《水和冰的结构》课件

水和冰的结构水和冰是自然界中最常见的两种物质它们的分子结构是什么样的了,解它们的内部构造有助于我们更好地认识这些日常生活中无处不在的物质RY课程大纲总体概览主要内容教学目标课程形式本课程将深入探讨水和冰•水分子的化学结构通过本课程的学习,学生能课程采用讲授、展示和互的内部结构、物理特性以够全面了解水和冰的内部动相结合的形式辅以视频、,•水的物理和化学特性及在自然界中的重要作用结构深入认知其独特的性动画等多媒体教学手段激,,•水在自然界中的存在形从水分子的组成到冰晶体质和在自然界中的作用并发学生的学习兴趣,式的形态全面阐述这两种物培养保护水资源的意识,•冰的结构和物理性质质的独特性质•水和冰对生命的重要性•水资源的保护和可持续利用什么是水分子水分子的组成水分子的形状水分子的极性水分子由两个氢原子和一个氧原子组水分子呈现型结构两个氢原子与一由于氧原子比氢原子更吸引电子使得V,,成氢和氧原子之间通过共价键结合个氧原子形成大约度的夹角这水分子呈现正负电荷不均衡的极性结

104.5而形成种特殊的几何构型赋予水独特的物理构这是水的许多独特性质的根源,化学性质水分子的化学结构水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的极性分子氧原子位于中心位置，两个氢原子以

109.5°的角度与其相连这种分子结构赋予了水独特的物理和化学特性2氢原子1氧原子°

109.5分子间角度水分子如何形成水的组成1水分子由两个氢原子和一个氧原子组成形成共价键而,结合在一起极性分子2水分子是一种极性分子氢原子带有正电荷而氧原子带,,有负电荷氢键形成3水分子之间通过氢键结合形成稳定的分子结构这是水,,独特性质的基础水的物理属性高热容量高导热性水具有很高的热容量这使它水分子之间的氢键使其具有,能够吸收和储存大量热量并优异的热传导能力在温度调,,缓慢地释放热量在调节地球节中发挥关键作用,温度方面发挥重要作用高表面张力密度反常变化水分子之间的强烈吸引力造水在摄氏度时达到最大密度4,就了其高表面张力这使水能这一性质在维持水生态系统,够在植物中上升并在昆虫身中的温度平衡中起到关键作上形成水珠用水的独特性质密度反常变化强大的溶解能力12水的密度在时达到最水能溶解各种物质是生命4°C,大值这是水独有的性质活动中必不可少的溶剂,热容量大表面张力强34水的热容量很大可以储存水分子间的氢键使其表面,和释放大量热量调节气候张力强在生物体内发挥重,,要作用水在自然界的存在形式水在自然界中以各种形式广泛存在包括液态水、固态水冰和气态水,水蒸气液态水为最常见形式广泛分布于地表、地下和大气中,固态水主要以冰川、冰山、湖泊冰和积雪等形式存在于极地和高山地区气态水以水蒸气的形式存在于大气中并参与水循环过程,冰的结构冰是水的固体相它呈六角晶体结构具有独特的分子排列,水分子通过氢键连接形成规则的晶格结构这就是冰晶体的,基本构造冰晶体中每个水分子与四个相邻水分子通过氢键相连这,种连接方式使得冰拥有出色的机械强度和稳定性冰的晶体结构冰的物理性质温度变化冰的熔点和沸点均明显低于水,在温度变化下会出现融化或凝固的相变现象密度变化冰的密度小于液态水,因此冰会浮在水面上在温度变化下,冰的密度也会发生改变结晶结构冰呈现六边形的晶体结构,这种特殊的分子排列形式赋予了冰独特的物理性质冰的相变过程冰点融化1当温度达到0°C时，冰会开始融化为水水分子溶解2冰中的水分子从晶格中脱离溶解在水中,体积增大3由于水分子的运动体积会比冰大约增加,9%密度减小4当冰融化为水后密度从降至,

