配套中学教材全解工具版-专题5 物质结构的探索无止境（苏教版选修3）.doc

专题5 物质结构的探索无止境【教材内容全解】一、研究物质的结构与性能的关系1.物质的结构是决定物质性质的重要因素2.物质的结构包括构成物质的微粒间的相互作用、分子的构型、手性等3.物质的性质包括物理性质和化学性质、生物活性和生理活性等4.物质的结构与性质的关系（1）元素原子的结构决定元素的性质，这一点可以以元素周期表的“位—构—性”关系得以体现2）同一种分子组成的物质性质可能不同如C2H6O有两种不同结构：乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3—O—CH3），前者与水互溶而后者不能；前者能与金属钠反应，与乙酸发生酯化反应，消去反应等，而后者很难发生类似的反应乙醇和甲醚是同分异构体，同分异构体的存在说明物质结构是决定物质性质的重要因素3）分子组成不同，若结构相似，则其化学性质或物理性质有相似之处例如，等电子体的性质相似就说明了此问题再如，分子空间构型相同的物质，其极性相似4）不同类型的晶体晶体分为离子晶体、原子晶体、金属晶体、分子晶体构成物质的微粒不同，微粒的排列方式不同，微粒间的作用力不同导致各类晶体有不同的性质如原子晶体硬度、熔沸点很高，是电的不良导体等；而金属晶体是电的良导体，有良好的机械加工性能等；分子晶体熔沸点低等。

5.研究物质的结构与性能的关系的意义（1）研究镧系元素的结构与性质的关系，寻找功能奇特的光、电、磁等材料2）研究影响生物大分子的生物活性和生理活性的结构因素，揭示人类生命运动的机理3）研究材料的结构与性能的关系，制得强度大、密度小、稳定性好、耐腐蚀的合成材料，如合成具有共价键强度的高分子纤维二、研究化学反应的量子力学理论1.利用已知化学反应的原理，通过操作实现物质的转化，制备人类生活和生产所需要的各种新材料是化学服务于人类的重要方式2.化学反应所解决的问题两个或多个分子之间能否发生化学反应，能否生成预期的分子，需要什么催化剂才能在温和条件下进行反应，如何指导控制化学反应，如何预测化学反应的速率及如何确定化学反应的途径等也就是化学反应的发展趋势是如何让反应条件趋向于温和、产率高、速率快、副反应少、排放少、污染少、价格低、生产流程简单的方向发展3.量子力学理论揭示化学反应的实质随着化学反应的量子力学理论的建立和相关技术的进〗一步发展，人类将进入一个崭新的世界，研究量子力学理论可以更好地利用化学变化，使化学变化有目的地发生，生成预期的分子；利用催化剂可以让某些反应在温和的条件下进行；控制化学反应；预测化学反应的速率；确定化学反应的途径。

三、研究生命现象的化学机理对物质结构的研究可以给药物制备、生命奥秘、人体调节等方面带来福音，并且可以进行人造器官的制造和医用高分子材料的应用和研制1.化学科学的成果在过去的100多年里，化学作为一门实用的创造性科学，已经为人类认识物质世界和人类的文明进步作出了巨大的贡献用化学方法合成的数以千万计的物质，为阐明生命的起源、发现生物活性物质、开发新材料及合成新药物奠定了理论和实验基础化学创立了研究物质结构的理论、方法和实验手段，初步揭示了物质的结构与性能之间的关系和规律，为设计具有各种特殊功能的新物质提供了有效的方法和手段2.前沿的化学科学发展探寻人类和生物的生命运动的化学机理，无疑是21世纪化学科学亟待解决的重大课题之一例如，研究配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理，人们就能进行药物设计，有助于合成高效无毒副作用的药物；搞清楚食草动物胃内的酶如何把植物纤维分解为小分子的反应机理，就能为充分利用自然界丰富的植物纤维资源打下基础；合成具有生物活性和生理活性的分子，可帮助人类揭示生命的奥秘；了解活体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机理，创造“新陈代谢”的目标就能得以实现四、物质的结构和性能关系的规律化学研究的对象是物质及其变化，找出事物之间的客观规律，抓住事物变化的本质，就可以理解其变化的原因。

物质的结构和性能的关系如下：结构决定性质，性质反映结构，性质决定用途。