高中化学物质结构的探索无止境苏教选修.pptx
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1、编写思路创设问题情景你是否想过: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?从探索历程了解研究方法原子分子论元素周期律碳的价键量子力学假说法经验归纳法实验验证法了解研究成果的作用激发学习兴趣合成化学生命科学第1页/共23页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
2、模型(原子轨道)物质结构研究的几个重要历程第2页/共23页专题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。#第3页/共23页 2。从三个层次认识物质结构与性质关系(专题2-4)内容内容 结构知识结构知识 性质知识性质知识 结构性质关系结构性质关系 原子结构原子结构与元素性与元素性质质原子结构模型的演变,主原子结构模型的演变,主族元素核外电子排布规律、族元素核外电子排布规律、结构示意图结构示意图
3、 元素性质(金属性、非金属元素性质(金属性、非金属性、主要化合价、成键类型)性、主要化合价、成键类型)的周期性变化的周期性变化具体表现与具体表现与规律规律性质周期性变化的本质;主性质周期性变化的本质;主族元素原子结构、(非)金族元素原子结构、(非)金属性、属性、主要化合价、成键类主要化合价、成键类型的判断型的判断微粒间作微粒间作用力与物用力与物质性质质性质三种化学键的本质、形成三种化学键的本质、形成条件与类型、键的强弱,条件与类型、键的强弱,离子半径与电荷数,共价离子半径与电荷数,共价分子空间结构及其表示,分子空间结构及其表示,分子间作用力的特征分子间作用力的特征共价分子的热稳定性、分子共价分
4、子的热稳定性、分子空间构型、分子的极性,空间构型、分子的极性,价键类型、强弱对物质热稳价键类型、强弱对物质热稳定性、分子空间结构的影响;定性、分子空间结构的影响;分子间作用力大小对分子晶分子间作用力大小对分子晶体对性质的影响体对性质的影响晶体结构晶体结构与物质性与物质性质质四种晶体结构的构成微粒、四种晶体结构的构成微粒、作用力类型作用力类型四种晶体结构的性质特点四种晶体结构的性质特点晶体结构对物质导电性、熔晶体结构对物质导电性、熔沸点、硬度等物理性质的影沸点、硬度等物理性质的影响响第4页/共23页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
5、、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)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(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第5页/共23页编写思路原子结构从学生已有经验出发让学生通过学习活动建构知识帮助学生了解知识的应用原子模型: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原子核外电子排布原子半径第一电离能化合价电负性
6、金属性和非金属性元素性质(周期性变化)决定第6页/共23页原子轨道 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。1s(1个轨道)3p(3px3py3pz3个轨道4d(5个轨道)n=1n=1,l=0 l=0,m=0m=0n=3n=3,l=1l=1,m=0m=0、+1+1、-1-1n=4n=4、l=2 m=0l=2 m=0、+1+1、-1-1、+2+2、-2-2原子轨道的描述(举例)原子轨道示意图第7页/共23页能级交错ns(n-2)f(n-1)d
7、np 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。4s3d4p5S4d4p6s4f5d6p第8页/共23页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 4s1-1s22s22p63s23p6 3d104s23p6 Cr 1s22s22p63s23p6 3d5 4s1 Cu 1s22s22p
8、63s23p6 3d10 4s1Fe原子的轨道能级和核外电子排布1s22s22p63s23p63d64s2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。外围电子排布式3d64s2第9页/共23页电离能及应用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
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