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物質結構與性質,浙江省普通高中新課程教師培訓高中化學（選修ⅠB）,主講：慈溪實驗高級中學邵守燦,ssccx@0574-63039188,2009-10,※教材分析,※教學要求解讀,※教學方法建議,※課程標準,新課程標準中關于本模塊內容要求的4個一級主題:主題1原子結構與元素性質主題2化學鍵與物質的性質主題3分子間作用力與物質的性質主題4研究物質結構的價值,一、課程標準：,物質結構理論是現(xiàn)代化學的重要組成部分，也是醫(yī)學、生命科學，材料科學、環(huán)境科學、能源科學、信息科學的重要基礎。它揭示了物質構成的奧秘。物質結構與性質的關系，有助于人們理解物質變化的本質，預測物質的性質，為分子設計提供科學依據。在本課程模塊中，我們將從原子、分子水平上認識物質構成的規(guī)律，以微粒之間不同的作用力為線索，側重研究不同類型物質的有關性質，幫助高中學生進一步豐富物質結構的知識，提高分析問題和解決問題的能力。通過本課程模塊的學習，學生應主要在以下幾個方面得到發(fā)展：1．從科學家探索物質構成奧秘的史實中體會科學探究的過程和方法，增強學習化學的興趣；2．進一步形成有關物質結構的基本觀念，初步認識物質的結構與性質之間的關系；3．能從物質結構決定性質的視角解釋一些化學現(xiàn)象，預測物質的有關性質；4．在理論分析和實驗探究過程中學習辯證唯物主義的方法論，逐步形成科學的價值觀。,一、課程標準：,本模塊的作用,本模塊的內容和教學要求,本模塊的課程目標,二教材分析,知識體系,二、教材分析----教材編寫思路(體系框架)：,物質結構與性質,揭示物質結構的奧秘,微粒間作用力與物質性質,物質結構的探索無止境,結構探索的歷史與意義,金屬鍵金屬晶體離子鍵離子晶體共價鍵原子晶體分子間作用力分子晶體,結構研究的新課題,,,,,,,原子結構與元素的性質,,原子核外電子的運動元素性質的遞變規(guī)律,,分子空間結構與物質性質,分子構型與物質的性質配合物是如何形成的,,,,暫不作要求,暫不作要求,1、物質結構的探索歷程與研究價值(專題1與5)專題1揭示物質結構的奧秘（緒言）,從人類探索性質結構的歷程中了解人類研究物質結構的常用方法（理論研究、實驗研究、假說、模型等）、取得進展的緣由。了解人類研究物質結構的意義，所取得的成果在科學發(fā)展和社會進步中的積極作用，激發(fā)對“物質結構與性質”學習的自主性和積極性。,二、教材分析----教材編寫思路(具體分析)：,編寫思路,專題5物質結構的探索無止境,1．研究物質結構與性能的關系2．研究化學反應的量子力學理論3．研究生命現(xiàn)象的化學機理,了解人類探索物質結構的價值，認同“物質結構的探索是無止境的”觀點。認識在分子等層次研究物質的意義。進一步激發(fā)學習化學興趣，樹立從事化學化工研究的志向。,2、從三個層次認識物質結構與性質的關系(專題2－4),了解并能描述元素原子核外電子的運動狀態(tài)（電子云、原子軌道）、排布規(guī)律了解原子核外電子的運動。了解s、p原子軌道的形狀。認識并能說明描述不同元素（1-36號元素，周期表中各分區(qū)元素）原子結構的變化規(guī)律（核外電子排布的周期性、第一電離能的周期性）認識并能描述元素電負性的周期性認識并能運用上述知識說明、解釋元素的金屬性、非金屬性差異、形成化學鍵的類型、對成鍵電子的吸引力知道原子核外電子在一定情況下會躍遷，了解其簡單應用。,（1）從原子結構知識認識為什么元素組成是決定物質性質的重要因素,編寫思路,原子結構,從學生已有經驗出發(fā)讓學生通過學習活動建構知識幫助學生了解知識的應用,決定,知道并能描述三種化學鍵的形成與三類晶體的特點，能說明晶體中化學鍵類型對晶體性質的決定作用；認識說明金屬晶體的密堆積，了解晶胞與晶體的關系；了解什么是離子晶體晶格能，了解它與離子晶體性質的關系，能應用晶格能說明物質的某些性質，了解怎樣運用晶胞結構模型說明晶體的組成；認識共價鍵的類型（?