物质结构与性质杨光辉

高中化学新课程结构化学1化学2必修模块选修模块认识化学科学化学实验基础常见无机物及其应用物质结构基础化学反应与能量化学与可持续发展化学与生活化学与技术化学反应原理有机化学基础物质结构与性质化学实验高中化学新课程要求高中毕业（6学分）：学生在学完化学1、化学2模块之后，至少还应学习选修课程中的一个模块，以达到高中化学课程学习的毕业要求。理工类（8学分）：鼓励有此发展方向的学生，在选修6个模块中，根据兴趣选择2个模块。化学类（12学分）：鼓励有此发展方向的学生，在选修6个模块中，根据兴趣选择4个模块。尽可能多的拓宽自身的知识面，提高其化学学科素养。吉林省选修模块开设要求年级高一高二高三学期上学期下学期上学期下学期上学期下学期学段ⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣ模块化学1化学2理科选修4选修5,3,2选一选修5,3,2选一复习文科选修1周课时2课时/周2课时/周2课时/周4课时/周4课时/周一、模块的功能定位•设置目的“了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质的关系，提高分析问题、解决问题的能力。有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据。”学习对象对化学极有兴趣、有良好的理科基础、有志于向化学及其相关专业发展的部分高中学生。二、课程标准的总体要求•从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣；•进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系；•能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质；•在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。◆义务教育：关于物质构成的奥秘、原子的构成、核外电子排布的简单知识，侧重使学生建立“物质是由微粒构成的”基本观念。1.认识物质的微粒性，知道分子、原子、离子等都是构成物质的微粒。2.能用微粒的观点解释某些常见的现象。3.知道原子是由原子核和核外电子构成的。4.知道原子可以结合成分子、同一元素的原子和离子可以互相转化，初步认识核外电子在化学反应中的作用。三、与其它模块的关系◆共同必修2：侧重建立物质结构基础的核心概念.知道元素、核素的涵义.了解原子核外电子的排布,能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，了解原子结构与元素性质的关系.能描述元素周期表的结构,知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。认识化学键的涵义，知道离子键和共价键的形成。三、与其它模块的关系◆在有机模块和化学与生活模块:涉及少量化学键和晶体结构知识的简单介绍及应用。物质结构与性质模块：强调从原子、分子水平认识物质构成的规律，以微粒间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的性质。包括4个主题：•主题1原子结构与元素性质•主题2化学键与物质性质•主题3分子间作用力与物质性质•主题4研究物质结构的价值本模块知识从学科知识的逻辑结构和学生的认知特点角度分析，是“深入提高”阶段。对物质结构相关知识的组织从义务阶段到高中必修段，再到选修阶段，遵循着从“入门”到“发展”再到“深入提高”的螺旋上升与发展的路径。义务段高中段物质构成的奥秘物质结构基础物质结构与性质必修选修物质的微粒性初步建立科学的物质观元素与物质的关系原子与元素的关系原子的内部结构特点与元素性质的关系化学键与物质结构、化学反应中物质种类变化的关系原子结构与元素性质化学键与元素性质分子间作用力与物质性质研究物质结构的价值物质结构核心观念的建立进一步丰富物质结构知识提高分析、解决问题能力入门发展深入提高义务段与高中段物质结构知识对比主题1原子结构与元素的性质大纲内容(必+选)课程标准的内容1、原子序数（B）2、核素（选学）3、同位素（A）4、核外电子运动的特点（A）5、核外电子排布规律的初步知识（B，能画出1～20号元素的原子结构示意图）1.了解原子核外电子的运动状态。2.了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。3．能说出元素电离能、电负性的含义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。4．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。四、课标与教学大纲的对比分析主题1原子结构与元素的性质大纲中的实验活动课程标准的活动与探究建议观看录像：1、原子结构模型的转变2、同位素及其应用①讨论：元素周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律。②参观、观看影像或资料：原子吸收和发射光谱分析。③阅读与交流：原子操纵技术。④讨论：主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系。⑤查阅有关元素的电负性资料，解释元素的“对角线”规则，列举实例予以说明。主题2化学键与物质的性质教学大纲(必+选)课程标准的内容1．化学键（A）2．离子键和离子化合物共价键和共价化合物（C，能用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成。）3．极性键和非极性键（C）1．能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2．了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。3．知道共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。4．认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，能说明简单配合物的成键情况。主题2化学键与物质的性质教学大纲(必+选)课程标准的内容4．极性分子和非极性分子（B）5．离子晶体（以NaCl为例）原子晶体（以金刚石、SiO2为例）分子晶体（以干冰为例）金属晶体（B）5．了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。6．结合实例说明“等电子原理”的应用。