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第一单元　物质结构研究的内容
专题1　揭示物质结构的奥秘
[学习目标]
1.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。
2.能从物质的微观结构出发解释或预测物质的宏观性质(重、难点)。
3.认识物质结构研究对化学科学发展的重要意义。
新课导入
我们生活的世界中，物质资源丰富多样，这些物质都是大自然赐予的吗？
一、认识物质的特征结构
1. 从原子结构认识化学反应
{C4B1156A-380E-4F78-BDF5-A606A8083BF9}1
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(1)元素性质周期性变化的主要原因
元素原子最外层电子排布的周期性
元素的原子结构是如何决定元素性质的呢？
一、认识物质的特征结构
1. 从原子结构认识化学反应
(2)人们通过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。
思考：钠原子和氯原子是如何形成NaCl晶体的？
+11
+17
+17
+11
Na+ Cl-
Na
Cl
Cl-
Na+
钠原子很容易失去一个电子，形成Na+，钠元素表现出强金属性。
氯原子很容易得到一个电子，形成Cl- ，氯元素表现出强非金属性。
钠离子和氯离子，再通过静电作用力生成氯化钠。
一、认识物质的特征结构
1. 从原子结构认识化学反应
所以研究化学反应就要研究化学键的断裂与形成
一、认识物质的特征结构
2.从化学键认识化学反应
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）
思考：观察乙醇转化为乙醛的过程，讨论转化过程中化学键的变化
断裂
生成
乙醇分子中—OH失去1个H，与—OH相连的C上也失去一个H，形成C=O，乙醇转化为乙醛，这个过程称为氧化（去氢）反应。
一、认识物质的特征结构
2.从化学键认识化学反应
(1)乙醇氧化为乙醛——氧化反应
一、认识物质的特征结构
2.从化学键认识化学反应
(2)固氮研究中反应条件的选择
N2
氮分子含有氮氮三键，在通常条件下很稳定，难以参加化学反应。
需要改变反应条件
N2+3H2 2NH3
合成氨反应
一、认识物质的特征结构
思考交流
1.为什么O2比N2活泼？
氧气比氮气活泼可从原子结构和分子结构两方面找原因，以分子结构因素为主。N2分子以共价三键结合，比O2分子的键能大得多。N2分子化学键不易断裂，性质稳定，O2分子化学键较易断裂，一旦断裂，O原子又比N原子易得电子，所以氧气比氮气活泼。
2.过氧化氢的电子式：___________，结构式： ，分子中存在
键和 键，分子中氧元素的化合价为 价，具有较强 性，原因是 。
H—O—O—H
H—O
O—O
-1
氧化
容易得1个电子形成稳定的-2价氧元素
一、认识物质的特征结构
3.正误判断
(1)物质的结构仅包括构成物质的微粒间的相互作用和分子的结构
(2)物质随着人们的认识或研究的发展，经常发生一些小的变化
(3)物质有宏观和微观两个方面的认识，从宏观上说物质是由元素组成的，从微观上说物质是由分子构成的
(4)原子失去电子数越多，其元素金属性越强，得电子数越多，其元素非金属性越强
×
√
×
×
思考交流
二、揭示物质结构与性质的关系
思考讨论：白磷在潮湿空气中发生缓慢的氧化反应，在40 ℃左右即可发生自燃；而红磷在300 ℃左右与氧气反应。两者组成的元素相同，为什么表现出的性质有如此明显的差异？
物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。
二、揭示物质结构与性质的关系
1.同素异形体
(1)概念：由同一种元素形成的不同单质。
(2)性质：同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。同素异形体性质不同的原因是组成它们的结构的微粒排列方式不同。
二、揭示物质结构与性质的关系
2.磷的常见同素异形体
正四面体
60°
因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
呈链状结构，比较稳定，室温下不与氧气反应
二、揭示物质结构与性质的关系
3.碳元素的同素异形体
思考讨论：为什么金刚石、石墨、富勒烯(C60)和碳纳米管，组成元素均为碳元素，它们的性质差异很大，结合它们的结构，分析其结构特点与性质的关系。
二、揭示物质结构与性质的关系
碳原子间结合牢固。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，可用于切割金属、玻璃。
金刚石
石墨
同一层上的碳原子之间形成六边形网状结构并层层重叠，层与层之间引力微弱，可以滑动，常用作润滑剂。
二、揭示物质结构与性质的关系
石墨烯
碳原子结合形状呈中空足球状，其中空部分可以填入其他原子或分子。
碳纳米管
中空管状的富勒烯又称碳纳米管，它强度高、弹性佳，应用前景广泛
碳原子不规则结合，又称无定型碳。
木碳
思考交流
二、揭示物质结构与性质的关系
1.乙醇的结构式为______________，二甲醚的结构式为_______________，由于组成乙醇、二甲醚的微粒的排列方式不同，造成它们的性质差异很大；在乙醇中含有 ，所以能和Na反应放出H2，—OH能和H2O之间形成 ，所以乙醇易溶于水。
—OH
氢键
思考交流
二、揭示物质结构与性质的关系
2.氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。
(1)已知：P(s，白磷)===P(s，黑磷)　ΔH=-39.3 kJ·mol-1；
P(s，白磷)===P(s，红磷)　ΔH=-17.6 kJ·mol-1。
由此推知，其中最稳定的磷单质是　　　。?
黑磷
(2)氮和磷的氢化物的性质比较。
①热稳定性：NH3　　(填“>”或“<”，下同)PH3。?
②沸点：N2H4　　P2H4，判断依据是　　　　　　 　　　。?
>
>
N2H4分子间存在氢键
思考交流
二、揭示物质结构与性质的关系
2.氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。
(3)PH3和NH3与HI的反应相似，产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是　　 (填字母)。?
a.能与NaOH反应 b.不存在离子
a
自我测试
1.如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述不正确的是
A.钠原子易失去一个电子，
氯原子易得到一个电子
B.钠离子与钠原子有相似
的化学性质
C.钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其稳定性增强
D.氯化钠是离子化合物
√
自我测试
2.从化学键的角度看化学变化的实质是“旧化学键的断裂，新化学键的形成”。下列变化中既有旧化学键断裂，又有新化学键形成的是
A.碘升华 B.酒精溶于水
C.氢氧化钠晶体受热熔化 D.一定条件下O3转化为O2
√
自我测试
3.下列说法正确的是
A.红磷转化为白磷，属于物理变化
B.石墨能导电，金刚石不能导电，故二者不是同素异形体
C.氧气和臭氧的分子式不同，性质相同
D.硫有S2、S4、S6等单质，它们都是硫元素的同素异形体
√
自我测试
4.下列说法正确的是
A.通常情况下，氮气的性质不活泼是因为氮元素的非金属性很弱
B.1H216O和2H218O表示不同的水分子
C.红磷因P—P键弯曲具有较大的张力，所以有很高的反应活性
D.水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水分子间存在大量的氢键
?
√
本课结束

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