【化学课件】分子与原子课件

分子与原子物质微观世——界的奥秘欢迎进入神奇的微观世界！在我们肉眼看不见的微小尺度中，隐藏着构成万物的基本粒子分子与原子这些看似简单的微粒，却蕴含——着解释物质性质、化学反应和生命现象的关键秘密学习目标与导入理解基本概念1准确掌握分子、原子的科学定义，了解它们在物质构成中的重要地位掌握特性差异2深入理解分子与原子的本质特性，学会区分它们的结构和功能差异应用实践能力3运用微观粒子理论解释日常生活中的各种物理和化学现象科学思维培养生活中的微观现象引发思考湿衣服晾干为什么湿衣服放在阳光下会自然变干？水分去哪里了？这背后隐藏着什么微观机制？水的蒸发一杯水放置时间久了体积会减少，但质量似乎在变化，是什么微粒在运动？花香飘散美丽的花朵能散发迷人香气，香味分子如何从花朵传播到我们的鼻腔？物质的基本粒子有哪些？分子原子保持物质化学性质的最小粒化学变化中的最小粒子，是子，是由原子结合形成的稳构成物质的基本单位所有定结构单元大多数化合物元素都是由特定种类的原子都是由分子构成的组成的离子简介带有电荷的原子或原子团，在某些化学反应和物质构成中发挥重要作用分子定义与举例分子的科学定义典型分子举例分子是保持物质化学性质的最小粒子这意味着分子是能够水分子由个氢原子和个氧原子构成，决定了水的所H₂O21独立存在并保持该物质特有性质的最小单位当分子进一步有化学性质分解时，原物质的化学性质就会消失氧气分子由个氧原子构成，使氧气具有助燃和供呼吸O₂2分子由原子通过化学键结合而成，可以是同种原子结合（如的性质氧分子），也可以是不同种原子结合（如水分子）O₂H₂O酒精分子复杂的有机分子，决定了酒精的挥发性和C₂H₆O可燃性原子定义及物质举例原子的核心定义原子是化学变化中的最小粒子，不能再通过化学方法进一步分割它是构成元素的基本单位金属原子实例铁原子构成铁这种金属，铜原子构成铜，每种原子都有独特的结构和性质非金属原子汞原子在常温下为液体金属，氦原子构成稀有气体，展现原子的多样性原子的稳定性在一般化学反应中，原子核保持不变，只有外层电子发生重新排布分子和原子的直观比较常见误区正确理解许多人认为分子一定比原子大，这是不准确的认识应该从结构复杂程度和功能角度来区分，而不是简单的大小比较123实际情况有些原子比某些分子更大，大小取决于具体的粒子种类分子模型绘制与想象观察想象首先尝试想象水分子可能的形状和结构，画出你认为合理的水分子模型模型对比将你的模型与科学家通过实验确定的真实水分子结构进行对比分析结构理解学习多种典型分子的三维结构，理解分子的空间构型对性质的影响原子结构模型简介原子核电子层位于原子中心，由质子和中子组成，质量电子在核外空间高速运动，形成电子云，集中，体积极小决定原子化学性质12能级结构核外电子43电子分布在不同能级上，遵循特定的排布带负电荷，数量等于质子数，维持原子整规律体电中性微粒子的运动性永恒运动扩散现象分子在任何条件下都在不断进行无规花香能够传播到远处，正是香味分子1则运动，这是分子的基本性质运动扩散的结果2宏观体现运动能量微观分子的运动在宏观上表现为物质4分子运动的剧烈程度与温度密切相的各种性质和变化3关，温度越高运动越剧烈实验糖溶于水现象观察糖块逐渐消失，水变甜1微观解释糖分子与水分子混合运动2分子间隙分子间存在空隙允许其他分子进入3运动本质分子的不断运动是溶解的根本原因4分子间隔与压缩性气体可压缩氧气能被压缩装入钢瓶，说明分子间存在较大空隙1液体微压缩液体分子间隔较小，压缩性有限但仍然存在2固体难压缩固体分子排列紧密，几乎无法进一步压缩3温度对分子运动的影响°°0C25C低温状态常温状态分子运动缓慢，物质呈固态分子运动适中，多数物质为液态或固态°100C高温状态分子运动剧烈，水开始沸腾变为气态三态变化与分子运动固态分子液态分子气态分子分子排列规整，只能在固定位置振动，分子排列相对松散，可以流动但相互吸分子间距离很大，自由运动，既无固定具有固定的形状和体积引，有固定体积无固定形状形状也无固定体积分子质量与体积简析分子间的作用力分子间存在复杂的