结构化学结构化学

结构化学结构化学（12篇）

1.结构化学结构化学 篇一

《结构化学》课程教学大纲

（供应用化学专业使用）

一、课程性质

结构化学是应用化学的专业基础课。本课程是在学生已经学过高等数学、物理学、无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的基础上，在进一步从原子、分子的水平上研究物质微观结构以及结构与性能间的关系的学科。要求学生系统地掌握结构化学的基本原理、基本方法与基本技能，通过各个教学环节培养学生独立思考、独立分析和创新的能力，使之具有一定的分析和解决化学方面实际问题的能力，从而为进一步学好专业课程及今后从事科学研究，奠定良好的化学理论基础。

考虑到应用化学专业的培养方向，本课程在内容的选材上突出了基础和实用性。选择了化学键理论，原子结构，晶体化学等为主要内容，使学生通过对化学键理论的学习，为深入学习有关的知识打下基础，通过对晶体组成结构与性能之间关系的学习，为材料科学的学习打下基础。

本课程理论讲授共54学时，3学分。理论教学主要通过课堂讲授，多媒体影视课件、习题课(或课堂讨论)、演算习题、自学及实验等教学形式，达到学习本课程的目的。

二、教学内容与要求 量子力学基础和原子结构。这部分内容在第一～三章中讲授。要求了解量子力学的基本假设，掌握氢原子的薛定谔方程及求解要点，提高对原子结构的认识，深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子中心力场近似法及He原子的变分法处理，了解核外电子排布的依据，了解角动量的偶合及原子光谱的意义。化学键理论和分子结构。这部分内容主要在第五章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论：分子轨道理论、价键理论和配位场理论。要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，了解S－P杂化轨道的组成及键角公式。掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用，了解前线轨道理论。要求掌握配位场理论在配合物结构中的应用，以及s-p 配键配合物和多原子p 键配合物的结构。

点阵理论和晶体结构。这部分内容主要在第四、六、七章中讲授。要求掌握晶体周期性结构的特点及由此特点决定晶体的各种性质。了解单晶、多晶衍射法的基本原理，了解金属、离子化合物、分子化合物等各类晶体结构的基本型式及规律。

绪论

结构化学课程的任务、内容、在现代化学各学科中的应用及学习方法(1学时)

第一章 量子力学基础知识 教学要点: 从黑体辐射、光电效应、电子衍射三个基本实验事实出发，得出了光和实物微粒具有波粒二象性这一基本特性。由微观粒子的波动性获得测不准关系式，它表明微观粒子没有同时确定的坐标和动量，要用波动力学来描述，根据微观粒子能量量子化和波动性，在许多科学家大量工作总结的基础上，提出了作为量子力学理论基础的若干基本假设，在此基础上以一维势箱粒子为实例，介绍了量子力学解决问题的途径和方法。本章许多基本概念抽象难懂，但它是后面原子结构和分子结构各章学习的基础，必须重视。不少学生对结构化学的学习感到困难与量子力学基础中一些基本概念，特别是几个基本假设没有深入理解很有关系，建议同学们在基本概念的理解上多花点功夫。教学时数: 课堂讲授8学时 教学内容: 1-1 实物微粒的波粒二象性

1-2 微观粒子的运动状态及其运动规律 1-3 量子力学基本假设

1-4势箱中运动的粒子—共轭分子的自由电子模型 考核要求: 了解：黑体辐射，光电效应，氢原子光谱的基本现象； Planck量子假设，Einstein光子学说和Bhor原子结构理论的基本内容；测不准原理的涵义并能用于判断客体运动符合量子力学还是经典力学。理解：波函数的基本涵义和性质，及态叠加原理的意义；Schrodinger方程的建立过程及其物理涵义；量子力学用于微观体系的一般步骤；量子力学处理一维势箱粒子（能量量子化现象，零点能效应，节点现象，隧道效应）。

