【化学课件】分子与原子结构（沪教版）课件

分子与原子结构欢迎来到九年级上册化学课程——分子与原子结构本课件基于沪教版教材编写，旨在带领同学们探索微观世界的奥秘我们将从宏观现象出发，深入理解物质的微观构成，掌握分子和原子的基本概念、性质和相互关系课件导入与学习意义为什么要学习微观结构微观世界的奥秘理解物质的本质构成，掌握化探索肉眼看不见的粒子世界，学变化的根本原理，培养科学发现隐藏在日常现象背后的科思维和探究能力学规律实际应用价值为理解化学反应、物质性质、材料科学等后续学习内容提供理论基础物质的微观世界物质构成的基本观点微粒的三大类型所有物质都是由极其微小的粒子构成的这些微粒虽然肉眼看不•分子保持物质化学性质的最小粒子见，但它们是真实存在的，并且决定了物质的各种性质•原子化学变化中的最小粒子无论是固体、液体还是气体，都是由这些微小粒子按照一定的方•离子带电荷的原子或原子团式排列组合而成的这三种微粒各有特点，共同构成了丰富多彩的物质世界微观粒子简介分子原子离子如水分子H₂O，由两个如铁原子Fe，是构成铁如钠离子Na⁺，是失去氢原子和一个氧原子结这种元素的基本单位，电子后带正电荷的钠原合而成，保持着水的化在化学反应中不可再分子，具有特殊的化学活学性质性这三种微粒在不同的物质中扮演着不同的角色水分子构成了我们日常接触的水，铁原子构成了金属铁，而离子则常常出现在盐类等化合物中理解它们的特点是学好化学的关键生活中的微观现象气味扩散香水分子不断运动，从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，让我们能闻到香味糖的溶解糖分子在水分子的作用下分散开来，均匀分布在水中形成糖水水的蒸发水分子获得足够能量后脱离液体表面，进入空气中变成水蒸气水的结冰温度降低时水分子运动减慢，排列更加规整，形成冰的晶体结构分子的概念分子的定义水分子实例分子是保持物质化学性质的最小一个水分子由2个氢原子和1个氧粒子这意味着如果继续分解分原子构成，化学式为H₂O无论子，物质的化学性质就会发生改是一滴水还是一片海洋，都是由变无数个相同的水分子组成的例如，水分子一旦分解成氢原子和氧原子，就不再具有水的性质了酒精分子实例酒精分子由2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子构成，化学式为C₂H₅OH酒精的所有特性都源于这种分子结构原子的概念原子的本质1化学变化中的最小粒子构成关系2原子构成分子基本特征3在化学反应中不可再分原子是化学变化中的最小粒子，这意味着在所有的化学反应过程中，原子本身不会被分解或创造，只是重新组合原子可以单独存在，也可以与其他原子结合形成分子与分子不同的是，原子是构成物质的更基本的单位分子与原子的区别比较方面分子原子定义保持物质化学性质的化学变化中的最小粒最小粒子子构成由原子构成由电子、质子、中子构成化学反应中可以分解不能分解实例H₂O、O₂、CO₂H、O、C、Fe独立存在可以独立存在可以独立存在由分子构成的常见物质氧气O₂二氧化碳CO₂维持生命的重要气体，由两个氧温室气体，由一个碳原子和两个原子结合氧原子构成水H₂O酒精C₂H₅OH生命之源，由氢分子和氧原子结合形成常用溶剂，分子结构相对复杂这些物质都是由分子构成的，每种物质的分子都有其独特的结构和性质分子式不仅告诉我们分子的组成，还反映了原子之间的结合方式由原子构成的常见物质铁Fe重要的工业金属，由铁原子直接构成铜Cu优良的导电材料，铜原子紧密排列汞Hg常温下的液态金属，汞原子结合较松散金属单质通常由原子直接构成