)的進(jìn)展、波粒二象性、量子化學(xué)、實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)。 2.研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義：揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系、根據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)、合成或分離預(yù)期性質(zhì)的新材料、從分子水平探索生命現(xiàn)象、研究結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)綠色合成，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展?！窘虒W(xué)內(nèi)容選取建議】1.學(xué)生對(duì)“探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史與意義”已經(jīng)不很系統(tǒng)的知道一些，加之教材所提及的也很簡(jiǎn)略,建議對(duì)這部分教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)放在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣上?？蛇m當(dāng)補(bǔ)充諸如：某些科學(xué)家趣事，金剛石的制造影像，以及有關(guān)高科技、新材料、先進(jìn)儀器的課件等。2.應(yīng)把專題2第一單元中“人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷史”提上來講。這樣既避免了重復(fù)，又使學(xué)習(xí)“歷史”完整。3.建議回憶已學(xué)過的原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)，為下一節(jié)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。專題1 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘學(xué)案【課標(biāo)要求】1.了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史；2.了解研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義；3.掌握原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)。思考1.大千世界中的物質(zhì)是由什么構(gòu)成的？2.如何才能獲得具有優(yōu)異性能的新物質(zhì)？一、人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史閱讀 教材P(23)人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史；P(89)人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)交流與討論3.是誰最早提出科學(xué)的原子概念？人們通常稱的原子之父又是誰？4.原子學(xué)說的基本要點(diǎn)是什么？它能否解釋“1體積的氯氣和1體積的氫氣生成2體積的氯化氫”？試分析原子學(xué)說缺陷所在。5.是誰最早提出了分子的概念？原子分子論的基本要點(diǎn)是什么？基本要點(diǎn)是什么？6.俄國(guó)化學(xué)家_總結(jié)出元素周期律：元素的性質(zhì)隨著_的變化而呈現(xiàn)周期性變的化。他排出的第一張?jiān)刂芷诒戆琠種元素。元素周期律從理論上指導(dǎo)了化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。7.19世紀(jì)中葉以后，對(duì)有機(jī)物認(rèn)識(shí)有何進(jìn)展？8.物理學(xué)上的那些重大發(fā)現(xiàn)提供了分析原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)？9.研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法有何發(fā)展？10.人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，每前進(jìn)一步都是建立在_的基礎(chǔ)上的，最有影響的兩位物理學(xué)家是_和_，前者是通過_實(shí)驗(yàn)提出原子結(jié)構(gòu)的有核模型，后者研究了_后，大膽地引入量子論觀點(diǎn)，提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型。11.原子結(jié)構(gòu)模型的演變歷史說明了什么科學(xué)道理？一、人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史2、原子分子論阿伏加德羅3、元素周期律（表）門捷列夫4、對(duì)有機(jī)物認(rèn)識(shí)的進(jìn)展碳原子的四價(jià)碳原子成鍵的立體構(gòu)型分子中價(jià)鍵的飽和性有機(jī)合成可“按圖索驥”5、物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)電子氫原子光譜元素的放射性微粒的波粒二象性（量子力學(xué)）6、實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)紅外光譜電子顯微原子吸收光譜X射線衍射玻爾研究氫原子光譜時(shí)，引入量子論觀點(diǎn)，提出了新的量子觀原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福根據(jù)粒子散射現(xiàn)象，提出了帶核的“行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)”的原子結(jié)構(gòu)模型古希臘德謨克里特等哲學(xué)家的原子論思想道爾頓最早提出科學(xué)的原子學(xué)說湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出了“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型原子的量子力學(xué)模型1、人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史 觀看 金剛石的制造影像，C60和碳納米管的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用、部分新型材料、DNA結(jié)構(gòu)等課件。閱讀 教材P(46)思考、交流、討論1.碳的四種同素異形體在性質(zhì)和用途上有極大差異的原因是什么？2.教材P(5)“交流與討論” 3.教材P(6)“交流與討論”4.試總結(jié)研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義。二、研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義2、根據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)3、合成或分離預(yù)期性質(zhì)的新材料4、從分子水平探索生命現(xiàn)象5、研究結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)綠色合成，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展如1、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)金剛石石墨C60碳納米管結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)不同碳的四種同素異形體2. nA m Z p中各字母所代表的意義是什么？+|+|思考1.在必修1中學(xué)過原子結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)，你能否較為具體的說一說原子的組成及各部分的特征？