掌握：微观粒子波粒二象形的本质及其统计解释；算符的基本概念；本征函数，本征值和本征态的概念；力学量平均值计算，量子力学的基本假设。

第二章 原子的结构和性质

教学要点: 求解薛定谔方程初学者往往感到数学复杂，实际上结构化学这门课并不要求对该方程完整求解，关键在于搞清解的基本思路就可以了。按势能函数→球极坐标Laplace算符→Schrodidger方程→变量分离得常微分方程→解方程得n、l、m量子数，能级表达式和波函数这样的思路进行理解。量子数的物理意义与用量子数求相应物理量有关，物理量各表式来源子量子力学，主要在于理解物理意义。应多花功夫深入理解波函数ψ和电子云ψ2的图形，特别是经向分布图和原子轨道等值线图和角度分布图的作图方法和图形的物理意义，其余部分主要在于理解基本概念和量子力学基本假设有关的各种计算 教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容: 2-1 单电子原子的薛定谔方程及其解 2-2 量子数及其意义 2-3 波函数和电子云的图形 2-4 多电子原子的结构 2-5 原子光谱 考核要求: 了解:自洽场方法的基本思想；Zeemann效应；中心立场近似和屏蔽模型的物理意义。

理解：氢原子的Schrodinger方程的求解过程；能量状态和Virial定理；原子状态和角动量加和规则的物理涵义；原子光谱选律及其在碱金属原子中的应用；正确理解元素周期律的本质和核外电子排布规律。掌握：量子力学讨论微观体系的方法和步骤；氢原子Schrodinger方程解的物理意义（量子数n，l，m，原子轨道及其表示方法，波函数和电子云的图象及其特征）；电子自旋假设的基本涵义，Pauli原理的物理意义，单电子假设的基本思想及其在处理多电子体系中的作用；正确书写原子光谱项的方法。

第三章 双原子分子的结构和性质

教学要点: 由分子体系中Schrodinger方程解得的波函数ψ，反映了分子体系中单电子的运动状态，称ψ为分子轨道，本章讨论的许多内容均与该概念有关，因此必须结合量子力学基本假设进一步深入理解分子轨道概念，同时还应把分子轨道与变分原理结合理解。变分法用原子轨道线性组合近似表示分子轨道，利用求极值方法调节组合系数，求得能量最低时对应的波函数（分子轨道）和相应的能量表达式，对线性变分原理有完整正确的理解，才能对分子轨道理论的由来有正确的理解，因为这部分内容较抽象难懂，学习过程中应细心领会，每学一节，首先想一想，它要回答什么问题，分子轨道的分布特点和分类，要认真分析分子轨道示意图的特点以及它与各种化学键之间的联系。教学时数: 课堂讲授8学时 教学内容: 3-1 H2+的结构和共价键的本质 3-2 分子轨道理论 3-3双原子分子的结构 考核要求：

理解：Born-ppnheimer近似的物理意义；线性变分法对双原子分子的应用。

掌握：分子轨道理论处理H2+分子的基本假设（变分函数的构成）和主要结论（Haa，Hbb，Sab的物理意义，体系能量曲线，电子云分布）；分子轨道理论的基本要点（单电子近似，LCAO-MO方法，成键三原则）；分子轨道的类型，符号能级次序及电子的排布规则；分子轨道理论处理双原子分子结构的一般过程和重要结论；能正确给出分子键级、磁性等；学会利用分子光谱光和电子能谱的信息判断分子结构及成键性质。

第四章 分子的对称性

教学要点: 要确定分子的点群，首先必须知道分子的空间结构，再根据空间结构找出分子全部独立的对称元素。对于较复杂的分子，根据空间结构确定对称元素，要凭空间想象来进行，具有一定的困难，往往是独立的对称元素找不完全。为了克服学习中的困难，学习过程中应当借助分子结构模型来确定对称元素，注意掌握各类点群对称元素的特点。