、?鍵、極性鍵、非極性鍵）能從成鍵原子核外電子排布特點分析共價鍵的方向性、飽和性、共價分子的組成與鍵型，能運用共價鍵的參數說明共價鍵的穩(wěn)定性；了解原子晶體熔點、硬度與其結構的關系；系統(tǒng)認識三種化學鍵本質、影響鍵強弱的因素、是否有方向性、飽和性；了解兩種常見分子間作用力及其對物質性質的影響；比較四類晶體結構與性質特點。,(2)微粒間作用力類型與物質性質的關系,編寫思路,通過具體實例了解分子的空間構型的含義、能運用原子軌道、雜化軌道理論說明簡單分子的空間構型；了解如何運用結構原理分析、判斷分子的空間構型（運用價電子對互斥理論確定分子的空間構型，運用等電子原理判斷簡單分子或離子的空間構型）；認識分子的極性并能簡單說明分子極性的緣由、對物質某些物理性質的影響；認識手性分子的特點；能通過實例說明分子立體結構對物質性質（極性、穩(wěn)定性、手性、物理性質的相似性等）的影響；能運用分子結構的原理說明生產生活中的一些相關問題。,(3)分子結構怎樣影響物質性質的關系,編寫思路,結構模擬,極性、旋光性、溶解性,揭示分子構型與物質性質的關系,圖4-8NH3、H2O分子結構示意圖,必修與選修模塊內容的關系,選修模塊：比較深刻從三個層次認識物質結構、結構與性質的關系。1.為什么說“物質的元素組成、分子結構、晶體結構都是決定物質性質的重要因素？2.不同元素的原子結構的相似性與差異為什么會影響物質的性質？3.物質中微粒間作用力類型與物質性質有什么關系？4.分子結構怎樣影響物質的性質？,必修模塊：提供結構與性質關系的感性知識與初淺的解釋：如，鹵素（堿金屬）單質性質的相似與差異；碳、氧單質的同素異形現(xiàn)象；乙醇、二甲醚等同分異構現(xiàn)象；干冰、石英等不同類型晶體性質差異等等。,,二、教材分析----,三、教學要求解讀與教學方法建議,總體情況：高中化學新課程將“物質結構與性質”作為選修模塊3，就是在以提高學生科學素養(yǎng)為核心的前提下，幫助學生體會科學探究的過程和方法，通過學生自己不斷探索，理解物質構成的奧秘，增強學習化學理論知識的愛好，提高抽象思維能力，是對高中必修課程之后，對物質結構理論的拓展與加深?！段镔|結構與性質》是一門屬于化學基本概念和原理的課程，教學中要多采用活動探究：如實驗、模型制作、方案設計等，引導學生自主學習，啟迪思維，對這門課程的學習會有很大的幫助。教材安排了一些需要學生動手的活動探究，教師在選擇與運用教材時可根據教學設計的需要適當補充一些有助于學生建構知識形成的實踐活動，幫助學生體驗理論探究的過程。,三、教學要求解讀與教學方法建議,總的教學建議：1、注重運用“性構相依”的學科思想2、合理運用模型方法啟迪學生思維3、不宜對微觀結構知識進行濃度挖掘4、提高學生“宏觀－微觀”轉換的能力，培養(yǎng)學生良好的化學思維品質,三、教學要求解讀與教學方法建議----專題1教學要求,三、教學要求解讀與教學方法建議----專題1教學方法建議,研究物質的微觀結構，不僅有利于人類真正理解物質的本質及其變化，更有助于新元素、新物質的發(fā)現(xiàn)和新理論的創(chuàng)設。通過本專題的學習，讓學生更為清晰地認識到在分子、原子層面研究物質的意義，了解研究物質微觀結構的實驗方法和手段、元素周期系的應用價值，初步認識物質的結構和性質間的關系。通過閱讀或收集化學發(fā)展史和科學家在物質結構探索方面的資料，在交流討論中真切地體會研究物質結構的價值，學習辯證唯物主義的方法論，逐步形成科學的價值觀。因此本專題教學過程中可從以下幾個方面著手：,三、教學要求解讀與教學方法建議----專題1教學方法建議,1、要讓學生認識到化學與技術、社會發(fā)展是密不可分的。