0.92g/cm³1g/cm³冰遇热后会经历从固态到液态的相变过程在0°C时,固态的冰分子开始从晶格中解离,逐步溶解于水中这个过程使冰的体积增大,密度相应降低这种独特的性质使冰能够在水面上漂浮冰的密度变化水的状态密度g/cm³液态水

0.9998冰

0.9167冰的密度小于液态水这是因为冰分子之间存在空隙而水分子能更紧密地排列冰的密度随温度的下降而增加直到达到最大密度,,,在℃时随后密度开始下降直到℃时达到最小值

0.9170g/cm³0,-

3.

980.9167g/cm³冰在自然界中的作用水资源储备气候调节冰川是淡水的主要天然储备对维冰川反射阳光调节地球气温对维,,,持全球水循环和生态系统至关重持全球气候稳定发挥关键作用要生态平衡地质演化冰川融化为河流湖泊为众多生物冰川活动塑造了地貌并发挥着重,,提供赖以生存的淡水资源要的地质作用记录了地球历史变,迁水和冰对生命的重要性维持生命活动支撑生态链12水是维持人类和其他生命体正常生理功能的关键物质水循环是维系地球生态系统的基础冰川融水滋养大地孕,,缺水会严重危害健康育生命调节气候环境提供饮用和农业用水34水和冰通过巨大的比热容调节气候调节全球温度维持适水资源是人类赖以生存的基本资源也是农业生产的重要,,,宜生存的环境保障水循环过程蒸发太阳能的辐射使地表和水体表面的水分蒸发到大气中凝结水蒸气在上升和冷却的过程中凝结成水滴或冰晶，形成云层降水当云层中的水滴或冰晶太重时就会降落到地表或水体上汇流地表的降水汇集到河流、湖泊和地下水中,并最终流回海洋水的重要角色维持生命支撑生态系统促进经济发展提供生活保障水是生命赖以存续的基础水资源是维系地球生态系水是工业生产、农业灌溉、水资源满足人类基本饮用、,是构成人体的主要成分是统平衡的重要因素是动植能源供给等经济活动的基清洁等生活需求是维护人,,,维持人体各种生理功能正物赖以生存的必需品在维础是支撑国家经济发展的类健康和生活质量的关键,,常运转的关键物质持自然环境方面扮演着不重要资源要素可替代的角色水资源的保护生态保护治理水污染通过实施森林保护、湿地修加大对工业废水、农业面源复等措施来维护水源地的生污染的治理力度促进水质达,态平衡标节约用水政策法规提高公众的节水意识鼓励采健全水资源管理相关的法律,取节水技术和措施减少水资法规加强执法监督确保水资,,,源浪费源得到有效保护用水的节约意识关闭用水选用节水设备提高用水意识在使用水时保持关注关闭不需要的水选择节水型洗手设备和厨房用具提高宣传节水理念在家中和公共场所设置,,,龙头避免水资源的浪费用水效率减少不必要的用水醒目的节水提示标识养成良好的用水,,,习惯水资源可持续利用提高用水效率多渠道利用水资源12采用节水技术和设备减少利用雨水收集、海水淡化,水资源浪费等方式拓宽水源保护水源环境创新水资源管理34加强水环境治理维护良好推广综合性水资源管理模,的水循环式提高管理效率,冰河时期的气候变化气温下降1平均全球气温下降摄氏度4-8冰川扩张2大陆冰盖向低纬度地区推进海平面下降3大量水分被冰川固定海平面下降米,100生态环境改变4物种分布和生态系统发生显著变化冰河时期是地球历史上一个重要的气候变化时期由于地球轨道和自转轴的周期性变化导致了漫长的冰川扩张和退缩过程气温下降、冰川,,覆盖大幅增加、海平面大幅下降从而改变了整个地球的生态环境这一重大的气候变迁对人类文明的发展产生了深远的影响,极地冰川的消融气候变化导致全球平均气温上升造成极