教学时数: 课堂讲授4学时 教学内容: 4-1 对称操作和对称元素 4-2 对称操作群与对称元素的组合 4-3 分子的点群

4-4 分子对称性与偶极矩和旋光性的关系 考核要求：

理解：对称操作的组合规则和对易规则，熟悉群的基本概念；分子对称性和分子物理性质之间的关系（偶极距，旋光性）。

掌握：对称元素和对称操作的基本概念（恒等，旋转，反映，象转，反演）；分子点群的分类方法。

第五章 多原子分子的结构和性质

教学要点: 多原子分子的结构和性质与双原子结构和性质两章之间有较紧密的联系，学习本章必须对第三章中线性变分原理和分子轨道理论的基本要点有完整的理解，在此基础上就容易深入领会HMO法的基本假定和处理方法，掌握共轭分子体系的结构和性质。教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容: 5-1简单分子轨道理论 5-2 价键理论简介 5-3 杂化轨道理论 5-4离域分子轨道理论 5-5配位场理论

5-6 分子轨道的对称性及反应机理 考核要求：

理解：杂化轨道波函数的构造方法，Huckle处理共扼有机分子时引进的假设等

掌握：杂化轨道理论的基本要点，以及等性和不等性杂化轨道的计算方法；Huckle分子轨道理论的基本要点及对共扼有机分子和简单无机分子的处理方法；大P 键的概念，类型及形成条件；用Huckle分子轨道理论计算分子图的方法和分子图中各数据的物理意义。

第六 章 晶体结构

基本要求：

掌握晶体结构的点阵理论和晶体对称性的知识，了解X射线衍射法的原理及应用。掌握解金属晶体，离子晶体，共价晶体，分子型晶体的结构和性质，掌握常见而重要的若干晶体的结构和性质。教学要点：

1．晶体结构的周期性和点阵。2．晶体的对称元素和对称操作。3．晶胞的定义。4．7个晶系。5．晶体学点群。

6．点阵点指标、晶棱指标、晶面指标。教学时数: 课堂讲授10学时 教学内容与考核要求： 6-1晶体结构的周期性 6-2 晶体的宏观对称性 6-3 晶体的定向和晶面符号 6-4晶体的微观对称性 6-5 晶体的230个空间群 6-6 离子晶体

6-7共价晶体、分子晶体、和混合键型晶体 6-8 共价半径、原子半径、离子半径

第七章 物质结构分析方法简介

教学要点: 了解测定分子和晶体结构的实验方法。着重了解分子光谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理，以及这些方法在测定结构中的作用和应用范围，为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的基础。

教学时数: 课堂讲授4学时 教学内容: 7-1 X射线衍射分析 7-2 分子光谱 考核要求：

理解：分子光谱、X射线衍射等方法所依据的基本原理。掌握：一些简单光谱实验的应用。

三、教学时数分配

本课程总学时为54学时

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课程内容..................................................学时

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绪论...........................................................1 第 一 章 量子力学基础知识......................................8 第 二 章 原子的结构和性质......................................10 第 三 章 双原子分子的结构和性质................................8 第 四 章 分子的对称性..........................................4 第 五 章 多原子分子的结构和性质................................10 第 六 章 晶体结构.............................................10 第 七 章 物质结构分析方法.....................................3 ——————————————————————————————————————

四、教学方式

采用多媒体教学与传统教学相结合的方式；以课堂讲授为主，并配合模型实习、课堂讨论等形式。讲授过程中插入练习或思考题、使学生不会因信息量太大而难于接受。在课堂讲授、作业、习题课、辅导答疑、考试等教学的各个环节，把最新的科研成果纳入教学内容之中；着力改革教学方法，既教学生知识又教学生获取知识的方法，培养和锻炼学生科学的思维方法，提高学生的科学思维能力，帮助和启发学生勤奋学习，刻苦锻炼，提高分析问题和解决问题的能力。

五、考核方式

期末闭卷考试

参考书目：

1.周公度，段连运《结构化学基础》(第四版)，北京大学出版社2008 2.林梦海等编，《结构化学》(第二版)，北京: 科学出版社，2008 3.李炳瑞编著，《结构化学》，北京:.高等教育出版社，2004 4.李奇等主编《结构化学》)，北京师范大学出版社2008

