高中化學(xué) 專題1 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘蘇教版 選修三

（1）、）、 公元前公元前5世紀(jì)，古希臘世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家哲學(xué)家德謨克利特德謨克利特等人認(rèn)為等人認(rèn)為 ：萬(wàn)物是由大量的不可分割的萬(wàn)物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。微粒構(gòu)成的，即原子。一一.人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史1人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史（2）、）、19世紀(jì)初，英國(guó)科世紀(jì)初，英國(guó)科學(xué)家學(xué)家道爾頓道爾頓提出近代原提出近代原子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為：子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為：物質(zhì)由原子組成，原子物質(zhì)由原子組成，原子不能被創(chuàng)造也不能被毀不能被創(chuàng)造也不能被毀滅，在化學(xué)變化中原子滅，在化學(xué)變化中原子不可再分割，它們的化不可再分割，它們的化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中保學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中保持不變。持不變。（3）、）、1811年年,阿伏阿伏加德羅加德羅提出了分子提出了分子的概念的概念,他認(rèn)為氣體他認(rèn)為氣體分子是由幾個(gè)原子分子是由幾個(gè)原子構(gòu)成的。構(gòu)成的。 1860年，國(guó)際化年，國(guó)際化學(xué)界確立了原子分學(xué)界確立了原子分子論。子論。2.原子結(jié)構(gòu)模型的演變?cè)咏Y(jié)構(gòu)模型的演變(1)、19世紀(jì)初，英國(guó)科學(xué)家世紀(jì)初，英國(guó)科學(xué)家道爾頓道爾頓提提出近代原子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為原子是微小出近代原子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的的不可分割的實(shí)心實(shí)心球體。球體。實(shí)心圓球體實(shí)心圓球體 (2)、 1897年，英國(guó)科學(xué)家年，英國(guó)科學(xué)家湯姆生湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。發(fā)現(xiàn)了電子。 1904年提出年提出“葡萄干面包式葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模的原子結(jié)構(gòu)模型。型。電子在球體運(yùn)動(dòng)電子在球體運(yùn)動(dòng)(3)、1911年英國(guó)物理學(xué)家年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福盧瑟福（湯姆生（湯姆生的學(xué)生）提出了的學(xué)生）提出了帶核的原子結(jié)構(gòu)模型。帶核的原子結(jié)構(gòu)模型。(4)、1913年丹麥物理學(xué)家年丹麥物理學(xué)家波爾波爾（盧瑟福的（盧瑟福的學(xué)生）學(xué)生）引入量子論觀點(diǎn)，提出引入量子論觀點(diǎn)，提出電子在一定電子在一定軌道上運(yùn)動(dòng)軌道上運(yùn)動(dòng)的原子結(jié)構(gòu)模型。的原子結(jié)構(gòu)模型。(5)電子云模型電子云模型 （幾率說(shuō)）（幾率說(shuō)）人類認(rèn)識(shí)原子的歷史進(jìn)程小結(jié)小結(jié)1869年，已有年，已有63種元種元素為科學(xué)家所認(rèn)識(shí)，素為科學(xué)家所認(rèn)識(shí)，門捷列夫門捷列夫?qū)⒏髟匕磳⒏髟匕丛恿康淖兓?lián)系起原子量的變化聯(lián)系起來(lái)，揭示了自然界的來(lái)，揭示了自然界的一條基本規(guī)律一條基本規(guī)律-元素元素周期律。周期律。3元素周期表的發(fā)現(xiàn)元素周期表的發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)中葉以后，近現(xiàn)代對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)世紀(jì)中葉以后，近現(xiàn)代對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)有了飛速發(fā)展。的認(rèn)識(shí)有了飛速發(fā)展。碳原子的四價(jià)，有機(jī)物碳原子成鍵的碳原子的四價(jià)，有機(jī)物碳原子成鍵的立體結(jié)構(gòu)，有機(jī)物分子中鍵的飽和性立體結(jié)構(gòu)，有機(jī)物分子中鍵的飽和性等相繼被發(fā)現(xiàn)等相繼被發(fā)現(xiàn)4對(duì)有機(jī)物認(rèn)識(shí)的進(jìn)展對(duì)有機(jī)物認(rèn)識(shí)的進(jìn)展 19世紀(jì)末世紀(jì)末20世紀(jì)初，量子力世紀(jì)初，量子力學(xué)（微觀粒子具有波粒二象性）學(xué)（微觀粒子具有波粒二象性）確立。量子力學(xué)是研究原子和分確立。量子力學(xué)是研究原子和分子結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)。子結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)。