高中化学专题5物质结构的探索无止境课件苏教版3.ppt
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1、物物质质的的结结构构包包括括构构成成物物质质的的微微粒粒之之间间的的相相互互作作用用、分分子子的的构构型型、手手性性等等;物物质质的的性性质质包包括括物物质质的的物物理理性性质质和和化化学学性性质质、生生物物活活性性和和生生理理活活性性等等。辩辩证证唯唯物物主主义义告告诉诉我我们们:结结构构决定性质,性质反过来体现结构。决定性质,性质反过来体现结构。物质结构与物质性能之间的关系物质结构与物质性能之间的关系1元素原子的结构决定元素的性质,这一点从元素原子的结构决定元素的性质,这一点从元素周期表位、构、性的关系得以表现。例如:元素周期表位、构、性的关系得以表现。例如:同周期,随着原子序数的递增,元
2、素的非金属同周期,随着原子序数的递增,元素的非金属性逐渐增强,金属性逐渐减弱。性逐渐增强,金属性逐渐减弱。2不同类型晶体的组成微粒和作用力不同,其不同类型晶体的组成微粒和作用力不同,其性质也不同。例如:离子晶体熔、沸点较高,性质也不同。例如:离子晶体熔、沸点较高,难于挥发,一般具有较高硬度,难于压缩,但难于挥发,一般具有较高硬度,难于压缩,但质脆,不易进行机械加工;离子晶体不导电,质脆,不易进行机械加工;离子晶体不导电,但熔融或溶于水时导电;原子晶体硬度大,熔、但熔融或溶于水时导电;原子晶体硬度大,熔、沸点高,不溶于一般溶剂,是电的不良导体;沸点高,不溶于一般溶剂,是电的不良导体;分子晶体一般
3、熔点低,硬度小;分子晶体一般熔点低,硬度小;金属晶体是电的良导体,具有延展性,具有良金属晶体是电的良导体,具有延展性,具有良好的机械加工性能。好的机械加工性能。3分子式相同的同分异构体之间具有不同的性分子式相同的同分异构体之间具有不同的性质。例如:质。例如:C2H6O有两种不同的结构有两种不同的结构乙醇乙醇(C2H5OH)和甲醚和甲醚(CH3OCH3),二者在化学性质上,二者在化学性质上有很大的不同。同分异构体的存在说明物质的有很大的不同。同分异构体的存在说明物质的结构是决定物质性质的重要因素。结构是决定物质性质的重要因素。4分子组成不同,若结构相似,则其化学性质分子组成不同,若结构相似,则其
4、化学性质或物理性质有相似之处。等电子体的性质相似或物理性质有相似之处。等电子体的性质相似就说明了此问题就说明了此问题如苯如苯(C6H6)和硼氮苯和硼氮苯(B3N3H6)结构相似,其性结构相似,其性质也很相似。再如分子空间构型相同的物质的质也很相似。再如分子空间构型相同的物质的极性相似,根据相似相溶规则,溶解性相似。极性相似,根据相似相溶规则,溶解性相似。特别提醒:物质的结构决定物质的性质,而特别提醒:物质的结构决定物质的性质,而物质的性质则决定物质的用途,因此,研究物物质的性质则决定物质的用途,因此,研究物质的结构对于研究物质的用途、寻找特殊化学质的结构对于研究物质的用途、寻找特殊化学物质有重
5、要的意义。物质有重要的意义。例例1图图为为元元素素周周期期表表前前4周周期期的的一一部部分分,下下列列有有关关R、W、X、Y、Z五五种种元素的叙述中,正确的是元素的叙述中,正确的是()A常压下五种元素的单质中常压下五种元素的单质中Z单质的沸点最高单质的沸点最高BY、Z的阴离子电子层结构的阴离子电子层结构都与都与R原子的相同原子的相同CW的的氢氢化化物物沸沸点点比比X的的氢氢化化物物的的沸点高沸点高DY元元素素的的非非金金属属性性比比W元元素素的的非非金属性强金属性强解解析析:选选D。本本题题通通过过元元素素在在周周期期表表中中的的位位置置推推断断元元素素,同同时时进进一一步步考考查查单单质质的
