2019-2020年高中化學 《揭示物質結構的奧秘》教案2 蘇教版選修3.doc
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2019-2020年高中化學 《揭示物質結構的奧秘》教案2 蘇教版選修3 在本課程模塊中,我們將從原子、分子水平上認識物質構成的規(guī)律,以微粒之間不同的作用力為線索,側重研究不同類型物質的有關性質,幫助高中學生進一步豐富物質結構的知識,提高分析問題和解決問題的能力。 通過本課程模塊的學習,學生應主要在以下幾個方面得到發(fā)展: 1.從科學家探索物質構成奧秘的史實中體會科學探究的過程和方法,增強學習化學的興趣; 2.進一步形成有關物質結構的基本觀念,初步認識物質的結構與性質之間的關系; 3.能從物質結構決定性質的視角解釋一些化學現象,預測物質的有關性質; 4.在理論分析和實驗探究過程中學習辯證唯物主義的方法論,逐步形成科學的價值觀。 課時劃分 《物質結構與性質》…………………………………………………………32+4課時 專題1 揭示物質結構的奧秘……………………………………1課時 專題2 原子結構與元素的性質…………………………………6+1課時 第一單元 原子核外電子的運動…………………2+1課時 第二單元 元素性質的遞變規(guī)律…………………3課時 專題3 微粒間作用力與物質性質………………………………13+2課時 第一單元 金屬鍵 金屬晶體……………………2課時 第二單元 離子鍵 離子晶體……………………2課時 第三單元 共價鍵 原子晶體……………………4+1課時 第四單元 分子間作用力 分子晶體……………3+1課時 專題4 分子空間結構與物質性質………………………………7+1課時 第一單元 分子構型與物質的性質………………3+1課時 第二單元 配合物是如何形成的…………………3課時 專題5 物質結構的探索無止境…………………………………1課時 專題1 揭示物質結構的奧秘 【課標要求】 1.了解人類探索物質結構的歷史與價值,認識在分子等層次研究物質的意義。 2.知道物質是由微粒構成的,了解研究物質結構的基本方法和實驗手段。 3.初步認識物質的結構與性質之間的關系,知道物質結構的研究有助于發(fā)現具有預期性質的新物質。 【教材內容展示】 1.人類探索物質結構的歷史:原子學說、原子分子論、元素周期律的發(fā)現、對有機物認識的進展、波粒二象性、量子化學、實驗方法上的改進。 2.研究物質結構的意義:揭示物質的結構與性能的關系、根據結構預測物質性質、合成或分離預期性質的新材料、從分子水平探索生命現象、研究結構實現綠色合成,促進社會可持續(xù)發(fā)展。 【教學內容選取建議】 1.學生對“探索物質結構的歷史與意義”已經不很系統的知道一些,加之教材所提及的也很簡略,建議對這部分教學的重點應放在激發(fā)學生學習的興趣上??蛇m當補充諸如:某些科學家趣事,金剛石的制造影像,以及有關高科技、新材料、先進儀器的課件等。 2.應把專題2第一單元中“人類對原子結構的認識歷史”提上來講。這樣既避免了重復,又使學習“歷史”完整。 3.建議回憶已學過的原子結構的基礎知識,為下一節(jié)的學習做好鋪墊。 專題1 揭示物質結構的奧秘學案 【課標要求】 1.了解人類探索物質結構的歷史; 2.了解研究物質結構的意義; 3.掌握原子結構的基礎知識。 [思考] 1.大千世界中的物質是由什么構成的? 2.如何才能獲得具有優(yōu)異性能的新物質? 一、人類探索物質結構的歷史 [閱讀] 教材P(2~3)——人類探索物質結構的歷史;P(8~9)——人類對原子結構的認識 [交流與討論] 3.是誰最早提出科學的原子概念?人們通常稱的原子之父又是誰? 4.原子學說的基本要點是什么?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是什么?基本要點是什么? 6.俄國化學家________________總結出元素周期律:元素的性質隨著______的變化而呈現周期性變的化。他排出的第一張元素周期表包含_____種元素。元素周期律從理論上指導了化學元素的發(fā)現和應用。 7.19世紀中葉以后,對有機物認識有何進展? 8.物理學上的那些重大發(fā)現提供了分析原子結構和分子結構的理論基礎? 9.研究原子、分子和晶體結構的實驗方法有何發(fā)展? 10.人類對原子結構的認識,每前進一步都是建立在_______的基礎上的,最有影響的兩位物理學家是________和_________,前者是通過________________實驗提出原子結構的有核模型,后者研究了______________后,大膽地引入量子論觀點,提出了新的原子結構模型。 11.原子結構模型的演變歷史說明了什么科學道理? 一、人類探索物質結構的歷史 2、原子分子論 阿伏加德羅 3、元素周期律(表) 門捷列夫 4、對有機物認識的進展 碳原子的四價 碳原子成鍵的立體構型 分子中價鍵的飽和性 有機合成可“按圖索驥” 5、物理學上的重大發(fā)現 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) 6、實驗方法上的改進 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,引入量子論觀點,提出了新的量子觀原子結構模型 盧瑟福根據α粒子散射現象,提出了帶核的“行星繞太陽運轉”的原子結構模型 古希臘德謨克里特等哲學家的原子論思想 道爾頓最早提出科學的原子學說 湯姆生發(fā)現了電子,提出了“葡萄干面包式”的原子結構模型 原子的量子力學模型 1、人類探索原子結構的歷史 [觀看] 金剛石的制造影像,C60和碳納米管的結構和應用、部分新型材料、DNA結構等課件。 [閱讀] 教材P(4~6) [思考、交流、討論] 1.碳的四種同素異形體在性質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.試總結研究物質結構的意義。 