《分子和原子》教学课件

分子和原子教学课件第一章物质的微观粒子构成物质的微粒性基本构成不可见性决定性质物质由分子、原子等微观粒子构成，这些微这些粒子肉眼不可见，需要借助先进的科学微观粒子的排列方式和相互作用决定了物质小的粒子是构建整个宏观世界的基础仪器才能观察到它们的存在在宏观世界中表现出的各种性质生活中的物质形态液态水气态空气固态金属每一滴水都包含数不清的空气中的氧分子、氮分子金属中的原子规则排列，水分子，它们通过氢键相在不断运动，为我们的生形成晶体结构，赋予金属互连接，形成了水独特的存提供必需的氧气良好的导电性和延展性性质原子有多小？万

5099.999%头发丝对比空间占比一根头发丝的直径约含万个碳原子并排原子内部的空间实

5099.999999999999%排列际上是空的原子的内部结构010203原子核电子云基本粒子由质子和中子紧密结合组成，位于原子中心，体电子以极高速度绕原子核运动，形成概率云状分质子、中子由更小的夸克构成，而电子是目前已积极小但质量集中，质子带正电荷，中子不带电布，带负电荷，质量极轻但决定原子的化学性质知的基本粒子，无法进一步分割原子结构的可视化这幅图展示了原子的经典模型中心是由质子和中子组成的原子核，周围是电子云的概率分布需要注意的是，这只是一个简化的示意图，真实的原子结构要比这复杂得多，电子的分布遵循量子力学的规律原子核电子云•直径约10⁻¹⁵米•直径约10⁻¹⁰米•集中了原子

99.9%以上的质量•电子运动的概率分布带正电荷•分子是什么？基本定义分子是由两个或多个原子通过化学键结合形成的电中性粒子，是化学变化中能够独立存在的最小单元化学性质分子是保持物质化学性质的最小粒子，当分子结构改变时，物质的化学性质也会发生根本性改变元素与化合物元素元素化合物化合物元素由同种原子组成，具有相同的质子数自然界中已知的元素有118化合物由不同种元素的原子按一定比例结合形成，其性质与组成元素完种，每种元素都有其独特的性质全不同典型例子典型例子氧气₂由两个氧原子结合水₂氢和氧的化合物O-H O-氢气₂由两个氢原子结合二氧化碳₂碳和氧的化合物H-CO-氮气N₂-由两个氮原子结合食盐NaCl-钠和氯的化合物分子结构对比分析水分子H₂O一个氧原子与两个氢原子形成共价键，呈弯曲型结构，具有极性氧分子O₂两个氧原子通过双键结合，呈直线型结构，分子无极性第二章分子和原子的发现历程古代哲学中的原子论1公元前5世纪古希腊哲学家德谟克利特首次提出原子不可分割的哲学思想，认为物质由不可再分的微小粒子组成217世纪波义耳和牛顿将古代原子论与现代科学方法结合，开始了原子概念的科学化进程现代原子论奠基人道尔顿约翰·道尔顿1766-18441原子假说2化学反应本质提出每种元素都由独特的、不可分割的原子组成，为认为化学反应的本质是原子的重新排列组合，而不是现代原子理论奠定基础原子本身的改变3质量守恒解释了为什么化学反应中质量守恒，因为原子数量保持不变实验证实原子存在0102布朗运动电子发现爱因斯坦通过对布朗运动的理论分析，提汤姆森通过阴极射线实验发现了电子，证供了分子真实存在的有力证据，解释了花明原子是可分的，内部含有更小的粒子粉颗粒在水中的无规则运动03原子核发现拉塞福通过α粒子散射实验发现了原子核，建立了原子的核式结构模型原子理论发展史上的科学巨匠第三章分子和原子的化学作用分子和原子在化学反应中的角色原子的角色分子的角色原子是化学变化中的最小粒子，在化学反应中原子本身不会被创造或分子保持物质的化学性质不变，当分子结构发生变化时，就会产生新消失，只是重新排列组合的物质反应中数目守恒决定物质性质••核电荷数不变参与化学变化••质量基本不变可以被分解重组••化学键的形成共价键形成原子间共享电子对，形成共价分子，常见于非金属元素之间电子重分布原子间通过电子的转移或共享来达到稳定的电子构型离子键形成原子间电子转移，形成正负离子，通过静电引力结合分子结构与性质的关系结构决定性质分子的空间结构、键的类型和电子分布直接决定了物质的物理和化学性质相同的原子以不同方式结合，会产生性质截然不同的物质几何形状分子的立体结构影响其反应活性和物理性质电子分布极性分子与非极性分子表现出不同的溶解性和相互作用键的强弱化学键的强弱决定分子的稳定性和反应活性水分子的极性实例水分子由于其弯曲的几何结构和氧原子的高电负性，形成了极性分子这种极性赋予水独特的性质化学键的微观世界电子云重叠两个原子的电子云重叠区域形成化学键，电子在两个原子核之间的概率增大能量降低键的形成使整个分子系统的能量降低，达到更稳定的状态分子和原子的微观模型123路易斯结构分子轨道理论杂化轨道理论用点和短线表示分子中的价电子和共价键，将分子看作一个整体，电子在分子轨道中运解释原子轨道如何重组形成新的杂化轨道，是最简单直观的分子结构表示方法动，能够解释分子的磁性和光谱性质用于形成化学键和确定分子几何形状•电子点表示未成键电子•成键轨道和反键轨道•sp³、sp²、sp杂化短线表示共价键轨道能级图预测分子几何构型•••适用于简单分子结构电子的离域化解释键角和键长•••路易斯结构实例展示氢分子H₂氧分子O₂水分子H₂O最简单的共价分子，两个氢原子共享一对电子，两个氧原子共享两对电子，形成双键，还有未成氧原子与两个氢原子分别形成单键，氧原子上还形成单键键的孤对电子有两对孤对电子分子量与摩尔的概念分子量定义分子量是组成分子的各个原子相对原子质量的总和，以原子质量单位为单位表u示例如₂的分子量H O=2×1+16=18u摩尔概念摩尔是物质的量的国际单位，摩尔物质含有个基本粒子（阿伏伽德罗

