物质结构的探索-课件

元素性质 （周期性 变化）
原子核外电子排布 原子半径 第一电离能 化合价 电负性 金属性和非金属性
原子轨道
玻尔认为，原子核外电子在原子核 外一系列稳定轨道上运动。
量子力学用原子轨道描述原子中单 个电子的空间运动状态。每个原子轨 道由3个量子数（n、l、m）来描述。
原子轨道示意图表示电子在核外运 动的主要区域。
中心内容：微粒间作用力类型与物质性质的关系
理解并能描述三种化学键的形成与三类晶体的特点，能说 明晶体中化学键类型对晶体性质的决定作用；
认识说明金属晶体的密堆积，了解晶胞与晶体的关系 ；
了解什么是离子晶体晶格能，了解它与离子晶体性质的关系， 能应用晶格能说明物质的某些性质，了解怎样运用晶胞结构模 型说明晶体的组成；
认识并能描述元素电负性的周期性
能认识并能运用上述知识说明、解释元素的金属 性、非金属性差异、形成化学键的类型、对成键电子 的吸引力活动 建构知识帮助学生了解知识的应用
原子结构 决定
原子模型：行星模型 玻尔模型 量子力学模型（统计方法、测不准原理、 互补原理） 电子运动状态与排布： 原子轨道 电子在核外的填充与排布
+ -
+ - +取向力
+-
+-
色散力
+-
+-
+-
诱导力
氢键与物质的性质
认识氢键的存在，了解氢键的形成，从具体事例认识氢 键对物质的性质影响 对物质熔点和沸点的影响
氢键对酸性的影响 氢键对物质溶解度的 影响 水的独特性质---沸点反常升高、冰密度小于水、水密度在4 0C最大 DNA双螺旋结构中的氢键
Cu 1s22s22p63s23p6 3d10 4s1
外围电子排布式 3d6 4s2
1s22s22p63s23p6 3d64s2
Fe原子的轨道能级和 核外电子排布
电离能及应用
M（g) –e- = M+(g)
△H=I1 电离能是原子核外电子分层排 布的实验验证。第一电离能可衡 量元素原子失去1个电子的难易程 度。值越小，元素的金属性越强。 （注意区别气态原子的金属性与 金属活动性---固体金属单质的金 属性） 第一电离能呈周期性变化。是 原子核外电子排布周期性变化的 必然结果。当电子在原子轨道上 呈全空、全满、半满时第一电离 能较大。
教学内容分析
1。 物质结构的探索历程与研究价值(专题1与5)
专题1 揭示物质结构的奥秘（绪言）
从人类探索性质结构的历程中了解人类研究 物质结构的常用方法（理论研究、实验研究、 假说、模型等）、取得进展的缘由。
了解人类研究物质结构的，所取得的成果在 科学发展和社会进步中的积极作用，激发对 “物质结构与性质”学习的自主性和积极性。
从物质结构研究历程，了解化学科学的发展： 1803年 道尔顿原子学说 1811年 分子概念 1860年 确立原子分子论 1869年 发现元素周期律 1903年 汤姆逊模型 1911 卢瑟福模型 1913 玻尔分层排布模型 19世纪中叶 碳键与有机化合物分子结构研究 19世纪末20 世纪初 微观粒子的波粒二象性 量子力学
有些液态物质如NH3、H2O，观察到反常的高介电 常数，可归结为氢键产生的连续聚合作用。
氢键的特点
• 键长特殊
297pm
• 键能小 E
28kJ/mol)
• 具有饱和性和方向性
不仅同种分子间 可形成氢键，不同 种分子间也可以形 成氢键。如NH3和 H2O间的氢键。
除了HF、H2O、NH3 有分子间氢键外，在有机羧 酸、醇、酚、胺、氨基酸和蛋白质中也有氢键的存在。例 如：甲酸、乙酸靠氢键形成二聚体。
•
11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/3/42021/3/42021/3/4M ar-214- Mar-21
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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/3/42021/3/42021/3/4T hursday, March 04, 2021
原子核外电子排布是以 实验事实为依据。 价电 子在外层分布时存在能级 交错。它是多电子体系电 子相互作用（排斥）的结 果。 轨道能量的差值与 核电荷数的大小有关。
电子填充的顺序与原子 失去电子的顺序不同。
电子在原子轨道上的填充和排布
知道应用排布原则（能量最低原理、泡利不相容原理、洪特 规则）和基态原子的原子轨道能级高低书写电子排布式。
原子轨道的描述（举例）
原子轨道示意图
1s（1个轨道） 3p（3px 3py 3pz 3个轨
道
n=1，l=0 ， n=3，l=1， m=0、
m=0
+1、-1
4d （5个轨道）
n=4、l=2 m=0、 +1、-1、+2、-2