地冰川面积持续减少冰川融,化加快造成海平面上升给沿海地区居民带来威胁极地冰川的消融也,,将导致水资源短缺生态环境恶化给人类生存和发展带来挑战,,要保护极地冰川需要全世界共同采取行动减少温室气体排放实现可,,,持续发展并为遭受气候变化影响的地区提供支持,气候变化对水资源的影响极地冰川融化降水模式改变气候变暖导致极地冰川加速气候变化引起全球降水分布融化海平面上升给沿海地区和时间模式的不稳定导致干,,,的水资源供给带来威胁旱区域水资源匮乏而洪涝区,域水资源过剩水源污染加剧气温上升导致水体富营养化微生物繁殖加剧加上工农业用水污染,,,进一步恶化了水资源环境水资源的未来挑战人口增长气候变化水污染基础设施老化全球人口的持续增长将大幅气候变化导致降雨模式和水工业排放、农业化肥和生活水资源管理和配送系统的老增加对水资源的需求循环的不确定性加剧了水污水等导致水质恶化限制化导致大量用水损失需要,,,资源供给的挑战了水资源的可用性大规模投资升级预防水资源危机个人节水意识城市雨水收集农业节水技术工业循环用水养成关闭水龙头、节约用水建立完善的雨水收集系统采用滴灌、喷灌等高效节水发展工业中水回用、中水处,的生活习惯是预防水资源可以有效补充城市水资源灌溉技术可大幅降低农业理等技术可减少工业用水,,,,危机的基础减轻水资源压力用水量量促进水资源循环利用,个人日常节约用水的实践简单易行的日常措施智能水表的使用采用节水型设备雨水利用系统养成关紧水龙头的习惯、安装智能水表可以精准监选用低流量水龙头、节水建立雨水收集系统将雨水,浴时控制用水量、及时修测用水情况有助于及时发型马桶等节水设备可以显用于洗车、浇花等非饮用,,理漏水设备等，都是简单现异常用水并采取相应措著降低日常用水量用途可以大幅减少自来水,有效的节水方法施消耗水和冰的结构知识小结水分子的独特结构水的物理性质冰的晶体结构水循环的重要性水分子由一个氧原子和两水有许多特殊的物理性质冰的晶体结构是一种规则水在自然界中不断循环这,,个氢原子通过共价键所连如高比热容、高沸点、高的六角晶体结构这种结构种循环过程维持了地球上,接形成了特殊的型结表面张力等这些性质使水使冰具有相对较低的密度生命的存在了解水和冰,V,,构这种结构使水分子具在自然界中扮演着重要的可以浮在液态水上的结构有助于我们更好地有高度的极性是水的许多角色理解水在自然界中的重要,独特性质的基础作用今日课程回顾水分子结构冰的晶体结构水在自然界中的存在我们学习了水分子的化学结构了解了课程还介绍了冰的晶体结构水分子在我们了解到水在自然界中以液态、固,,水分子由两个氢原子和一个氧原子组低温下以规则的六角形结构结合而成态和气态形式广泛存在并参与复杂的,成形成弱的共价键水循环过程,今日课程反馈课程内容深入浅出实例应用生动有趣通过详细讲解水和冰的分子老师用生动有趣的实例帮,结构和物理性质让学生对助学生将课堂知识与现实生,这些基本概念有了更深入的活联系起来增强了学习兴,理解趣师生互动良好期待后续内容师生之间的良好互动让课学生期待在后续课程中能,,堂氛围更加活跃学生能够够进一步了解水和冰在自然,更好地参与到课堂学习中界中的作用以及人类的保护措施下一步学习计划持续学习进一步探究水和冰的结构知识深入了解其在气候变化和,水资源保护中的重要意义实践应用将所学知识应用于日常生活养成节约用水的良好习惯,,为保护水资源贡献自己的一份力量知识共享与他人分享水和冰的知识传播环保理念一起为构建可,,持续发展的社会贡献力量。