相互作用力，既有吸引力也有排斥力当分子距离适中时，吸引力占主导，使物质保持凝聚状态；当分子过于接近时，排斥力增强，阻止分子进一步靠近这种平衡决定了物质的密度、硬度等物理性质分子、原子与物质构成物质类型分子组成特点典型例子纯净物由同一种分子或原子蒸馏水、纯铁构成混合物由不同种分子或原子空气、海水混合构成化合物由不同种原子形成的水、二氧化碳分子构成单质由同种原子构成氧气、金刚石分子、原子与元素的关系元素概念原子构成分子形成多样组合元素是具有相同核电荷数的每种元素都由特定的原子构原子通过化学键结合形成分同一种元素可以形成不同的一类原子的总称成，原子是元素的基本单位子，可以是同种或不同种元分子，如氧元素形成和O₂O₃素水的电解实验实验现象1通电后，水分解产生氢气和氧气，两种气体的体积比约为2:1分子层面解释2水分子在电能作用下分解成氢原子和氧原子H₂O原子重组3氢原子重新组合形成氢气分子，氧原子组合形成氧气分子H₂O₂化学反应本质4化学反应的实质是分子分解和原子重新组合的过程化学变化中的分子与原子氢气燃烧氢气分子和氧气分子分解为原子，然后重新组合形成水分子，释放大量热能铁的氧化铁原子失去电子与氧原子结合，形成氧化铁分子，这是生锈的微观过程光合作用二氧化碳和水分子在叶绿体中重新组合，形成葡萄糖分子和氧气分子原子不可再分的理论拓展化学意义上的不可分物理层面的可分性在普通化学反应中，原子核在物理学研究中，原子实际保持稳定，不会发生分裂或上可以分解为质子、中子和合并，因此说原子是化学变电子等更小的粒子，但这需化中的最小粒子要极高的能量核反应的特殊情况在核裂变和核聚变反应中，原子核会发生变化，但这属于核物理范畴，不是普通化学反应分子的物理变化与化学变化物理变化中的分子化学变化中的分子在物理变化过程中，分子本身的结构和组成保持不变，只是化学变化涉及分子的分解和重新组合，原有分子被破坏，形分子间的距离、排列方式或运动状态发生改变成新的分子，产生具有不同性质的新物质例如冰融化成水，水分子的结构完全相同，只是从有序例如水的电解，水分子分解成氢原子和氧原子，然后重新组H₂O排列变为相对无序的流动状态这种变化是可逆的，不产生合形成氢气分子和氧气分子这种变化通常不可逆，伴随能新物质量变化分子是可分的，原子不可分（常规化学意义）分子的可分性1分子可以通过化学反应分解为构成它的原子，如氢分子H₂可以分解为两个氢原子H分解条件2分子分解需要提供一定的能量，如加热、光照、电解或催化剂的作用原子的稳定性3在化学反应中，原子作为最小单位保持稳定，不会进一步分解或破坏重新组合4分解产生的原子可以重新组合形成新的分子，这是化学反应的基本过程纯净物与混合物的微观本质混合物特征分离方法由不同种分子混合基于分子性质差异•组成可变•蒸馏分离纯净物特征实际应用•性质随比例变化•过滤分离由同一种分子构成工业生产中的提纯•熔沸点范围•萃取分离•组成固定•石油分馏•性质稳定•空气分离•有固定熔沸点•海水淡化2314物质构成的奥秘回顾基本认知万物都是由看不见的微观粒子构成，这些粒子虽然微小，却决定了物质的所有性质和行为从最小的病毒到最大的星球，都遵循相同的微观构成规律粒子多样性微观粒子种类繁多，包括原子、分子、离子等，它们通过不同的组合方式形成了世界上千变万化的物质每种粒子都有其独特的结构和性质相互关系各种微观粒子之间存在复杂的相互作用和转化关系，这些关系的变化导致了宏观世界中物质的各种变化现象，从简单的溶解到复杂的生命过程气体性质与分子间隔压缩机理分子间存在大量空隙1气体特性分子运动自由，间距较大2实际应用氢气、氧气可压缩储存在钢瓶中3工业意义压缩技术在工业生产和日常生活中广泛应用4分子运动与扩散实验实验设计将有颜色的气体或液体放入容器一端，观察其扩散过程和速度变化现象观察颜色逐渐从浓到淡均匀分布，证明分子在不断进行无规则运动温度影响提高温度后扩散速度明显加快，体现温度与分子运动的直接关系时间因素扩散需要时间过程，最终达到均匀分布的平衡状态典型分子结构展示水分子₂H O呈弯曲型结构，氧原子居中，两个氢原子呈