能级交错
ns (n-2)f (n-1)d np
4s3d4p 5S4d4p 6s4f5d6p
第3单元 共价键 原 子晶体
第4单元 分 子间作用力
1．范德华力（交流与讨论：以卤素单质、卤化氢的熔、
沸点变化规律为例认识范德华力对物质性质的影响）
2．氢键的形成(分子间、分子内氢键) 交流与讨论：以
氨、氟化氢、邻（对）羟基苯甲酸、羟基苯甲酸的性质为例
讨论氢键对物质性质的影响 3．分子晶体 整理与归 纳：比较四种类型晶体
模型（原子轨道）
专题5 物质结构的探索无止境
1．研究物质结构与性能的关系 2．研究化学反应的量子力学理论 3．研究生命现象的化学机
了解人类探索物质结构的价值，认同 “物质结构的探索是无止境的”观点。
认识在分子等层次研究物质的意义。 进一步激发学习化学兴趣，树立从事化 学化工研究的志向。#
2。从三个层次认识物质结构与性质关系(专题2-4)
编写 思路
创设问题情景
从探索历程了解 研究方法
了解研究成果的作 用激发学习兴趣
你是否想过：物质是由什么 构成的？为什么物质会发生变化？ 为什么不同的物质具有不同的性 能？如何才能获得优异性能的新 物质？
原子分子论 碳的价键 假说法 实验验证法
元素周期律 量子力学
经验归纳法
合成化学
生命科学
物质结构研究的几个重要历程
认识共价键的类型（ 、键、极性键、非极性键）能从成 键原子核外电子排布特点分析共价键的方向性、饱和性、共价 分子的组成与键型，能运用共价键的参数说明共价键的稳定性； 了解原子晶体熔点、硬度与其结构的关系；系统认识三种化学 键本质、影响键强弱的因素、是否有方向性、饱和性；
了解两种常见分子间作用力及其对物质性质的影响；
成微粒、作用力类 特点
性、熔沸点、硬度等
型
物理性质的影响
（1）从原子结构知识认识为什么元素组成是决定物质 性质的重要因素
了解并能描述元素原子核外电子的运动状态（电 子云、原子轨道） 、排布规律了解原子核外电子的 运动。了解s、p原子轨道的形状。
认识并能说明描述不同元素（1-36号元素，周期 表中各分区元素）原子结构的变化规律（核外电子排 布的周期性、第1电离能的周期性）
比较四类晶体结构与性质特点 。
编写 学习情景 思路
作用力
晶体结构
物质性质
金属
金属键、金属 键的强弱
金属晶体
晶体物理性质特
金属原子在晶体中的 点（金属原子化
堆积方式
热）
离子化 离子键的形成、 离子晶体 离子晶 晶体物理性质特
合物 特点
体的晶格能、晶胞 点（晶格能）
共价化 合物、 共价分 子
分子
共价健的形成 共价键的类型 共价键的键能 键长
内容
结构知识
性质知识
结构性质关系
原子结 构与元 素性质
微粒间 作用力 与物质 性质
晶体结 构与物 质性质
原子结构模型的演 变，主族元素核外 电子排布规律、结 构示意图
元素性质（金属性、 非金属性、主要化合 价、成键类型）的周 期性变化—具体表现 与规律
性质周期性变化的本 质；主族元素原子结 构、（非）金属性、 主要化合价、成键类 型的判断
1．金属键与金属特性（交流与讨论：影响金属键的 因素；理解金属的特性 2．金属晶体（活动与探究：
认识金属晶体的密堆积）
1．离子键的形成 2．离子晶体（交流与讨论：离子
晶体晶格能与其物理性质的关系）（ 拓展视野：离子晶体 中离子的配位数）
1．共价键的形成 （价键理论、σ键和π键等） 2．共 价键的类型 3．共价键的键能与化学反应热（问题 解决：利用共价键的键能计算化学反应热） 4．原子晶 体 整理与归纳：比较三种化学键
共价分子为什么可以以凝聚态存在？NaCl HCl的熔 点（801、-112）为什么差别大？卤素单质常温下存在 状态差异的原因。干冰融化与CO2分解的难易。为什么 氡在水中溶解度（230cm3·L-1）比其他稀有气体大？
拓展视野：
三种分子间作 用力--帮助学 生认识分子间 作用力存在的 原因和普遍性
+-
1-36号元素的电子填充
1-18号（各电子层可填充最多电子 数--2n2； 各能级可填充最多电子 数2(2l+1)） 1s1---1s22s22p63s23p6
19-36号（能级交错与洪特规则）
1s22s22p63s23p6 4s11s22s22p63s23p6 3d104s23p6
Cr 1s22s22p63s23p6 3d5 4s1
原子结合形成化合物，通常形成共价键， 判别元素且的电金负属性性不、相非等金的属元性素强原弱子间一般形成极 性在一2般.0说以，性上金共。属价元元健素素。的的电电负负性性呈在周2期.0性以变下化,非。金属元素的电负
专题3 微 粒间作用力 与物质的性 质
第1单元 金属键 金 属晶体
第2单元 离子键 离 子晶体
H CO H OC H O HO