7．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。8．知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。9．能列举金属晶体的基本堆积模型。主题2化学键与物质的性质大纲中的实验活动课程标准的活动与探究建议（1）演示实验：钠在氯气中燃烧；氢气在氯气中燃烧（（2）观看录像：分子的形成（3）制作简单的分子模型①制作典型的离子晶体结构模型。②比较氯化钠、氯化铯等离子晶体的结构特征。③实验探究：熔融盐的导电性。④实验探究：明矾或铬钾矾晶体的生长条件。⑤查阅资料：晶格能与岩浆晶出规则。⑥运用模型研究：P4、P4O6、P4O10等共价分子的结构及相互联系，并预测其化学性质。主题2化学键与物质的性质大纲中的实验活动课程标准的活动与探究建议（4）展示几种晶体模型和实物（5）观看录像：晶体世界（6）制作几种晶体模型⑦利用模型等分析金刚石晶体与石墨晶体的结构特点，讨论两者性质的差异。⑧阅读与交流：配位化学的发展及其对现代化学的贡献。⑨查阅N2、CO的有关数据并进行比较。⑩查阅资料：“手性分子”的合成及应用。⑾讨论：为什么金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性？主题3分子间作用力与物质的性质教学大纲（必+选）课程标准的内容1.分子间作用力（B）2.H2O、NH3、HF中的氢键（A）3.各类晶体的模型（微粒和微粒间的相互作用）和性质的一般特点（B）4.晶体的类型与物质熔点、硬度、溶解性、导电性等的关系。（B）1．结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。2．举例说明分子间作用力对物质的状态等方面的影响。3．列举含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质的影响。4．知道分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。主题3分子间作用力与物质的性质大纲中的实验活动课程标准的活动与探究建议①讨论：卤素单质和卤化氢熔、沸点变化有什么规律？②实验：“相似相溶”规则的实际应用。③讨论：邻羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸的沸点和溶解度差异的原因。④讨论：水的特殊性。主题4研究物质结构的价值大纲课程标准的内容1．了解人类探索物质结构的价值，认同“物质结构的探索是无止境的”观点，认识在分子等层次研究物质的意义。2．知道物质是由微粒构成的，了解研究物质结构的基本方法和实验手段。3．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。4．初步认识物质的结构与性质之间的关系，知道物质结构的研究有助于发现具有预期性质的新物质。主题4研究物质结构的价值活动课程标准的活动与探究建议①讨论：模型在探索原子结构中的应用。②观看影像：金刚石的制造。③阅读与讨论：元素周期表的发现与应用。④收集有关20世纪科学家在物质结构探索方面的资料，并进行交流讨论。⑤讨论：稀有气体化合物的发现给我们什么启示？五、课程标准的主要变化•能级、电离能、电负性•原子核外电子的跃迁•晶格能•配位键•价层电子对互斥模型•杂化轨道理论•手性分子•等电子原理•金属晶体的基本堆积模型选择性时代性基础性六、人教版教材简介(一).人教版教材的编写指导思想与设计特点1.完全依据《课程标准》,充分容纳了活动与探究建议的具体内容.2.体系力求与必修2中的物质结构知识的雷同,以免学生有”学过了”的感觉.3.切实把握基础性----深难度适中,素材精选,不面面俱到.4.充分体现时代性.例如:(1)在43页介绍了:Chemsketch软件;在25页和85页分别介绍了一些重要的网络资源;(2)在”科学视野”拦目初步介绍了一些现代化的物质结构的测试技术,33页、37页和62页分别介绍了质谱、红外光谱和X射线衍射等技术;(3)介绍了当代社会的热点问题,如67和68页的”金刚石”和”可燃冰”的问题.5.恰当的增加了选择性.6.理论联系实际.7.关注学生的心理特征.原子结构与性质分子结构与性质晶体结构与性质原子结构原子结构与元素的性质共价键分子的立体结构分子的性质晶体的常识晶体与原子晶体金属晶体离子晶体二.人教版教材结构物质结构与性质原子分子晶体核心线索•结构线索逻辑关系清晰：原子分子晶体•内容线索力求符合学科本身的内在逻辑性，主次分明，主要线索线性化（结构与性质），次要枝节散点化（在正文适当位置以科学视野、科学史话、资料卡片等阅读材料的形式呈现）三.人教版教材的内容特点1.原子结构与性质力求简单易懂，通过有关物理知识和物理实验背景的知识，以能够用来使学生形成共价键和分子结构的基础为限度;分子结构与性质重点介绍了共价键和共价分子，适当补充了配位键和配合物的知识；金属键则在讨论金属晶体时介绍;离子键在必修2中已经有了充分的介绍,故本模块没有涉及。2．本书设置了趣味性十足的引言,目的是让学生对物质结构与性质关系有一个明确的认识，以提高学生的学习兴趣,具有的很强的可阅读性．3．教科书的第一章首先以引起学生极大好奇心的宇宙大爆炸——“元素的起源”引出，使教科书从一开始就给人以新鲜感。接着单刀直入地让学生掌握中学水平的原子结构的重点知识——电子排布式,目标明确,重点突出.在理解构造原理时应注意的几个问题•1.构造原理是量子力学建立以前的一个经验规律,是可以通过原子光谱确定的.只要求学生知道并会使用,不要求对它做任何解释.•2.构造原理对应能量最低原理,能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低的状态”,而不是说电子填充到能量最低的轨道中去.如Fe和Fe2+26个电子的Fe的电子排布式:[Ar]3d64s2;而不是:[Ar]3d8;而24电子的Fe2+的电子排布式:[Ar]3d6;而不是:[Ar]3d44s24．在介绍原子光谱和激发态时，提出与激发态对立的“基态”的概念，点明按照构造原理得到的电子排布式只适合基态，直接将基态与能量最低原理联系起来，能量最低原理变得自然了．在理解光谱和激发态时应注意的几个问题•1.“激发态”是原子不稳定的状态,可以有许多个,而“基态”是原子最稳定的状态,只有一个.•2.激发态和基态之间(激发态之间)的变化----跃迁,产生了光谱.•︱E2-E1︱=︱ΔE︱=hγ=hλ/c5．通过微观粒子的运动特点,很自然的给出了电子云的概念,很快发展到原子轨道概念，既满足了学生的好奇心，又不知不觉地掌握了原子结构知识，并把重点集中在原子轨道的“数”和“形”上，形仅限于s