5物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)6實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn)光譜、衍射等新方法應(yīng)用于研究原子、光譜、衍射等新方法應(yīng)用于研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)分子和晶體結(jié)構(gòu)紅外光譜儀紅外光譜儀電子顯微鏡電子顯微鏡原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀X射線衍射儀射線衍射儀紅外光譜儀紅外光譜儀電子顯微鏡電子顯微鏡原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀X射線衍射儀射線衍射儀啟示：?jiǎn)⑹荆?人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的逐漸深入，都是建立在實(shí)驗(yàn)研人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的逐漸深入，都是建立在實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上的，實(shí)驗(yàn)是揭示原子結(jié)構(gòu)的重要手段。究基礎(chǔ)上的，實(shí)驗(yàn)是揭示原子結(jié)構(gòu)的重要手段。 湯姆生、盧瑟福、玻爾等幾代師生都是諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)湯姆生、盧瑟福、玻爾等幾代師生都是諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者，他們勇于懷疑科學(xué)上的獲得者，他們勇于懷疑科學(xué)上的“定論定論”，不迷信權(quán)，不迷信權(quán)威，為科學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。自然科學(xué)就是在威，為科學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。自然科學(xué)就是在不斷探索中修正錯(cuò)誤而前進(jìn)的。不斷探索中修正錯(cuò)誤而前進(jìn)的?？瓶茖W(xué)學(xué)探探究究閱讀下列一段文字，并據(jù)此回答下列問(wèn)題：閱讀下列一段文字，并據(jù)此回答下列問(wèn)題： 原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成的。原子核又是由帶正電的質(zhì)子和不帶電電的電子構(gòu)成的。原子核又是由帶正電的質(zhì)子和不帶電 的中子構(gòu)成。的中子構(gòu)成。 希臘哲學(xué)家德謨克利特是原子學(xué)說(shuō)的奠基人。他認(rèn)為希臘哲學(xué)家德謨克利特是原子學(xué)說(shuō)的奠基人。他認(rèn)為萬(wàn)物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，并把這些微粒萬(wàn)物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，并把這些微粒稱為原子（希臘文的原意是稱為原子（希臘文的原意是“不可分割不可分割”）。這是古代原）。這是古代原子學(xué)說(shuō)子學(xué)說(shuō) 英國(guó)科學(xué)家道爾頓是近代原子學(xué)說(shuō)的創(chuàng)始人。他認(rèn)為英國(guó)科學(xué)家道爾頓是近代原子學(xué)說(shuō)的創(chuàng)始人。他認(rèn)為物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，這些原子是不可分割的實(shí)心球體，物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，這些原子是不可分割的實(shí)心球體，同種原子的質(zhì)量和性質(zhì)相同。道爾頓的原子學(xué)說(shuō)對(duì)化學(xué)同種原子的質(zhì)量和性質(zhì)相同。道爾頓的原子學(xué)說(shuō)對(duì)化學(xué)的發(fā)展起了十分重要的作用，但他沒(méi)有把原子和分子區(qū)的發(fā)展起了十分重要的作用，但他沒(méi)有把原子和分子區(qū)分開(kāi)來(lái)，并且仍然認(rèn)為原子是不可分割的分開(kāi)來(lái)，并且仍然認(rèn)為原子是不可分割的 后來(lái)，意大利科學(xué)家阿伏加德羅提出可分子的概念，后來(lái)，意大利科學(xué)家阿伏加德羅提出可分子的概念，指出了分子和原子的區(qū)別與聯(lián)系。人人們把物質(zhì)由分子、指出了分子和原子的區(qū)別與聯(lián)系。人人們把物質(zhì)由分子、原子構(gòu)成的學(xué)說(shuō)叫原子原子構(gòu)成的學(xué)說(shuō)叫原子-分子論。原子分子論。原子-分子論的創(chuàng)立，分子論的創(chuàng)立，是近代原子學(xué)說(shuō)的發(fā)展是物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展與創(chuàng)新是近代原子學(xué)說(shuō)的發(fā)展是物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展與創(chuàng)新 英國(guó)科學(xué)家湯姆生是電子的發(fā)現(xiàn)者，他認(rèn)為一切英國(guó)科學(xué)家湯姆生是電子的發(fā)現(xiàn)者，他認(rèn)為一切原子中都有電子。從此，人們開(kāi)始揭示原子內(nèi)部的秘密，原子中都有電子。從此，人們開(kāi)始揭示原子內(nèi)部的秘密，認(rèn)識(shí)到原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒，它本身還具有復(fù)認(rèn)識(shí)到原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒，它本身還具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，還可以再分雜的結(jié)構(gòu)，還可以再分 1911年前后，物理學(xué)家盧瑟福把一束高速運(yùn)動(dòng)的年前后，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)為粒子（質(zhì)量數(shù)為4的帶的帶2個(gè)單位正電荷的氦原子核），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(guò)去一直認(rèn)為射向一片極薄的金箔。