5.东北师范大学等编，《结构化学》，北京: 高等教育出版社，2003 6.潘道恺 等《物质结构》(第二版)，高等教育出版社1989 7.唐作华《基础结构化学》，四川大学出版社1994 8.郭用猷《结构化学》，山东大学出版社1998 9.江元生《结构化学》，高等教育出版社1997 12.徐光宪《物质结构》（第二版），高等教育出版社1987 13.范康年，邓景发《物理化学》(第2版)，高等教育出版社2005年 14.范康年《物理化学学习指导》，复旦大学出版社1996 15.周公度《结构化学习基础题解析》(第三版)，北京大学出版社2002

2.结构化学结构化学 篇二

一化学概念学习在中学化学教学中的重要作用

当代著名心理学家和教育家布鲁纳曾指出, “不论我们教什么学科, 务必使学生理解学科的基本结构。”学科基本概念就是学科基本结构的重要组成部分。高中化学概念是化学知识网络中的节点, 是化学知识网络中的骨架。只有让学生清楚、准确地理解化学概念理论, 才能使学生更深刻地认识物质及其变化规律, 进而掌握化学学科的基本结构。

二高中化学核心概念及其结构体系

高中化学的核心概念及其结构体系主要分为化学用语、化学计量、物质的组成和分类、元素周期律和周期表、溶液、化学反应速率和化学平衡等几个方面。

1. 物质的组成、性质和分类

物质的组成、性质和分类, 是在组成物质微粒的基础上进一步深层化, 从微观的角度进一步抽象、推理而形成的更深层次的概念。化学学科是在原子分子的层面上研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学, 有独特的名称、符号及表达方式。对于各物质性质的学习, 从宏观上分析, 更注重从微观层面上对化学变化的过程进行深层次的理解。该部分的概念主要包括:元素、核素、原子、离子、原子团、离子符号、核素符号、化合价、化学式、分子式、实验式、电子式、结构式、结构简式、原子结构示意图、电离方程式、离子方程式、热化学方程式、同位素、基、物理性质、化学性质、金属性、非金属性、氧化性还原性、混合物、单质、酸、碱、盐、同素异形体。物质的性质内容的研究主要从结构出发, 分析原子核外电子排布, 进而分析相关变化的过程和本质。同时, 化学用语贯穿整个化学教学, 教材以初中的元素符号, 简单化学方程式为基础, 到必修的离子反应、氧化还原反应随后在各元素化合物知识中不断加强应用。在这一过程中, 化学用语在数量上、类型上不断发展, 同时成为学生在分析问题、解决问题中的工具。

2. 化学计量

化学计量是宏观与微观相联系, 用于量度化学物质, 表示化学物质“量”的一类概念, 属于“工具性”概念。该部分内容较抽象, 具有较高的知识陌生性, 而且变换关系容易混淆。其内容主要包括物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度等。换算关系在各章节练习中不断应用, 凸显出“工具”的作用。

3. 化学反应与能量

化学反应有不同的分类方式, 教材中介绍的主要有离子反应、氧化还原反应、放热反应、吸热反应、可逆反应等。该部分概念主要包括氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热、可逆反应等内容。教材首先介绍离子方程式和氧化还原反应, 在随后的元素化合物学习中不断巩固两部分内容。在学习化学键的基础上, 通过能量的转化引出放热反应和吸热反应, 以及热化学方程式。在化学能与电能的介绍, 即原电池和电解池的学习中, 充分结合了氧化还原反应及电解质的内容, 使学生在原有认知的基础上, 建立起知识之间的联系。

4. 物质结构、元素周期律

周期表和元素周期律是化学的精髓, 是化学规律的总结。主要包括元素周期表的结构、位置、性质, 包括金属性、非金属性、半径大小分析等。该部分概念主要包括元素、核素、元素周期表、元素周期律、化学键、化合价、化学式、电子式、同素异形体、金属性、非金属性、化学键、晶体类型等。在学习了元素化合物知识后, 对物质结构进行介绍, 从原子结构分析, 归纳出元素原子结构、化合价变化的规律性, 从而引出元素周期律、周期表的内容, 根据原子之间作用力不同, 构成的晶体类型也不同。