二、研究物質結構的意義 2、根據結構預測物質性質 3、合成或分離預期性質的新材料 4、從分子水平探索生命現象 5、研究結構實現綠色合成,促進社會可持續(xù)發(fā)展 如 1、結構決定性質、性質體現結構 金剛石 石墨 C60 碳納米管 結構不同,性質不同 碳的四種同素異形體 2. n A m Z p 中各字母所代表的意義是什么? +| +| [思考] 1.在《必修1》中學過原子結構的初步知識,你能否較為具體的說一說原子的組成及各部分的特征?存在那些等量關系? 3.元素、核素、同位素三者有何異同? 三、原子結構的基礎知識 電子特征 核外電子 原子核 1、原子 中子 質子 組成 ③是元素分類本質依據 ①質量數約為1,帶1個單位正電荷 ②質子數=核電荷數=原子序數=核外電子數 ①質量數為1,不帶電 ②中子數=質量數-質子數(N=A-Z) ③同種元素,中子數不同則形成同位素 特征 ① 位于原子中心,體積小,質量比重大——由于電子質量小,原子的質量主要集中在核上 ② 化學變化中核不變 ① 體積小,質量約為質子質量的1/1836,帶1個單位負電荷,負電荷數=核所帶正電核數,故原子不顯電性 ② 核外電子數=核電核數=原子序數 ③ 主族元素的化學性質主要決定于最外層電子數 位置:在原子核外分層排布 2、重要關系式: 核電荷數=核內質子數=核外電子數=原子序數 質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N) 離子電荷=質子數-核外電子數 質子數(Z)=陽離子的核外電子數+陽離子的電荷數 質子數(Z)=陰離子的核外電子數-陰離子的電荷數 質量數(A)≈該同位素的相對原子質量 3、 三素”比較: 元素——具有相同核電荷數(即核內質子數)的一類原子的總稱。元素的種類由質子數決定,與中子數、電子數無關。如:11H、12H+、T、D2 是氫元素的四種不同粒子。 核素——具有一定質子數和一定中子數的一種原子。核素即原子,其種類由質子數和中子數決定。絕大多數元素都存在不同種核素,但有些元素只有一種核素。 同位素——質子數相同,中子數(或質量數)不同的原子的互稱。 ① 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。 ② 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。 ③ 同位素的物理性質不同,但它們的化學性質幾乎完全相同。 ④ 同位素的不同原子構成的單質是化學性質幾乎相同的不同單質。 ⑤ 同位素構成的化合物是不同的化合物,如H2O、D2O、T2O,其物理性質不同,化學性質幾乎相同。 ⑥ 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數一般不變。 ⑦ 元素的相對原子質量是這種元素的各同位素的原子質量的平均值。 ⑧ 如果用各同位素的質量數代替相對原子質量進行以上計算,則得到元素的近似相對原子質量。 ⑨ 同位素的應用較廣,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] 1.在物質結構研究的歷史上,首先提出原子始一個實心球體的是( ) A. 湯姆生 B. 盧瑟福 C. 道爾頓 D. 玻爾 2.在1911年前后,物理學家盧瑟福把一束高速運動的α粒子(質量數為4的帶2個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,過去一直認為原子是“實心球”,而由這種“實心球”緊密排列成的金箔,竟為大多數α粒子暢通無阻得通過,就像金箔不在那兒似的,但也有極少數的α粒子發(fā)生偏轉,或筆直的彈回。根據上述實驗現象能的出關于金箔中Au原子結構的一些結論,試寫出其中的三點: A __________________________________________; B___________________________________________; C___________________________________________。 3. 13C—NMR(核磁共振)、15N—NMR可用于測定蛋白質、核酸等生物大分子的空間結構,Kuit WU Thrich等人為此獲得xx年諾貝爾化學獎。下面有關13C、15N敘述正確的是( ) A. 13C與15N有相同的中子數 B. 13C與C60互為同素異形體 C. 15N與14N互為同位素 D. 15N的核外電子數與中子數相同 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?它們的近似相對分子質量有幾種? 5. 有關元素周期表的敘述正確的是( ) A.元素周期表是由蘇聯化學家門捷列夫初繪 B.門捷列夫是在夢中想到周期表 C.最初的元素周期表是按原子內質子數由少到多排的 D.初排元素周期表時共有元素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。以他做氣象觀測記錄為例,從21歲直到他臨終的前一天,他從未停過氣象紀錄。在他生命的最后一天,他仍頑強的記下了那天的氣壓和溫度數據,在“微雨”兩字的旁邊,是一大滴的墨跡,說明此時的他實際上已經很難控制自己的行動了。 2.門捷列夫1834年生于俄國的西伯利亞西部的一個小城鎮(zhèn)——托波爾斯克。父親是個懂得教育規(guī)律的中學校長,母親是個剛強能干的婦女,有一個良好的家庭環(huán)境,從小對事物有廣泛的興趣和驚人的探索精神。 當他十三歲的時候,父親病故了,母親擔負起繁重的撫養(yǎng)十七個孩子的任務。1849年中學畢業(yè)后,母親千里迢迢送他去莫斯科上大學,但未能如愿,費盡周折,1850年才考取了彼得堡師范學院的物理系。1855年門捷列夫以優(yōu)異的成績完成了學業(yè),次年獲得“物理和化學碩士”學位。1859年到德國海得爾堡深造,受到德國的化學家羅的特、本生和物理學家基爾霍夫的教導,學到大量化學和物理學知識。1865年獲得博士學位,1867年懷著報效祖國的意愿回到了彼得堡大學,成為彼得堡大學最年輕的教授。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辭了。 [課外閱讀]- 配套講稿:
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