他驚奇的發(fā)現(xiàn)，過(guò)去一直認(rèn)為原子是原子是“實(shí)心球?qū)嵭那颉?，而由這種，而由這種“實(shí)心球?qū)嵭那颉本o密排列的金箔，緊密排列的金箔，竟為大多數(shù)竟為大多數(shù)粒子暢通無(wú)阻地通過(guò)，就象金箔不在那粒子暢通無(wú)阻地通過(guò)，就象金箔不在那似的，但也有極少數(shù)的似的，但也有極少數(shù)的粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或被筆直彈回。粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或被筆直彈回?？瓶茖W(xué)學(xué)探探究究（1）19世紀(jì)末，人們開(kāi)始揭示原子內(nèi)部的秘密，最早世紀(jì)末，人們開(kāi)始揭示原子內(nèi)部的秘密，最早 發(fā)現(xiàn)電子的科學(xué)家是發(fā)現(xiàn)電子的科學(xué)家是 （2）道爾頓的原子學(xué)說(shuō)曾起了很大的作用。他的學(xué)說(shuō)）道爾頓的原子學(xué)說(shuō)曾起了很大的作用。他的學(xué)說(shuō)包含有下列三個(gè)論點(diǎn)：原子是不能再分的粒子包含有下列三個(gè)論點(diǎn)：原子是不能再分的粒子同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同原子是微小的實(shí)心球體從現(xiàn)代的觀點(diǎn)看，原子是微小的實(shí)心球體從現(xiàn)代的觀點(diǎn)看，你認(rèn)為三個(gè)論點(diǎn)中不確切的是你認(rèn)為三個(gè)論點(diǎn)中不確切的是 （3）盧瑟福的）盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)得出了金原子結(jié)構(gòu)的一些得出了金原子結(jié)構(gòu)的一些結(jié)論，試寫出其中的三點(diǎn)結(jié)論，試寫出其中的三點(diǎn)答案：（答案：（1）湯姆生；（）湯姆生；（2）；）；（3）a.原子中存在原子核，它占原子中極小體積原子中存在原子核，它占原子中極小體積b.原子核帶正電荷，且電荷數(shù)遠(yuǎn)大于原子核帶正電荷，且電荷數(shù)遠(yuǎn)大于粒子粒子c.金的原子核質(zhì)量遠(yuǎn)大于金的原子核質(zhì)量遠(yuǎn)大于粒子粒子科科學(xué)學(xué)探探究究 粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)二.研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義1揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)）。（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)）。 幫助我們預(yù)測(cè)物質(zhì)的性能幫助我們預(yù)測(cè)物質(zhì)的性能2合成或分離預(yù)測(cè)物質(zhì)的新材料合成或分離預(yù)測(cè)物質(zhì)的新材料3從分子水平上認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象從分子水平上認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象4實(shí)現(xiàn)綠色合成，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)實(shí)現(xiàn)綠色合成，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù) 發(fā)展發(fā)展碳的三種同素異形體和碳納米管的結(jié)構(gòu)模型碳的三種同素異形體和碳納米管的結(jié)構(gòu)模型思考: 以上物質(zhì)都是由碳元素組成的以上物質(zhì)都是由碳元素組成的,但為什但為什么它們的性質(zhì)和用途卻存在很大的差異么它們的性質(zhì)和用途卻存在很大的差異,為什么為什么?結(jié)構(gòu)決定性質(zhì) 物質(zhì)世界五光十色、千變?nèi)f化 歸根結(jié)底由物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)決定 研究物質(zhì)世界，就是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律。萬(wàn)事皆有緣宏觀物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律緣由于微觀物質(zhì)?；瘜W(xué)研究什么？ 物理 化學(xué) 物理. 化學(xué)主要是研究化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì) v 數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)，或稱為中心科學(xué)。宏觀物質(zhì) 亞微觀結(jié)構(gòu) 分子 原子 基本粒子 化學(xué)研究物質(zhì)的總體思路化合物的性質(zhì)化合物存在 的狀態(tài)化學(xué)反應(yīng)的 歷程能量最低原理電子效應(yīng)空間效應(yīng)信息科學(xué)信息科學(xué)光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡形狀記憶合金發(fā)動(dòng)機(jī)形狀記憶合金發(fā)動(dòng)機(jī)形狀記憶合金形狀記憶合金生命科學(xué)生命科學(xué)氨基酸氨基酸DNA材料科學(xué)納米材料制備高效太陽(yáng)能電池納米材料制備高效太陽(yáng)能電池 南理工納米材料工程中心南理工納米材料工程中心 環(huán)境科學(xué)環(huán)境科學(xué)太陽(yáng)灶太陽(yáng)灶