5. 溶液

溶液主要是分析溶液中各成分存在和变化的情况。该部分的概念主要包括溶液、胶体、电解质、非电解质、强电解质、弱电解质、盐类水解、原电池、正极、负极、电解、阴极、阳极、金属腐蚀、电镀等。教材主要从分散系出发, 按照分散质粒子大小, 分别介绍胶体、溶液。通过溶液中物质电离的情况, 对电解质相关概念进行介绍。通过对反应的分析, 对化学反应的分类进一步扩充, 扩展出离子反应和氧化反应。在结合电解质溶液、氧化还原反应内容的基础上, 引出原电池和电解池。通过金属的电化学腐蚀和防护, 将原电池和电解原理整合应用, 形成完整的电化学知识体系。

6. 化学反应速率和化学平衡

化学反应速率和化学平衡主要是描述化学反应快慢和程度的情况, 主要包括化学反应速率、可逆反应达到平衡的判断、化学平衡的移动、化学平衡移动的各因素变化、电离平衡等。该部分的化学概念主要包括可逆反应、化学平衡、化学反应速率、化学平衡移动、电离平衡。教材中首先简单介绍化学反应速率、可逆反应, 引出化学平衡及影响化学平衡的因素。随后在选修教材中内容深化, 从微观的能量的角度分析影响因素, 深化化学平衡的判断和平衡的移动, 并补充化学平衡常数。内容由浅入深, 由易到难, 既符合学生的认知规律, 也符合知识的逻辑顺序。

三结束语

化学是一门联系性很强的学科, 每个概念理论都不是孤立存在的, 化学概念和概念间的联系构成化学学科的知识体系。建构良好的知识结构体系是学生理解化学、提高学习能力的重要途径, 要求教师在教学过程中要树立整体意识, 准确把握不同概念之间的联系和发展, 让学生不断丰富和完善知识体系, 促进其认知结构的形成。

摘要：化学概念和概念间的联系构成化学学科的基本框架, 是学生分析和解决化学问题的基础。本文以高中人教版普通高中课程标准化学必修和选修为研究对象, 主要从化学用语、化学计量、物质的组成和分类、元素周期律和周期表、溶液、化学反应速率和化学平衡等方面, 对高中化学核心概念及其结构体系进行分析。

关键词：高中化学,核心概念,结构体系

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.高中化学课程标准 (实验稿) [M].北京:人民教育出版社, 2003

[2]钟启泉、崔允郭、张华.为了中华民族的复兴为了每位学生的发展 (《基础教育改革纲要 (试行) 》解读) [M].上海:华东师范大学出版社, 2001

[3]王健伟.高中化学概念的结构及其教学的实践研究[D].天津师范大学, 2005

[4]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学必修一[M].北京:人民教育出版社, 2007

[5]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学必修二[M].北京:人民教育出版社, 2007

[6]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修一化学与生活[M].北京:人民教育出版社, 2007

[7]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修二化学与技术[M].北京:人民教育出版社, 2007

[8]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修三物质结构与性质[M].北京:人民教育出版社, 2007

[9]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修四化学反应原理[M].北京:人民教育出版社, 2007

[10]宋心琦、王晶等.普通高中课程标准化学选修五有机化学基础[M].北京:人民教育出版社, 2007

3.化学键与晶体结构 篇三

例1 下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是（ ）

A. SO2和SiO2 B. CO2和H2

C. NaCl和HCl D. CCl4和KCl

解析 根据化学键、晶体结构等判断出晶体的各自类型。A项，都是极性共价键，但晶体类型不同，SO2为分子晶体，SiO2为原子晶体；B项，均是含共价键的分子晶体，符合题意；C项，NaCl为离子晶体，HCl为分子晶体；D项，CCl4是极性共价键，KCl是离子键，两者的晶体类型也不同。

答案 B

点拨 （1）含离子键的化合物可形成离子晶体，但离子晶体不一定不含共价健，如NH4Cl。（2）含共价键的单质、化合物多数形成分子晶体，少数形成原子晶体。如金刚石、晶体硅、二氧化硅等。（3）金属一般形成金属晶体。

