1、2018/9/13,人类探索物质结构的历史,专题一 揭示物质结构的奥秘,【问题探究1】 有机物种类繁多的原因是什么？碳原子有四个价电子，既可以和其他原子(如氢原子、氯原子、氧原子等)结合形成结构不同的新物质，也可以和另外的碳原子相结合形成以碳链为骨架的大量的有机化合物。即使含有相同数目的碳原子的有机分子，也会因为碳原子的排列方式不同而形成结构不同的多种性质不同的化合物。,【问题探究2】 金刚石、石墨、C60是同素异形体，H2、D2和T2为什么不是同素异形体呢？金刚石、石墨、C60都是碳元素构成的结构不同的三种单质，而H2、D2、T2的线型结构完全相同，故不将它们看成同一元素的不同单质。,一、探
2、索物质的微观结构 1物质的_、 _决定物质的性质与变化。 2金刚石、石墨、C60、碳纳米管互称_。它们的物理性质_，化学性质_。,组成,结构,同素异形体,不同,相似,3元素_的周期性变化是元素性质周期性变化产生的原因。 4研究物质结构常用_、 _、科学假设和论证方法， _和_方法早已应用于研究原子、分子和晶体结构。,原子结构,实验方法,模型化方法,光谱,衍射实验,红外光谱仪,电子显微镜,原子吸收光谱仪,X射线衍射仪,思考感悟 你能说出原子模型的演变过程吗？ 【提示】 原子结构模型大致经历了五个发展阶段的变化。道尔顿原子模型汤姆生原子模型卢瑟福原子模型玻尔原子模型量子力学原子模型。,公元前5世纪
3、，古希腊哲学家德谟克利特等人认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。,19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为：物质由原子组成，原子不能被创造也不能被毁灭，在化学变化中原子不可再分割，它们的化学性质在化学反应中保持不变。,1811年,阿伏加德罗提出了分子的概念,他认为气体分子是由几个原子构成的。1860年，国际化学界确立了原子分子论。,1869年，已有63种元素为科学家所认识，门捷列夫将各元素按原子量的变化联系起来，揭示了自然界的一条基本规律-元素周期律。,19世纪中叶以后，近现代对物质结构的认识有了飞速发展。 （碳原子的四价，有机物碳原子成键的立体结构，有机物分子中键
4、的饱和性等相继被发现）,19世纪末20世纪初，量子力学（微观粒子具有波粒二象性）确立。量子力学是研究原子和分子结构的理论基础。,原子结构模型的演变,19世纪初，英国科学家道尔顿提出 近代原子学说，他认为原子是微小 的不可分割的实心球体。,实心圆球体,1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。 1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。,电子在球体运动,1911年英国物理学家卢瑟福（汤姆生的学生）提出了带核的原子结构模型。,粒子散射实验,1913年丹麦物理学家波尔（卢瑟福的学生）引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型。,电子云模型 （几率说）,启示：,人类对原子结构认识的逐渐深
5、入，都是建立在实验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重要手段。 汤姆生、卢瑟福、玻尔等几代师生都是诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定论”，不迷信权威，为科学的发展作出了重要贡献。自然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。,2根据结构预测物质性质。 3合成或分离预期性质的新材料。 4从分子水平探索生命现象。 5研究结构实现绿色合成，促进社会可持续发展。,二、研究物质结构的意义 1道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔等人提出的_模型对人类探索物质结构作出了巨大贡献。1811年，阿伏加德罗提出了_概念，成为“原子分子论”基础。1869年，俄国化学家_提出元素周期律，从理论上指导化学元素的发现和应用。 2揭示物质的结构与性能的关系，可帮助我们预测物质的性能。,原子结构,分子,门捷列夫,3研究物质结构，能帮助我们了解材料的结构与性能之间的关系。_、纳米材料、超导材料、_高分子材料等新型材料的开发、研制和应用，都依赖于物质结构的研究。 4物质结构的研究，使生命科学在_水平上探索生命现象的本质。 5物质结构研究对于保护_、实现社会的可持续发展具有重大意义。,信息材料,可降解,分子,生态环境,