存在那些等量關(guān)系？3.元素、核素、同位素三者有何異同？三、原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí) 電子特征核外電子原子核1、原子中子質(zhì)子組成是元素分類本質(zhì)依據(jù)質(zhì)量數(shù)約為1，帶1個(gè)單位正電荷質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)為1，不帶電中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)（N=A-Z）同種元素，中子數(shù)不同則形成同位素特征 位于原子中心，體積小，質(zhì)量比重大由于電子質(zhì)量小，原子的質(zhì)量主要集中在核上 化學(xué)變化中核不變 體積小，質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的1/1836，帶1個(gè)單位負(fù)電荷，負(fù)電荷數(shù)=核所帶正電核數(shù)，故原子不顯電性 核外電子數(shù)=核電核數(shù)=原子序數(shù) 主族元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定于最外層電子數(shù)位置：在原子核外分層排布2、重要關(guān)系式：核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）離子電荷=質(zhì)子數(shù)-核外電子數(shù)質(zhì)子數(shù)（Z）=陽離子的核外電子數(shù)+陽離子的電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)（Z）=陰離子的核外電子數(shù)-陰離子的電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）該同位素的相對(duì)原子質(zhì)量3、 三素”比較：元素具有相同核電荷數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）的一類原子的總稱。元素的種類由質(zhì)子數(shù)決定，與中子數(shù)、電子數(shù)無關(guān)。如：11H、12H+、T、D2 是氫元素的四種不同粒子。 核素具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。核素即原子，其種類由質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定。絕大多數(shù)元素都存在不同種核素，但有些元素只有一種核素。同位素質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)（或質(zhì)量數(shù)）不同的原子的互稱。 常見同位素舉例氕（11H）、氘（重氫，D或12H）、氚（超重氫，T或31H）,12C、13C、14C，16O、17O、18O，3517Cl、3717Cl，23492U、23592U、23892U。 同位素是同種元素的不同原子，不同元素的原子不是同位素。 同位素的物理性質(zhì)不同，但它們的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。 同位素的不同原子構(gòu)成的單質(zhì)是化學(xué)性質(zhì)幾乎相同的不同單質(zhì)。 同位素構(gòu)成的化合物是不同的化合物，如H2O、D2O、T2O，其物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。 天然穩(wěn)定存在的同位素，無論游離態(tài)還是化合態(tài)，各同位素所占的原子分?jǐn)?shù)一般不變。 元素的相對(duì)原子質(zhì)量是這種元素的各同位素的原子質(zhì)量的平均值。 如果用各同位素的質(zhì)量數(shù)代替相對(duì)原子質(zhì)量進(jìn)行以上計(jì)算，則得到元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量。 同位素的應(yīng)用較廣，可以利用12H、31H制造氫彈，利用23592U制造原子彈和作核反應(yīng)堆的燃料，利用放射性同位素給金屬制品探傷、抑制馬鈴薯和洋蔥等發(fā)芽，延長(zhǎng)貯存保鮮期。在醫(yī)療方面，可以利用某些同位素放射出的射線治療腫瘤等。練習(xí) 1.在物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的歷史上，首先提出原子始一個(gè)實(shí)心球體的是（ ）A. 湯姆生 B. 盧瑟福 C. 道爾頓 D. 玻爾 2.在1911年前后，物理學(xué)家盧瑟福把一束高速運(yùn)動(dòng)的粒子（質(zhì)量數(shù)為4的帶2個(gè)單位正電荷的氦原子核），射向一片極薄的金箔。他驚奇的發(fā)現(xiàn)，過去一直認(rèn)為原子是“實(shí)心球”，而由這種“實(shí)心球”緊密排列成的金箔，竟為大多數(shù)粒子暢通無阻得通過，就像金箔不在那兒似的，但也有極少數(shù)的粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或筆直的彈回。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能的出關(guān)于金箔中Au原子結(jié)構(gòu)的一些結(jié)論，試寫出其中的三點(diǎn)：A _; B_;C_。3. 13CNMR（核磁共振）、15NNMR可用于測(cè)定蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的空間結(jié)構(gòu)，Kuit WU Thrich等人為此獲得xx年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。下面有關(guān)13C、15N敘述正確的是（ ）A. 13C與15N有相同的中子數(shù) B. 13C與C60互為同素異形體C. 15N與14N互為同位素 D. 15N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同 4. 已知氧元素有三種穩(wěn)定同位素：168O、178O、188O，氧氣中存在幾種氧分子？它們的近似相對(duì)分子質(zhì)量有幾種？5. 有關(guān)元素周期表的敘述正確的是（ ）A.元素周期表是由蘇聯(lián)化學(xué)家門捷列夫初繪B.門捷列夫是在夢(mèng)中想到周期表C.最初的元素周期表是按原子內(nèi)質(zhì)子數(shù)由少到多排的D.初排元素周期表時(shí)共有元素92種 1道爾頓不是那種天資卓著的人，但他勤奮、刻苦、百折不撓。以他做氣象觀測(cè)記錄為例，從21歲直到他臨終的前一天，他從未停過氣象紀(jì)錄。在他生命的最后一天，他仍頑強(qiáng)的記下了那天的氣壓和溫度數(shù)據(jù)，在“微雨”兩字的旁邊，是一大滴的墨跡，說明此時(shí)的他實(shí)際上已經(jīng)很難控制自己的行動(dòng)了。2門捷列夫1834年生于俄國(guó)的西伯利亞西部的一個(gè)小城鎮(zhèn)托波爾斯克。父親是個(gè)懂得教育規(guī)律的中學(xué)校長(zhǎng)，母親是個(gè)剛強(qiáng)能干的婦女，有一個(gè)良好的家庭環(huán)境，從小對(duì)事物有廣泛的興趣和驚人的探索精神。當(dāng)他十三歲的時(shí)候，父親病故了，母親擔(dān)負(fù)起繁重的撫養(yǎng)十七個(gè)孩子的任務(wù)。1849年中學(xué)畢業(yè)后，母親千里迢迢送他去莫斯科上大學(xué)，但未能如愿，費(fèi)盡周折，1850年才考取了彼得堡師范學(xué)院的物理系。1855年門捷列夫以優(yōu)異的成績(jī)完成了學(xué)業(yè)，次年獲得“物理和化學(xué)碩士”學(xué)位。1859年到德國(guó)海得爾堡深造，受到德國(guó)的化學(xué)家羅的特、本生和物理學(xué)家基爾霍夫的教導(dǎo)，學(xué)到大量化學(xué)和物理學(xué)知識(shí)。1865年獲得博士學(xué)位，1867年懷著報(bào)效祖國(guó)的意愿回到了彼得堡大學(xué)，成為彼得堡大學(xué)最年輕的教授。在這里他一直工作到1890年辭職，1907年1月20日因心肌梗塞與世長(zhǎng)辭了。課外閱讀