104.5°夹角分布，这种结构决定了水的极性和氢键特性氧气分子₂O呈直线型结构，两个氧原子通过双键连接，分子结构简单对称，化学性质活泼二氧化碳₂CO呈直线型结构，碳原子居中与两个氧原子形成双键，分子无极性，易溶于水一些单质的粒子形式双原子分子单质金属原子构成氮气和氧气都是由两个原子结合形成的分子，这种形式铁、铜、金等金属是由金属原子直接构成的，原子间通过金N₂O₂使它们在常温下以气体状态存在属键结合，形成金属晶体结构氯气、氢气也属于这类，它们的分子结构相对简单，稀有气体如氦、氖、氩等由单个原子构成，原子间作用力很Cl₂H₂但化学性质各不相同弱，因此化学性质稳定分子和原子的主要区别比较项目分子原子定义保持物质化学性质化学变化中的最小的最小粒子粒子结构由原子构成由质子、中子、电子构成可分性可通过化学方法分化学变化中不可再解分功能决定物质化学性质构成元素的基本单位大小关系一般比构成它的原相对较小但不绝对子大思辨分子一定比原子大吗？常见误解许多人认为分子由原子构成，所以分子一定比原子大，这是一种不准确的认识反例说明氢分子比某些重金属原子（如汞原子）要小，氦原子比某些复杂分子H₂要大科学解释大小取决于电子云的分布范围和原子核的大小，不能简单地从构成关系判断正确理解应该从功能和结构复杂程度来区分分子和原子，而不是单纯比较大小微观世界小测试1概念辨析举例分析现象解释判断下列说法是否正确分子是保持请举出三个由分子构成的物质和三个用分子理论解释为什么湿衣服会自然物质化学性质的最小粒子；原子是构由原子构成的物质，并说明它们的构晾干，为什么在密闭房间里能闻到香成物质的最小粒子；分子一定比原子成特点水味大微观世界小测试2选择题练习填空题巩固判断题强化综合应用以下哪种说法正确分子可水分子的化学式是，它由判断温度越高，分子运动越解释为什么氧气能够被压缩储A.____以再分原子不能再分分个氢原子和个氧原子剧烈（）；化学变化中分子存在钢瓶中，而水却很难被压B.C.________子运动原子不动以上都对构成种类不变（）缩D.分子、原子的测量方法×⁻⁰

6.0210²³10¹阿伏伽德罗常数原子直径米一摩尔物质含有的粒子数量一般原子的典型尺寸大小⁻⁷10²原子质量千克氢原子的近似质量数值如果把地球缩小到直径毫米，按照同样的比例，原子的大小相当于地球上

0.1的一个苹果这个比喻帮助我们理解微观世界的极小尺度科学家通过精密的仪器和巧妙的实验方法，才能测量这些看不见摸不着的微观粒子现代技术与微观观察光学显微镜时代1最初只能观察到细胞等较大结构，无法直接看到原子分子电子显微镜突破2利用电子束代替光束，分辨率大幅提高，可以观察到分子结构扫描探针显微镜3能够直接看到单个原子，甚至可以操纵原子进行排列分子的简单分类单质分子化合物分子由同种元素原子构成由不同种元素原子构成•氧气O₂•水H₂O•臭氧O₃12•二氧化碳CO₂•氮气N₂•甲烷CH₄无机分子有机分子不含碳的化合物分子含碳的化合物分子水葡萄糖•H₂O43•C₆H₁₂O₆•氨气NH₃•酒精C₂H₆O•硫酸H₂SO₄•蛋白质等大分子物质变化中的微观粒子模型反应物分子活化状态参与反应的原始分子，具有特定的结分子获得足够能量，化学键开始松1构和能量状态动，准备发生变化2生成物分子原子重排形成新的分子结构，具有与原来完全4原有分子分解，原子按照新的方式重不同的性质3新组合排列分子的质量计算摩尔概念引入分子质量计算由于分子质量极小，科学家引入摩尔概原子质量基础水分子H₂O的质量=2×氢原子质量+1×氧念，1摩尔水含有

