选择性必修2第一单元 物质结构研究的内容课前预习ppt课件

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1.能认识原子结构,能从化学键的角度认识化学反应的本质。2.能结合已有知识描述常见物质的微观结构,分析物质结构与其性质之间的关系。
一、认识物质的特征结构1.认识物质的特征结构,必须深入研究原子的结构,特别是 最外电子层 上发生的变化,以此判断元素的性质。利用原子结构的知识解释氯化钠的形成过程: 氯化钠晶体结构模型
2.研究物质之间的化学反应,其本质就是研究从一种结构(反应物)如何转变为另一种新的结构(生成物),这就需要考查反应物的化学键如何断裂,新化学键如何形成。上述反应发生在乙醇分子的 羟基 官能团上,即 —OH 失去1个H,与—OH相连的C上也失去1个H,形成新的 C O双键,乙醇转化成乙醛分子(乙醛中含有 醛基 官能团),这个过程也被称为氧化(去氢)反应。
3.研究物质的特征结构,可以帮助我们获得很多有用的信息,设计反应的条件,解释反应生成的产物等。如氮分子含有氮氮三键,在通常条件下很稳定,在固氮研究中,采用的条件是 升温 、加压 、使用催化剂 等。4.研究物质的特征结构,必须思考相关的一系列问题:同一元素或不同种元素的原子之间为什么能彼此结合?为什么物质中直接相邻原子之间的化学键类型不同?为什么原子、分子或离子可以构成不同的晶体?晶体中的微粒间是通过怎样的相互作用结合的?为什么分子具有一定的空间构型?为什么有机化合物有同分异构体现象?为什么有些元素能形成几种同素异形体?等等。
二、揭示物质结构与性质的关系1.物质的结构在很大程度上决定了该物质的某些性质。如:白磷晶体是由白磷分子(P4)组成的 分子 晶体,分子呈 正四面体 结构,分子中P—P键键长是221 pm,键角∠PPP是 60°。因其中的P—P键弯曲而具有较大的张力,其键能较 小 ,易断裂,所以白磷在常温、常压下就有很高的反应活性。而红磷的链状结构比较稳定,室温下不与氧气反应。2.为揭示物质结构与物质性质之间的关系,必须研究有关的问题。例如,在晶体中,微粒和微粒间作用力的类型是怎样影响它们性质的?为什么金属晶体表现出导电性、延展性?科学家从结构入手预测物质可能的性质,再通过反复实验,以阐明物质结构与性质的关系。
3.不同碳单质的结构与用途。
【自主思考】 为什么分子组成都是C2H6O的乙醇和二甲醚在性质上差异很大?例如,乙醇能与金属钠反应放出氢气而二甲醚却不能,乙醇易溶于水而二甲醚却不溶于水。提示：乙醇与二甲醚的分子式均为C2H6O,乙醇的结构简式为CH3CH2OH,二甲醚的结构简式为CH3OCH3,两者结构不同,所以在某些性质上差异很大。
【效果自测】 1.历史事实表明,没有新材料的出现,就没有科技与生产发展的突破。信息高速公路的建立在于寻找新的信息材料。下列材料可作为信息材料的是(　　)。A.铜线B.化纤C.橡胶D.光导纤维解析：光导纤维的主要成分是SiO2。2.金刚石、石墨、C60、碳纳米管均由同一种元素组成,属于　　　　　,其性质差别很大,原因是　　　　　　　　　,说明　　　　　　　　　 。答案：同素异形体　它们的结构不同　结构决定性质解析：由同种元素组成的不同单质互称为同素异形体;同素异形体的组成元素相同,但结构不同,因此造成性质不同的原因是其结构上的差异。
许多磷的化合物的结构与P4的正四面体有关,如白磷在空气中燃烧,生成的产物之一是P4O10。试从结构上对该反应进行解释。提示：白磷分子的结构为空心正四面体,与氧气反应生成P4O10时,每个磷原子与一个氧原子以双键结合,其余的氧原子插入P—P键之间。
1.元素原子的结构决定元素的性质,同一周期中,随着原子序数的递增,原子核所带电荷数逐渐增多,原子核对外层电子的引力逐渐增强,原子半径逐渐减小,元素的非金属性逐渐增强,得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱。元素的最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱。如Na、Mg、Al三种元素,原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,还原性逐渐减弱。2.物质中微粒间作用力的类型与物质性质有着密切关系。例如,干冰中二氧化碳分子间作用力弱,吸热即升华为二氧化碳气体,二氧化碳分子中碳原子和氧原子之间以共价键结合,作用力强,所以二氧化碳分子在加热条件下不易发生分解。又如,在氯化钠晶体中,Na+与Cl-以离子键结合,作用力强,在高温熔融状态下才能形成自由移动的离子,具有导电性。
3.分子式相同的物质性质可能不同。如C2H6O有两种不同的结构——乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3—O—CH3),前者与水互溶而后者不能。前者可与Na、乙酸反应,后者很难发生类似的反应。乙醇与二甲醚互为同分异构体。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。结构决定性质,性质反过来体现结构。
【例题】 科学研究发现,世界上没有两片形状完全相同的雪花,这是由于(　　)。A.不同雪花中含有的H2O分子数不同B.不同雪花中含有相同数目的水分子C.不同雪花的化学性质不同D.不同雪花中水分子的空间排列方式不同答案：D解析：雪花均由水分子构成,其化学性质相同;由于水分子空间排列方式不同造成了雪花的形状不同,世界上没有两片形状完全相同的雪花,说明不同雪花中水分子的空间排列有差异。
【变式训练】 下列说法正确的是(　　)。A.H2O的沸点较高是因为水分子间存在较强的化学键B.HCl气体溶于水后,共价键被破坏,形成了H+和Cl-C.H2S分子中所有原子最外电子层都具有8电子的稳定结构D.NaOH和MgCl2所含化学键类型完全相同答案：B解析：水的沸点较高是因为水分子间存在氢键,氢键属于分子间作用力,不属于化学键,A项错误。氯化氢气体溶于水时,H—Cl键断裂,形成H+和Cl-, B项正确。H2S分子中H原子最外电子层上有2个电子,不具有8电子稳定结构,C项错误。NaOH含有离子键和共价键,MgCl2只含离子键,两者化学键类型不完全相同,D项错误。