2、要充分利用各種教育素材，對學生進行科學方法和科學態(tài)度等方面的教育，注意和現(xiàn)代化學科學發(fā)展聯(lián)系起來，開拓學生的視野。3、要讓學生感受探究研究物質結構的意義，揭示科學家探索物質結構與性質的過程和方法。,從物質結構研究歷程，了解化學科學的發(fā)展：1803年道爾頓原子學說1811年分子概念1860年確立原子分子論1869年發(fā)現(xiàn)元素周期律1903年湯姆遜模型1911盧瑟福模型1913玻爾分層排布模型19世紀中葉碳鍵與有機化合物分子結構研究19世紀末20世紀初微觀粒子的波粒二象性量子力學模型（原子軌道）,物質結構研究的幾個重要歷程,三、教學要求解讀與教學方法建議----專題2教學要求,[第一單元],三、教學要求解讀與教學方法建議----專題2教學要求,[第二單元],三、教學要求解讀與教學方法建議----專題2教學方法建議,在義務教育初中階段和高中化學學習中，學生已經對原子核的結構和核外電子排布有了一定的認識，并能夠運用微粒的觀點來解釋有關的化學反應過程。本專題在學生已有知識經驗的基礎上，讓學生進一步了解核外電子的運動情況，從能級的角度來看待核外電子的排布，并在了解電離能和電負性的前提下，用新的觀點來說明元素的某些性質和相應的化學反應原理。在本專題的教學中，為幫助學生理解，可以讓學生討論元素周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子核外電子排布及其與主族元素電離能、元素電負性變化的關系，在討論的過程中形成對元素性質周期性變化的整體認識。因此本專題教學過程中可從以下幾個方面著手：,三、教學要求解讀與教學方法建議----專題2教學方法建議,1、引導學生把握概念的內涵2、豐富課程資源3、把握好教學的深度與廣度4、加強教學的探究性,三、教學要求解讀與教學方法建議----專題3教學要求,[第一單元],三、教學要求解讀與教學方法建議----專題3教學要求,[第二單元],三、教學要求解讀與教學方法建議----專題3教學要求,[第三單元],三、教學要求解讀與教學方法建議----專題3教學要求,[第四單元],三、教學要求解讀與教學方法建議----專題3教學方法建議,微粒間的作用力分化學鍵和分子間作用力兩類。原子之間的鍵合作用以及化學鍵的破壞所引起的原子重新組合是最基本的化學現(xiàn)象。弄清化學鍵的性質和化學變化的規(guī)律不僅可以說明各類反應的本質，而且對化合物合成起指導作用。學生在必修教材中已經初步認識了化學鍵的涵義，知道了離子鍵和共價鍵的形成。本專題在此基礎上，深化學生對離子鍵和共價鍵的理解，了解衡量離子鍵強弱程度的標志，知道共價鍵的主要類型及其性質，并能運用所學知識解釋相關的具體事實。分子間作用力是除化學鍵外，微粒之間最為主要的一種相互作用。要讓學生澄清化學鍵與分子間作用力之間的區(qū)別，理解分子間作用力對物質的性質、狀態(tài)等的影響，使學生形成更為完整的有關物質結構的基本觀念，并能解釋一些化學現(xiàn)象，預測物質的有關性質。氫鍵也是分子間作用力的一種，但它又有一定的特殊性，要讓學生了解氫鍵存在對物質性質的影響。,三、教學要求解讀與教學方法建議----專題3教學方法建議,因此，在本專題的教學中，可以通過制作各種晶體的結構模型，并組織討論，使學生了解金屬晶體、離子晶體、原子晶體和分子晶體的基本特征，并解釋有關物質的性質。要多開展討論活動，讓學生在討論交流的過程中不斷加深認識認識、深化理解，為學生的未來學習和發(fā)展打下更為堅實的理論基礎。本專題教學過程中可從以下幾個方面著手：,三、教學要求解讀與教學方法建議----專題3教學方法建議,1、注意內容銜接2、抓住一條主線3、關注物質共性4、加強知識融合5、突出強弱分析6、運用直觀教具,請多多指教！,