【人民教育出版社版】高校化学 選択必修 第2冊
この教材は、普通高校の化学課程における選択必修モジュールであり、微視的な物質構造(原子、分子、結晶)とその巨視的性質との間の内在的な関係を深く探求しています。
コース概要
📚 コンテンツ概要
本教材は普通高級中学校の化学課程における選択必修モジュールであり、微視的な物質構造(原子、分子、結晶)とその巨視的性質との間に内在する関係を深く探求している。
微視的世界の構造の謎に挑み、物質の性質の化学的本質を明らかにする。
著者: 人民教育出版社 教材研究所 化学課程教材研究開発センター
謝辞: 国家教材委員会専門家委員会2019年度審査通過
🎯 学習目標
- 原子核外電子の運動状態を説明でき、能層、能級、原子軌道および電子スピンなどの概念を理解する。
- 代表的な元素の基底状態原子の核外電子配置式および軌道表示式を正確に書き表すことができる。
- 核外電子配置規則を用いて元素の性質の変化傾向(電離エネルギーの変化、原子スペクトルの生成など)を説明できる。
- 結合の本質を理解し、σ結合とπ結合の形成特徴(軸対称性と鏡面対称性)を区別し、単結合、二重結合、三重結合における分布を把握する。
- 空間構造を予測する:価電子対反発モデル(VSEPR)を活用して孤電子対数を計算し、混成軌道理論(sp, sp², sp³)と組み合わせて分子の空間幾何構造を導き出せる。
- 物理的性質を説明する:結合の極性ベクトルに基づいて分子の極性を判断し、分子間力および「類似者は溶ける」法則を用いて物質の融点・沸点の傾向や溶解性を説明できる。
- プラズマおよび液晶の特性を説明でき、結晶と非晶質体の微視的構造および巨視的性質(自己模倣性、異方性)の違いを解説できる。
- 結晶格子の概念を理解し、「平均割り当て法」を用いて結晶格子内の原子数を正確に計算できる。また、X線回折が結晶構造の解析に果たす役割についても理解する。
- 分子結晶、共有結合結晶、金属結晶(電子ガス理論)、イオン結晶の微視的粒子および相互作用を区別して記述でき、過渡的結晶および混合型結晶の存在を理解する。
レッスン 共 3 课时 · 预计 9.0h
レッスン
Lesson
本课程介绍了原子结构的微观本质,重点阐述了光谱分析、能层与能级排布规则、电子云概率模型以及电子自旋等核心概念。通过学习这些内容,学生将掌握原子核外电子的运动规律,并能够运用能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则解释元素的电子排布及性质差异。
本课程深入探讨了分子结构与化学键的本质,重点解析了共价键中“头碰头”轴对称的σ键与“肩并肩”镜面对称的π键的形成原理及其对分子空间构型、旋转特性和化学活泼性的影响。通过对比乙烷、乙烯和乙炔等典型分子,学生将理解“结构决定性质”的核心公理,并掌握如何通过共价键的组合逻辑分析分子的几何美学与能量平衡。
本课程探讨了物质的聚集状态,重点介绍了等离子体、液晶及准晶等特殊物态,并深入分析了晶体与非晶体在微观结构、自范性、各向异性及熔点特征上的本质差异。通过学习X射线衍射(XRD)这一科学鉴定手段,学生将掌握区分晶体与非晶体的核心方法,并理解微观粒子排列规律如何决定物质的宏观物理性质。