1.3 物质结构研究的意义 【学习目标】 1.认识物质结构研究对各种性能的新物质发现、设计与合成的重要意义。 2.感受物质结构的研究对推动人类文明做出的巨大贡献。 3.建立“物质结构的探索无止境”的观念,形成探索未知、崇尚真理的意识。 【合作探究】 【学习情境】 研究物质结构,揭示物质结构与性质的关系,可以帮助我们预测物质的性质,在化学合成技术(如新型信息材料、低毒副作用的药物、高效催化剂等的合成)、材料科学(信息材料、纳米材料、超导材料等)、生命科学(如抗癌药物的设计和筛选)、社会的可持续发展等方面有着积极的意义。中国科学技术大学钱逸泰教授带领的团队以CCl4和金属钠为原料,在700 ℃时制造出了纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威杂志《科学》上,立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。社会发展需要深入研究物质结构的奥秘,以便合成或发现为人类文明起推动作用的新物质。 任务1 物质结构研究促进了化学科学的发展 【新知生成】 1.1860年,国际化学界接受了阿伏加德罗提出的 假说,确立了“原子—分子论”,即不同元素代表不同原子,原子按一定方式结合成 , 组成物质,分子的结构直接决定分子的 。 2.19世纪中叶,对有机化合物的认识也取得了重大进展。碳原子的 、有机物中碳原子成键的 、有机化合物分子中价键的 性等相继被发现,这些进展为有机立体化学的发展奠定了基础。 3.从1900年至今,通过化学 和 手段得到的新物质的数量急剧增加,到2018年高达1.4亿种。这一事实充分说明化学合成技术的巨大成就。 4.研究 ,既能够为设计与合成新物质提供理论基础,也可以帮助我们预测物质的性能。物质 和 是研究材料结构与性能关系的重要工具,有助于信息材料、纳米材料、新型合金、超导材料等诸多新型材料的开发、研制和应用。 【答案】1.分子 分子 分子 性质 2.四价 立体结构 饱和 3.合成 分离 4.物质结构 结构理论 方法 【核心突破】 典例1 据报道我国是世界上首个成功合成五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(白色固体)的国家,这是全氮含能材料中里程碑式的突破。该盐可简略表示如下,下列分析不合理的是 ( ) A.五氮阴离子的化学式为 B.该盐中氮元素的化合价均为-3价 C.该盐遇强碱能释放出NH3 D.该盐中五氮阴离子具有还原性 【答案】B 【解析】根据物质的电中性原则,可知(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中的五氮阴离子的化学式为,A项正确;该盐的N中氮元素的化合价为-3价,中氮元素的化合价为-价,B项错误;该盐中含有N,遇强碱能释放出NH3,C项正确;中氮元素呈-价,具有还原性,D项正确。 典例2 道尔顿的原子学说曾经对化学科学的发展起了很大的作用,他的学说包含下述三个论点:①原子是不能再分的粒子;②同种元素原子的各种性质和质量都相同;③原子是 微小的实心球体。从现在的观点看,你认为这三个论点中,哪些不确切 【答案】①②③均不确切。 【解析】从现在的观点看:原子是由原子核和核外电子构成的;大多数元素存在同位素,不同同位素的质量不同;原子核体积只占原子极小一部分,而核外电子的运动区域非常“空旷”。 归纳总结 人类探索物质结构的历史 人类对原子结构的认识是逐渐发展的,后人都是在前人的基础上逐步完善。 (1)由于道尔顿最早提出了原子学说,合理地解释了当时的一些化学现象和规律,给化学奠定了唯物主义理论基石,所以道尔顿被誉为近代化学之父。 (2)从原子结构模型的演变过程可以看出,人类对原子结构的认识过程是逐步深入的。虽然很多科学家得到了一些错误的结论,但对当时发现真相做出了一定的贡献。 (3)随着现代科学技术的发展,科学家已能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜来拍摄表示原子图像的照 ... ...
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