，而不是先形成分子再构成物质这些原子通过金属键结合在一起，形成具有特殊性质的金属材料金属的导电性、导热性和延展性都与这种原子结构密切相关分子的基本性质质量和体积极小分子的质量约为10⁻²³克，直径约为10⁻¹⁰米，需要特殊仪器才能观察到即使是最轻的氢分子，其质量也小得难以想象不断运动所有分子都在不停地做无规则运动，这种运动永不停息温度越高，分子运动越剧烈；温度越低，分子运动越缓慢分子间有间隔分子之间存在一定的空隙，这个间隔会随着物质状态的变化而改变气体分子间隔最大，液体次之，固体最小分子的运动扩散现象——气体扩散打开香水瓶后，香味分子快速扩散到整个房间，证明气体分子运动剧烈温度影响夏天香味扩散比冬天快，说明温度越高分子运动越快液体扩散墨水滴入水中逐渐扩散，液体分子也在运动，但比气体慢扩散现象是分子运动最直观的证据无论是气体还是液体，分子都会从浓度高的地方向浓度低的地方运动，最终达到均匀分布的状态这种现象在日常生活中随处可见分子的间隔和体积变化固态液态分子间隔最小，排列规整，分子振动但分子间隔适中，可以流动，分子运动比位置相对固定固态剧烈温度变化气态加热使分子运动加快，间隔增大；冷却分子间隔最大，运动最剧烈，可以充满则相反整个容器物质的三态变化本质上是分子间隔和运动状态的改变当我们加热冰块时，水分子获得能量，运动加剧，间隔增大，最终变成水蒸气这个过程中分子本身没有改变，改变的只是它们的排列和运动状态分子能否再分化学反应中分子的变化在化学反应过程中，反应物分子会分解成原子原子重新组合分解出的原子按照新的方式重新结合形成新分子重新组合后形成生成物分子，具有新的性质分子可分为原子这证明分子可以进一步分解，原子是更基本的粒子例如，水的电解反应中，水分子H₂O分解成氢原子和氧原子，然后氢原子重新结合形成氢气分子H₂，氧原子结合形成氧气分子O₂整个过程中原子种类和数量保持不变原子的不可再分性0100%原子分解守恒定律在化学反应中原子不会分解反应前后原子种类和数量完全相同1基本单位原子是化学变化的最小单位在所有化学反应中，原子始终保持其基本性质不变无论是燃烧、氧化还是分解反应，参与反应的原子只是重新排列组合，而不会产生新的原子或消失这就是为什么我们说原子是化学变化中的最小粒子这种稳定性使得我们可以通过化学方程式来描述和预测化学反应，也是质量守恒定律的微观基础原子结构（模型展示）现代原子结构认识氢原子结构简图原子由原子核和核外电子组成原子核位于原子中心，包含质子氢原子是最简单的原子，由一个质子和一个电子组成质子位于和中子；电子在核外空间运动原子核中，电子在核外运动原子的质量主要集中在原子核中，而原子的体积主要由电子的运•原子核1个质子动范围决定•核外电子1个电子•整体呈电中性早期原子模型演变道尔顿原子论1803年提出原子是不可分割的实心球体，为现代原子理论奠定基础汤姆孙模型1904年发现电子后提出葡萄干布丁模型，原子是带正电的球体内嵌电子卢瑟福模型1911年通过金箔实验发现原子核，提出核式原子模型现代量子模型20世纪发展的量子力学模型，更准确描述电子运动状态电子、质子、中子电子质子中子带负电荷，质量极小，带正电荷，位于原子核不带电荷，位于原子核在原子核外运动，决定中，质量约为电子的中，质量与质子相近，原子的化学性质1836倍，决定元素种类影响原子的稳定性这三种基本粒子构成了所有原子质子数决定了元素的种类，电子数决定了原子的化学行为，而中子数的不同形成了同位素在正常情况下，原子中质子数等于电子数，使原子整体呈电中性原子的核外电子排布能层概念排布规律电子在原子核外分层排布，从内电子优先占