6.02×10²³个水分子，质氢原子质量约

1.67×10⁻²⁷千克，氧原子质原子质量，约等于

2.99×10⁻²⁶千克量为18克量约千克，这些数据通过精密

2.66×10⁻²⁶仪器测定元素周期表与原子种类原子结构差异周期规律性不同元素的原子具有不同的质子数、中子数和电子数质子元素周期表按原子序数递增排列，呈现明显的周期性规律数决定了元素的种类，也叫原子序数从氢原子的个质子到原子半径、电离能、电负性等性质都有规律性变化1铀原子的个质子，每种元素都有独特的原子结构92这种规律性帮助科学家预测未知元素的性质，甚至在实际发电子在原子核外分层排布，内层电子紧密结合，外层电子相现之前就能推测它们的存在门捷列夫正是利用这种规律性对松散，决定了原子的化学性质同一周期的元素电子层数完善了元素周期表相同，同一族的元素最外层电子数相同原子中的质子、中子与电子质子中子电子整体平衡带正电荷，位于原子核不带电荷，与质子共同带负电荷，在核外高速正常原子中正负电荷相内，质量约为电子的构成原子核，质量与质运动，质量极小，数量等，整体呈电中性，维倍，数量决定元子相近，影响原子的稳等于质子数，决定化学持原子的稳定状态1836素种类定性性质分子与原子在新材料中的应用现代材料科学充分利用了分子和原子的特殊性质石墨烯由单层碳原子构成，具有极高的强度和导电性碳纳米管是由碳原子卷曲形成的筒状结构，在电子器件中应用广泛聚合物通过大分子链的设计实现了轻质高强的特性，广泛应用于航空航天领域科学家小档案约翰道尔顿阿伏伽德罗汤姆逊·J.J.英国化学家，提出了近代原子理论，认意大利物理学家，提出阿伏伽德罗定英国物理学家，发现了电子，证明原子为原子是不可分割的最小粒子，为现代律，确定了气体分子数与体积的关系，是可以再分的，推翻了原子不可分割的化学奠定了基础阿伏伽德罗常数以他命名观点化学反应方程式与微观粒子守恒反应方程式，表示两个氢分子与一个氧分子反应生成两2H₂+O₂→2H₂O个水分子原子守恒反应前后原子种类和数量保持不变个氢原子和个氧原子42分子重组原有分子键断裂，原子重新组合形成新的分子结构质量守恒反应前后总质量保持不变，体现了物质不灭定律分子、原子在生活中的应用药物领域药物分子通过与人体特定蛋白质分子结合发挥治疗作用，如阿司匹林分子能够抑制炎症反应食品科学食品添加剂分子改善食物的色香味，防腐剂分子防止细菌繁殖，营养强化剂补充人体所需元素环保技术催化剂原子加速污染物分解，活性炭分子吸附有害物质，光催化分子在阳光下分解污染物电子器件硅原子构成半导体芯片，金属原子形成导线，液晶分子控制显示屏的光学性质拓展分子与原子的研究前沿核聚变技术控制氢原子核聚变过程，模拟太阳内部反应，为人类提供清洁无限能源1量子计算利用原子的量子特性进行计算，有望解决传统计算机无法处理的复杂问题2分子机器设计能够执行特定功能的人工分子，如分子马达、分子开3关等纳米器件综合知识回顾梳理基本概念结构特性运动规律化学变化实际应用典型易错与难点分析大小关系误区可分性混淆错误认为分子一定比原子大实混淆分子和原子的可分性分子际上大小取决于电子云分布，氢可通过化学方法分解为原子，而分子可能比某些重原子小正确原子在化学变化中保持不变，不做法是从功能和结构复杂程度区能进一步分解分运动性理解偏差认为只有气体分子运动，固体分子不动实际上所有物质的分子都在运动，只是运动方式和剧烈程度不同应用拓展题与思考题生活现象解释1为什么打开香水瓶后整个房间都能闻到香味？请用分子运动理论解释这一现象，并分析温度对此过程的影响实验现象分析2将一滴红墨水滴入一杯清水中，过一段时间整杯水都变红了这个过程中发生了什么？是化学变化还是物理变化？科技应用思考3现代空气净化器是如何利用分子和原子的性质来净化空气的？请举例说明至少两种不同的净化原理环境问题探讨4汽车尾气中的有害分子如何影响环境？催化转换器是如何在分子水平上减少污染的？课堂练习与自查基础选择题填空与判断下列关于分子的叙述正确的是分子是构成物质的唯一水分子的化学式是，由种元素的原子构成

1.A.

3.________粒子分子是保持物质化学性质的最小粒子分子不能再B.C.判断正误温度升高时，分子运动加剧（）；化学变化中

4.分分子一定比原子大D.原子种类发生改变（）原子在化学变化中可以分解保持不变数量改变

2.A.B.C.氧气能被压缩是因为分子间存在

5.____质量增加D.。