于涛《科学史》教案03－04

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1、教案序号:教学课题物质结构的化学理论电磁理论的建立（两节）施教时间教学目标知识：理解道尔顿、门捷列夫、法拉第等人的成就及意义能力：培养学生透过现象分析原因的能力。思想：渗透科学发展观教育。教学重点、难点重点：物质结构的化学理论；电磁理论的建立。难点：同重点教学准备相关资料教学课件教学过程设计导入：十九世纪化学发展的最重要的成就之一，是科学的原子、分子论的提出，其他许多成果的提出都与它有着直接的联系。新课：第四节物质结构的化学理论一、原子一分子学说1、道尔顿的原子论提出化学原子论的是英国化学家道尔顿。当时化学家通过定量

2、分析已经认识到定比定律和当量定律。为了解释化合物和化学反应屮的数量关系，人们便联想到化学元素概念及希腊哲学家们所提及的原子概念，以及笛卡尔、牛顿等人所主张的物质微粒概念。道尔顿在前人和自己工作的基础上于1803年提出了最早的化学原子论和原子量表。他认为，化学元素由是非常微小的、不可再分的微粒一一原子组成，原子在所有的各种化学变化屮均保持自己的独特性质；同一元素的所有原子质量的各种性质特别是质量都完全相同，不同元素的原子质量不同，原子量是各种元素的特征性质；不同元素的原子以简单数目的比例结合，就发生化合。道尔顿的原子论

3、的建立是近代化学发展中的一次重要的理论综合。它把原子量作为区分化学元素的最本质的特征，这就为许多经验性的化学定律提供了明确的理论解释，使人们认识到一切化学现象内在的统一本质。道尔顿的原子论也有其局限性，它只承认原子的不可分性，没注意到原子和分子的区别，由此在原子量的测量方面引起了混乱。2、阿弗加罗德的分子论1808年法国化学家盖・吕萨克在研究各种气体在化学反应中体积变化的关系时，发现了气体反应定律：参加同一反应的各种气体，在同温同压下，其体积呈简单的整数比，进而又提出一个假说：在同温同压下，相同体积的不同气体含有相同

4、数目的原子。他的观点遭到道尔顿的坚决反对。道尔顿认为，元素的原子大小不一样，相同体积中不可能有相同数目的原子；他还指岀，若按盖•吕萨克的假说，在由一体积氧和一体积氮合成的二体积的氧化氮中，一个氧化氮复合原子就只能由半个氧原子和半个氮原子组成，这与原子不可分的观点直接对立。在这场争论屮，意大利物理学家阿弗加德罗细致考察了盖•吕萨克的实验定律和道尔顿对他的反驳，发现了矛盾的焦点，于1811年明确提出了分子的概念。他认为分子是具有一定特征的物质组成的最小单位，而原子只是参加化学反映的最小质点，单质的分子由相同元素的原子组成

5、，化合物的分子由不同元素的原子组成。由此修正了盖•吕萨克的假说，提出：在同温同压下，相同体积的不同气体含有相同数目的分子。阿弗加德罗和分子论和道尔顿的原子论相结合，形成科学的原子一一分子论，建立了物质结构的基本理论。但由于当时的化学家没有认识到分子概念的必要性，阿弗加德罗的分子论在以后50年的时间里没引起人们的注意。由于道尔顿坚持认为同类原子只能想到排斥，不可能结合成分子，人们拒绝了分子论，使化学符号的应用、化学反应式的表述和原子量的测定都陷入了混乱状态。半个世纪后，意大利化学家康尼扎罗在其《化学哲理课程大纲》的讨论

6、中，论述了分子和原子之间的区别和联系。提出只要接受阿费加德罗的分子论，就能把化学领域中的混乱一扫而清。他的观点得到各国化学家的赞同，从此，原子一一分子论得到了普遍的承认和应用。二、元素周期律的发现随着化学实验的发展，新的元素不断被发现，对各种元索性质的比较和分类逐渐成为一个重要课题。到1869年，已知的化学元素达63种，而且这期I'可的研究表明，元素的原子量同化学性质之I'可有着一定的关系，人们统一了原子量的测定。不久，法国和英国的科学家都发现，元素的性质随原子量的增加而呈周期性变化。在前人研究的基础上，俄国化学家门

7、捷列夫从元素周期率的基本观点出发，大胆修正了某些元素的原子量，于1869年排出了他的笫一张元素周期表，为化学元素周期律的发现做出了决定性的贡献。两年后，他又以《化学元素的周期性依赖关系》为题发表了第二个元素周期表。他指出：元素的性质和它们的化合物的性质与元素的原子量有周期性的依赖关系，还大胆预言了10多种未知元素的存在及其性质。这些修正和预言多数为后来的实验所证实。元素周期律的发现，揭示了各种元素之间的内在联系，实现了无机化学由经验到理论的飞跃，为元素的研究和新元素的寻找，提供了一个可遵循的规律。三、有机化学结构理论

8、的建立原子一分子论的确立对有机化学的发展起了推动作用。有机物的种类远远超过无机物。随着人们所认识的有机物质逐渐增多，研究有机物的分类和结构的问题便提到了化学发展的日程上来。18世纪是，瑞典化学家席勒即发明了提取有机酸的方法，使人们获得了更多纯粹的有机物。化学家拉瓦锡也将其氧化学说用于有机分析中，得出所有在机物均含碳和氢的结论。但有机化学尚处在概