据能量较低的内层，到外分别称为K层、L层、M层K层最多2个电子，L层最多8个电等每个能层最多容纳的电子数子，M层最多18个电子有限制元素性质关系最外层电子数决定元素的化学性质，最外层电子数相同的元素具有相似的化学性质课例分子模型搭建通过分子模型搭建活动，同学们可以直观地理解分子的三维结构水分子呈弯曲形状，氧气分子是线性结构，二氧化碳分子也是线性的但更长这种动手操作有助于加深对分子结构的理解，培养空间想象能力建议同学们在搭建过程中注意原子间的连接方式，思考分子形状与性质的关系元素种类与分子构成分子多样性1不同元素组合形成各种分子元素组合2原子按比例结合构成分子基础元素3118种元素是构成物质的基础目前已知的118种元素可以组合成数百万种不同的分子元素的种类决定了分子的基本组成，而原子的数量比例决定了分子的具体结构例如，碳和氢元素可以形成甲烷CH₄、乙烷C₂H₆等多种不同的分子这种组合的多样性是物质世界丰富多彩的根本原因，也是化学研究的魅力所在化学符号与分子式元素符号H表示氢元素，O表示氧元素，简洁明了分子式H₂O表示水分子，包含2个氢原子和1个氧原子书写规范元素符号加下标数字，省略的下标为1化学符号是化学的语言，通过这些符号我们可以准确描述物质的组成分子式不仅告诉我们分子包含哪些元素，还告诉我们各元素的原子个数比例掌握正确的书写方法是学好化学的基本技能同种分子的聚合纯净物混合物由同种分子组成的物质称为纯净物例如，纯水只含有H₂O分由不同种分子组成的物质称为混合物例如，空气含有N₂、子，纯氧气只含有O₂分子O₂、CO₂等多种分子纯净物具有固定的组成和确定的性质，如固定的熔点、沸点等物混合物的性质是各成分性质的综合体现，没有固定的熔点和沸理常数点理解纯净物和混合物的区别对于化学学习很重要在实验中，我们常常需要制备纯净物来研究其性质，或者分离混合物中的各个组分由原子直接构成的物质金属单质氖气Ne金、银、铜等金属由原子直接构用于霓虹灯，发出特征光谱成氦气He碳单质稀有气体，原子稳定不易结合金刚石、石墨由碳原子直接构成并非所有物质都由分子构成稀有气体因为原子结构稳定，通常以单原子形式存在金属单质中的原子通过金属键紧密结合，形成金属晶体这些物质的性质直接由原子的特性决定，而不需要通过分子这个中间层次元素的定义与种类元素周期表118种已知元素的系统排列，展现元素性质的周期性变化金属元素如铁、铜、金等，具有金属光泽和导电性非金属元素如氢、氧、碳等，性质与金属相对元素是具有相同质子数的一类原子的总称每种元素都有其独特的性质和在周期表中的位置元素的分类帮助我们理解不同物质的性质规律，预测化学反应的可能性常见元素包括氢、氦、锂、碳、氮、氧等，它们构成了地球上绝大多数物质化学式的意义表示物质组成化学式H₂O表示水分子由氢、氧两种元素组成，氢氧原子个数比为2:1这种表示方法简洁明了，包含了丰富的信息表示分子结构O₂表示氧气分子由两个氧原子结合而成，说明氧气是双原子分子不同的化学式反映了不同的分子结构特点表示物质性质NaCl表示氯化钠，告诉我们这是离子化合物，由钠离子和氯离子构成，具有典型的盐类性质分子、原子在化学反应中的变化反应物分子分子分解1化学反应开始时的原有分子，具有特定反应过程中分子键断裂，分子分解为独的性质和结构立的原子生成物分子原子重组重新组合后的分子，具有与反应物不同原子按照新的方式结合，形成不同的化的性质学键在整个化学反应过程中，原子的种类和数量始终保持不变，这就是原子数守恒定律只是原子之间的结合方式发生了改变，从而产生了性质完全不同的新物质化学变化的实质表面现象颜色变化、气体产