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(共20张PPT)
第一单元　物质结构研究的内容
专题1
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位、素养阐释
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。
自主预习 新知导学
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。
D
合作探究 释疑解惑
探究任务
研究物质的结构与性质的关系
【问题引领】
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。
【归纳提升】
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。
【典型例题】
【例题】 下列关于物质结构的说法正确的是(　　)。
A.氯化钠晶体是由钠离子和氯离子构成的,常温下能够导电
B.白磷分子为正四面体结构,分子相当稳定,不容易发生反应
C.金刚石与石墨的结构、性质不同,互为同素异形体
D.14C与14N互为同位素
答案：C
解析：氯化钠晶体中的钠离子和氯离子在常温下是不能自由移动的,不能导电,A项错误;白磷的化学性质不稳定,在空气中易自燃,B项错误;金刚石与石墨是由碳元素组成的两种单质,结构、性质不同,二者互为同素异形体,C项正确;14C与14N是不同种元素的原子,二者不互为同位素,D项错误。
【变式训练】 人类发现碳纳米管以来,在世界范围内掀起了一股碳纳米管热。碳纳米管的结构如图:
“石墨的片层就像做蛋卷一样卷成了碳纳米管。”请推断下列说法不正确的是(　　)。
A.碳纳米管具有较强的吸附能力
B.碳纳米管与金刚石互为同素异形体
C.碳纳米管不能导电
D.碳纳米管在受热条件下能与浓硝酸反应
答案：C
解析：比表面积越大,吸附能力越强,碳纳米管呈空心管状,表面原子占比例特别大,故吸附能力较强,A项正确;碳纳米管与金刚石均为碳元素形成的单质,二者互为同素异形体,B项正确;碳纳米管的结构与石墨的片层结构相似,所以具有较好的电学性能,C项错误;碳的各种同素异形体有相似的化学性质,在受热条件下能被浓硝酸氧化成CO2,D项正确。
课堂小结

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