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(共21张PPT)
第二单元　物质结构研究的范式与方法
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.能知道物质是由微粒构成的,能清楚物质结构研究的范式和方法。
2.通过查阅20世纪化学发展过程中的重大事件资料,知道化学科学发展的基本特征和21世纪化学科学发展的趋势,感受科学家探索物质结构的奥秘的过程和方法,培养学习化学的兴趣,养成乐于探究的精神,体验科学探究的艰辛与喜悦,领略化学物质结构世界的奇妙与和谐之美。
自主预习 新知导学
一、物质结构研究的范式
两种 范式 定义 实例
归纳 范式 过程为“由 个别 到 一般 ”。具体而言,根据事实进行概括归纳,抽象出共同点,上升为本质规律 ①利用归纳的方法总结出饱和烷烃的碳链结构,写出其通式为 CnH2n+2
②通过比较1~20号元素的原子核外电子排布,归纳出元素核外电子排布的规律,并从结构上解释了同族元素性质相似的原因
③含有双键和三键的不饱和烃容易发生 加成 反应和 氧化 反应,不饱和键具有不稳定的性质
两种 范式 定义 实例
演绎 范式 其过程通常为“从 一般 到 个别 ”。具体而言,它是从某个一般结论出发,向从属于这一结论的多个要素进行推理的过程 ①“类铝”(镓)、“类硼”(铊)、“类硅”(锗)等元素的发现
②根据钠原子最外电子层上1个电子极易失去,推出钾、铷、铯元素具有更强的 还原 性
③“相似相溶规则”
归纳范式和演绎范式作为一对普遍适用的逻辑方法,在化学研究中得到了广泛应用。两者不是孤立使用的,在实际研究中常常融合在一起。
二、物质结构研究的方法
1.常用方法。
2.科学假设和论证流程。
3.常见的原子结构模型与演变。
(1)宏观模型和微观结构模型。
①宏观模型:可观察到的物体的宏观模型,如汽车模型、飞机模型和建筑模型等。
②微观结构模型:通过思维加工使抽象的微观世界以可视化的形式展示出来。
(2)常见的物质结构模型。
原子结构模型、离子键模型、 共价键 模型和 氢键 模型、不同有机化合物的空间构型等。
【自主思考】 道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用,他的学说包含下述三个论点:①原子是不能再分的微粒;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
提示：①②③均不确切。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的一部分,而核外电子的运动区域非常“空旷”。
【效果自测】
1.首次成功解释了氢原子光谱的科学家是(　　)。
A.道尔顿 B.卢瑟福
C.玻尔 D.爱因斯坦
答案：C
解析：玻尔提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型,指出电子在原子核外空间内一定的轨道上绕核做高速运动,这些轨道的能量是不连续的,玻尔理论能很好地解释氢原子光谱。
2.根据卢瑟福的α粒子散射实验现象可推测出金箔中金原子结构的一些结论,据此请回答下列问题。
(1)原子中存在　　　　,且只占原子体积的很小一部分。
(2)金原子核带　　　　电荷,且电荷数远大于α粒子的电荷数,两者产生静电　　　　作用。
(3)金原子的质量远　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的质量。
答案：(1)原子核
(2)正　排斥
(3)大于
解析：极薄的金箔,竟让大多数α粒子畅通无阻地通过,证明原子不是实心的球体,内部有“广阔”的空间。有极少数α粒子被笔直地弹回,证明了原子核的存在,但占原子极小的体积,否则大部分α粒子不能畅通无阻地通过;同时证明金原子核的质量远大于α粒子的质量,否则金原子核将有被α粒子弹出的可能;还能证明金原子核所带电荷种类与α粒子相同,否则两者就会相互吸引;又能证明金原子核所带电荷数远大于α粒子,否则偏转的就不会是α粒子,而是金原子核。
合作探究 释疑解惑
探究任务
归纳范式与演绎范式的关系
【问题引领】
1.为什么ROH、RCOOH在水中的溶解度较大,而碳氢化合物在水中的溶解度较小
提示：ROH、RCOOH等可通过氢键与水结合,在水中的溶解度较大;碳氢化合物极性较小,也难以与水形成氢键,在水中的溶解度很小。
2.你能根据钠、钾单质及其化合物的性质推测出氯化铯和碳酸铯的溶解性吗
提示：能。碱金属单质及其化合物的性质具有相似性,依据NaCl(KCl)、Na2CO3(K2CO3)易溶于水推测CsCl、Cs2CO3也是易溶于水的。
【归纳提升】
归纳范式和演绎范式的应用辨析
1.归纳范式和演绎范式的再认识。
(1)归纳范式:指的是从许多个别事例中获得一个较具概括性的规则。这种方法主要是对收集到的既有资料,加以抽丝剥茧地分析,最后做出一个概括性的结论。
(2)演绎范式,与归纳范式相反,是从既有的普遍性结论或一般性事理出发,推导出个别性结论的一种方法。由较大范围,逐步缩小到所需的特定范围。
2.归纳范式和演绎范式的辩证关系。
(1)演绎推理如果要以一般性知识为前提,(演绎推理未必都要以一般性知识为前提)则通常要依赖归纳推理来提供一般性知识。
(2)归纳推理离不开演绎推理。
①为了提高归纳推理的可靠程度,需要运用已有的理论知识,对归纳推理的个别性前提进行分析,把握其中的因果性、必然性,这就要用到演绎推理。
②归纳推理依靠演绎推理来验证自己的结论。
3.演绎范式的基本形式是三段论式,它包括:(1)大前提,即已知的一般原理或一般性假设;(2)小前提,即关于所研究的特殊场合或个别事实的判断,小前提应与大前提有关;(3)结论,即从一般已知的原理(或假设)推出的,对于特殊场合或个别事实作出的新判断。
【典型例题】
【例题】科学家预测原子序数为114的元素具有相当稳定的同位素,它的位置在第7周期ⅣA族,称为类铅。关于它的性质,预测错误的是(　　)。
A.它的最外层电子数为4
B.它的最高价氧化物的水化物是强酸
C.它具有+2、+4价
D.它的金属性比铅的强
答案：B
解析：由题意知,该元素位于ⅣA族铅元素下面,金属性比铅的强,B项不正确,D项正确;因处于ⅣA族,其原子最外层有4个电子,A项正确;由ⅣA族元素常见化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知C项正确。
【变式训练】 已知钡的活动性介于钠和钾之间,下列叙述正确的是
(　　)。
A.钡与水反应不如钠与水反应剧烈
B.钡可以从KCl溶液中置换出钾
C.氧化性:K+>Ba2+>Na+
D.碱性:KOH>Ba(OH)2>NaOH
答案：D
解析：由于钡的活动性比钠的强,所以钡与水反应比钠与水反应更剧烈,A项错误;钡的活动性不如钾且先与水发生反应,不能从KCl溶液中置换出钾,B项错误;由于金属性:K>Ba>Na,故氧化性:Na+>Ba2+>K+,C项错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故KOH>Ba(OH)2>NaOH,D项正确。
课堂小结

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