生、沉淀形成等宏观现象微观实质分子分解为原子，原子重新组合形成新分子守恒规律原子种类、数量保持不变，质量守恒性质改变新物质具有不同于原物质的化学性质化学变化的本质是原子的重新排列组合虽然宏观上看到的是物质性质的变化，但微观层面发生的是分子结构的改变理解这一点有助于我们预测反应产物，解释反应现象，掌握化学反应的规律分子、原子的性质和区别大梳理特征分子原子基本性质质量小、体积小、不断运动质量小、体积小、不断运动构成由原子构成由质子、中子、电子构成化学反应中可以分解重组不能分解，只能重新结合保持性质保持物质化学性质保持元素化学性质举例H₂O、CO₂、CH₄H、C、O、Fe通过对比我们可以清楚地看出，分子和原子既有相似性又有明显区别它们都是构成物质的微粒，但在化学反应中的行为不同，所保持的性质层次也不同分子观解释生活现象面团发酵中的气体扩散酵母菌产生的二氧化碳分子在面团中扩散，形成气泡使面团发起分子运动使气体均匀分布，创造了蓬松的面包质地茶叶泡水时的色素扩散茶叶中的色素分子溶解在热水中，通过分子运动逐渐扩散到整杯水中温度越高，分子运动越快，扩散速度越快香水的挥发与扩散香水分子从液体表面逸出进入空气，然后通过空气分子的运动传播到我们的鼻子，让我们闻到香味原子观解释化学变化铁的氧化铁原子与氧原子结合形成氧化铁，原子重新组合但数量不变燃烧反应可燃物分子中的原子与氧原子重新结合，产生新的化合物3水的分解水分子分解为氢原子和氧原子，原子种类和数量保持不变用原子理论解释化学变化，我们可以理解为什么会有新物质生成，为什么质量守恒，为什么某些反应能够发生而另一些不能铁锈的生成实际上是铁原子失去电子与氧原子结合的过程燃烧过程中，燃料分子中的碳、氢原子与空气中的氧原子重新组合，形成二氧化碳和水分子实验探究一气体扩散现象分析实验操作氨气具有刺激性气味，可以观察到气味从实验准备将空瓶倒置在装有浓氨水的瓶子上方，观下向上传播这证明了气体分子的扩散运准备两个玻璃瓶，一个装有浓氨水，另一察氨气分子向上扩散的过程记录扩散时动，温度越高扩散越快个空瓶确保实验环境通风良好，注意安间和现象变化全防护措施实验探究二溶解与分散加入糖块将方糖加入清水中，观察初始状态搅拌加速轻轻搅拌，观察糖分子扩散加快温度影响用热水重复实验，对比溶解速度均匀分布最终糖分子均匀分散在水中通过这个简单的实验，我们可以直观地观察到分子的运动和扩散糖分子在水分子的作用下逐渐分散，最终均匀分布温度的提高会加快分子运动，使溶解过程更快搅拌则通过机械作用加速了分子的混合过程化学实验中的微粒解释氧气制取实验气体溶解现象在过氧化氢分解制氧气的实验中，H₂O₂分子在催化剂作用下二氧化碳气体溶于水时，CO₂分子进入水分子间的空隙中，部分解为H₂O和O₂分子这个过程体现了分子的可分性和原子的分与水分子结合形成碳酸分子重新组合•物理溶解分子间空隙理论反应前后原子种类和数量完全相同，只是结合方式发生了改变•化学溶解分子间化学结合•平衡状态溶解与逸出达到平衡微观粒子与物质性质微观结构决定宏观性质铁的性质物质的颜色、硬度、导电性等宏铁原子具有特殊的电子结构，使观性质都由其微观结构决定原铁具有良好的导电性、磁性和金子的排列方式、电子的分布状态属光泽铁原子间的金属键使铁直接影响物质的各种性质具有较好的延展性铜的性质铜原子的电子结构使铜具有优异的导电性和导热性，呈现特有的紫红色金属光泽铜的化学性质相对稳定典型例题讲解一题目类型判断下列微粒中哪些是分子，哪些是原子H₂O、H、O₂、Fe、He解题思路根据分子和原子的定义进行判断分子由原子构成，原子是最基本的化学单位答案解析分子H₂O、O₂（由原子结合形成）；原子H、Fe、He（单独存在的原子）解题要点关键是理解分子与原子的本质区别，掌握常见物质的微观构成典型例题讲解二高级应用1温度对扩散速度的定量分析现象解释2用分子运动理论解释扩散现象基础判断3识别分子间运动和扩散的关系题目为什么夏天能更快闻到花香？