16.02×10²³常数）摩尔任何物质的质量等于其相对分子质量（以克为单位）1摩尔的应用实例123计算反应物质量配制溶液浓度气体体积计算在化学反应中，利用摩尔比例关系可以摩尔浓度是化学实验中常用的浓度单在标准状况下，1摩尔任何气体的体积都准确计算所需反应物的质量或产生产物位，表示每升溶液中溶质的摩尔数约为

22.4升，这个关系在气体计算中非的质量常重要溶液升水中溶解摩尔1M NaCl11例如2H₂+O₂→2H₂O，2摩尔氢（

58.5克）NaCl1摩尔O₂在标准状况下体积为

22.4L气需要摩尔氧气1阿伏伽德罗常数的直观理解

6.02×10²³

22.4L阿伏伽德罗常数摩尔体积摩尔物质所含基本粒子的数目，这个数字标准状况下摩尔气体的体积，为气体计算11大得超出想象提供便利实验演示观察分子和原子的存在扩散现象溶解过程当我们在教室一角喷洒香水时，很快整个房间都能闻到香味这是因为香水分子在空气中不断运动，逐渐扩散到各个角落课堂互动分子和原子知识检测12判断题选择题分子是保持物质化学性质的最小粒子下列哪个是化合物？答案正确A.O₂B.H₂O C.N₂D.He答案B34计算题思考题计算18克水含有多少个水分子？为什么氢气和氧气反应能产生性质完全不同的水？解答18g÷18g/mol×

6.02×10²³=

6.02×10²³个提示从原子重新组合的角度思考复习总结核心概念分子和原子是物质的基本构成单元1基本性质2原子是化学变化的最小单位分子保持物质的化学性质发现历程从古代哲学思辨到现代科学实验3道尔顿、爱因斯坦、汤姆森、拉塞福的贡献布朗运动、电子发现、原子核发现化学应用化学键的形成机制共价键与离子键4分子结构决定性质以水分子为例摩尔概念连接微观与宏观世界实验现象证实微观粒子的存在与运动拓展阅读与思考量子世界原子结构的量子解释科学前沿探索深入了解夸克和电子的基本粒子世界，探索物质现代量子力学如何重新解释原子结构，电子云概当代科学在原子操控、纳米技术、新材料设计等最深层的构成秘密量子力学揭示了微观世界的率分布的物理含义，以及这些理论在科技中的应领域的突破，展望未来科技发展的可能性奇妙规律用我们今天所学的分子和原子知识，只是科学海洋中的一滴水真正的科学精神在于永不停止的探索和思考谢谢聆听探索微观世界理解宏观自然。