6、的沸沸点点、元元素素原原子子结结构构、氢氢键键及及同同周周期期元元素素金金属属性性大大小小判判断断等等知知识识。由由R、W、X、Y、Z五五种种元元素素所所在在的的位位置置看看,它它们们分分别别是是Ar、P、N、S、Br。它它们们形形成成的的单单质质中中常常温温下下P、S为为固固体体,Br2为为液液体体,Ar、N2为为气气体体,A错错;Br的的核核外外电电子子层层比比S2、Ar多多一一层层,B错错;X的的氢氢化化物物NH3分分子子间间可可形形成成氢氢键键,沸沸点点高高,C错错;S与与P位位于于同同一一周周期期,从从左左到到右右,非非金金属属性性依依次次增增强强,D正正确确。故故正正确答案为确答案
7、为D。利利用用量量子子力力学学理理论论,探探讨讨理理想想化化的的一一些些问问题题,最终使其成为现实。最终使其成为现实。1利利用用已已知知化化学学反反应应的的原原理理,通通过过操操作作实实现现物物质质的的转转化化,制制备备人人类类生生活活和和生生产产所所需需要要的的各各种种新材料,是化学服务于人类的重要方式。新材料,是化学服务于人类的重要方式。2人人类类社社会会的的发发展展,就就是是科科技技的的发发展展,为为了了实实现现人人类类社社会会的的可可持持续续发发展展,需需要要化化学学家家们们建建立立精精确确有有效效而而又又普普遍遍适适用用的的化化学学反反应应的的量量子子力力学学理论。理论。研究化学反应
8、的量子力学理论研究化学反应的量子力学理论3化学发展的趋势是让反应条件温和、产率高、化学发展的趋势是让反应条件温和、产率高、速率快、副反应少、排放少、污染少、价格低、速率快、副反应少、排放少、污染少、价格低、生产流程简单等。生产流程简单等。例例2 石墨和金刚石在一定条件下可相互转化:石墨和金刚石在一定条件下可相互转化:石墨石墨金刚石;金刚石;H0。20世纪世纪50年代,美年代,美国通用汽车公司在实验室利用高温、高压将石国通用汽车公司在实验室利用高温、高压将石墨转化为金刚石后,墨转化为金刚石后,1989年,日本科学家用炸年,日本科学家用炸药和木炭粉药和木炭粉“炸出炸出”金刚石的消息引起人们的广金刚
9、石的消息引起人们的广泛关注。泛关注。他们将炸药和木炭粉混合并用石蜡固化后装入钢他们将炸药和木炭粉混合并用石蜡固化后装入钢制敞口容器,沉入一个直径制敞口容器,沉入一个直径8 m深约深约5 m的混凝土的混凝土水槽内,点火起爆,最后将容器里的水取出静置,水槽内,点火起爆,最后将容器里的水取出静置,可获得直径为可获得直径为0.002 m0.003 m的超细金刚石的超细金刚石粉。粉。(1)从勒夏特列原理分析,上述两种制取金刚石从勒夏特列原理分析,上述两种制取金刚石的方法都能获得成功的原因是的方法都能获得成功的原因是_(填编号填编号)。A金刚石比石墨熔点低金刚石比石墨熔点低B金刚石的密度大于石墨金刚石的密
10、度大于石墨C金刚石硬度很大金刚石硬度很大 D合成金刚石是吸热反应合成金刚石是吸热反应(2)为什么要在高压下制取金刚石?为什么要在高压下制取金刚石?(3)日本科学家制得的金刚石可用于制作钻石戒日本科学家制得的金刚石可用于制作钻石戒指吗?指吗?【解析】根据勒夏特列原理:升高温度,平【解析】根据勒夏特列原理:升高温度,平衡向吸热方向移动,很容易判断衡向吸热方向移动,很容易判断D选项正确。选项正确。依据中学化学内容,改变压强对没有气体参加依据中学化学内容,改变压强对没有气体参加或生成的可逆反应平衡移动无影响,为什么合或生成的可逆反应平衡移动无影响,为什么合成金刚石要采取高压呢?成金刚石要采取高压呢?实
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