这类问题需要我们运用分子运动理论来解释温度升高时，分子运动加剧，扩散速度加快，因此香味分子能更快地传播到远处解答时要注意从微观角度分析宏观现象，体现分子运动的基本规律典型例题讲解三原子结构推断根据元素在周期表中的位置，推断其原子的质子数、电子数和电子层数掌握原子序数等于质子数等于电子数的规律分子构成分析根据化学式确定分子的原子组成，计算各元素的原子个数比理解化学式中下标数字的含义和省略规则物质分类判断判断物质是由分子构成还是由原子直接构成，区分纯净物和混合物掌握不同构成方式的物质特点拓展与探究1纳米材料尺寸在1-100纳米范围内的材料，具有独特的物理化学性质碳纳米管由碳原子按特殊方式排列形成的管状结构，强度超过钢铁应用前景在医学、电子、材料等领域有广泛应用前景纳米材料的特殊性质来源于其独特的微观结构当材料尺寸达到纳米级别时，表面效应、量子效应等开始显现，使材料表现出与宏观材料完全不同的性质这为材料科学的发展开辟了新的道路，也验证了微观结构对宏观性质的决定作用拓展与探究2太空环境分子行为微重力、真空、极端温度等特殊条件失重状态下分子运动规律的变化2新发现科学实验为地球上的科学研究提供新的视角太空实验室中的分子行为研究在太空的微重力环境中，分子的运动规律发生了有趣的变化没有重力的影响，气体分子的扩散更加均匀，液体分子的行为也与地球上不同这些研究不仅帮助我们更好地理解分子运动的基本规律，也为未来的太空探索和材料制备提供了重要的理论基础微观世界的新发现2024118119+最新年份已知元素超重元素化学研究的前沿进展目前周期表中的元素总数科学家正在合成的新元素2024年，科学家们在超原子团簇、二维材料等领域取得了重要突破研究人员发现了新型的原子团簇结构，这些超原子具有类似单个原子的性质，但尺寸更大、功能更复杂同时，对119号、120号等超重元素的合成研究也在继续推进，这些研究将进一步扩展我们对原子结构和性质的认识，为化学理论的发展提供新的实验依据学习误区与易错分析概念混淆将分子和原子的概念搞混，不清楚两者的区别和联系尺度理解对微观粒子的大小缺乏正确认识，难以想象其微小程度运动状态认为分子运动有规律可循，忽视了其无规则性特点变化过程混淆物理变化和化学变化中微粒的不同行为学习中要特别注意区分分子在物理变化和化学变化中的不同表现物理变化时分子本身不变，只是运动状态或排列发生改变；化学变化时分子会分解重组，形成新的分子课堂练习1判断题练习选择题练习

1.所有物质都是由分子构成的（错）下列物质中由分子构成的是

2.原子在化学反应中不能再分（对）A.铁B.氦气C.水D.铜

3.分子间没有空隙（错）答案C

4.温度越高分子运动越快（对）解析水是由H₂O分子构成，而铁、铜是金属单质，氦气是稀第1题错误稀有气体、金属等由原子直接构成有气体，都由原子直接构成课堂练习2题目分析某物质的化学式为CO₂，分析其微观构成和性质特点结构分析由碳、氧两种元素组成，碳氧原子个数比1:2性质推断分子构成的化合物，常温下为气体，能溶于水应用举例温室气体、灭火剂、碳酸饮料等实际应用通过对CO₂的全面分析，我们可以看到如何从化学式推断物质的微观结构，进而预测其宏观性质这种分析方法是化学学习的重要技能，有助于建立微观与宏观之间的联系。