考点2 成键原子最外层8电子结构判断，离子化合物、共价化合物电子式书写判断

例2 下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是（ ）

A. 光气（COCl2）B. 六氟化硫

C. 二氟化氙D. 三氟化硼

解析 光气从结构式可看出各原子最外层都是8电子结构，硫最外层6个电子，形成元氟化物超过8个电子；氙最外层已有8个电子形成二氟化物、六氟化物最外层电子数必超过8；硼最外层3个电子，分别与氟形成3个共价单键后，最外层只有6个电子。

答案 A

例3 下列电子式书写正确的是（ ）

解析 A项，氯离子的电子式书写错误；D项，氯离子应该用方括号括起来，钙离子不括。

答案 BC

点拨 （1）分子中各元素均满足8电子稳定结构的判断方法：每种元素的化合价的绝对值与其原子最外层电子数之和均等于8的分子的各原子都满足8电子稳定结构。例如CO2分子中，C元素：|+4|+4=8，O元素: |-2|+6=8，故CO2分子中各原子都满足8电子稳定结构；XeF6分子中Xe元素|+6|+8=14，不满足8电子结构。

（2）书写电子式时要注意分清键型，对称排列，阴离子和复杂阳离子（如NH4+）要加“[ ]”括起来，并在右上角注明该离子所带的电荷数，相同的离子不能合并。

考点3 各类晶体的物理性质（如熔沸点、硬度）比较

例4 下列排序不正确的是（ ）

A. 晶体熔点：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4

B. 硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅

C. 熔点：Na＞Mg＞Al

D. 晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI

解析 晶体熔点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，A项正确；硬度与共价键的键能有关，键长越长，键能越小，而Si—Si键的键长＞C—Si键的键长＞C—C键的键长，B项正确；熔点与金属键的强弱有关，金属性越强，金属键越弱，正确的顺序应为Al＞Mg＞Na，C项错误；晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷有关，D项正确。

答案 C

点拨 物质熔、沸点的高低：（1）由晶体结构来确定。首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素。（2）根据物质在同条件下的状态不同。一般熔、沸点：固>液>气。如果常温下即为气态或液态的物质，其晶体应属分子晶体(Hg除外)。如惰性气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作为单原子分子。因为相互间的作用力范德华力，而并非共价键。

考点4 根据粒子、晶体的空间结构推断化学式

例5 如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元(晶胞)。晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是(各元素所带电荷均已略去)( )

O]

A．8 BaTi8O12 B．8 BaTi4O9

C．6 BaTiO3 D．3 BaTi2O3

解析 由图可知，晶体中钛原子位于立方体的顶点，被8个晶胞共用，每个晶胞中与钛原子紧邻的氧原子数为6，且每个氧原子位于晶胞的棱上，被4个晶胞共用，故晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为：3×8×[14]＝6；再据均摊法可计算出每个晶胞中各元素原子的数目：“Ba”为1，“Ti”为8×[18]＝1，“O”为12×[14]＝3。故此晶体材料的化学式为BaTiO3。

答案 C

点拨 晶胞是描述晶体微观结构的基本单元，一般都呈平行六面体形，无数晶胞通过无隙并置的方式“堆积”构成晶体。晶胞中粒子数的计算方法如下：位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有[18]；位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有[14]；位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有[12]；位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的为1。

【练习】

1. 下列性质递变规律正确的是（ ）

A. O、S、Na原子半径依次增大

B. LiOH、NaOH、KOH碱性依次减弱

C. HF、NH3、SH4热稳定性依次增强

D. 还原性S2-、I-、Na依次增强

2. 在通常条件下，下列各组物质的性质排列不正确的是（ ）

A. 熔点：CO2＜KCl＜SiO2

B. 沸点：乙烷＞戊烷＞2-甲基丁烷

C. 密度：苯＜水＜1,1,2,2-四溴乙烷

D. 硬度：镁＜铝＜镁铝合金

3. 根据物质的溶解性“相似相溶”的一般规律，能说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大的是（ ）

A. 溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素

B. 溴、碘单质和四氯化碳都是化合物

C. Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子

D. 以上都不对

4. 下列结构式从成键情况来看，不合理的是（ ）

A. [H—C=N—H][—][H] B. [H—C—O—H][—][—][Se]

C. [H—C—S—H][—][H][—][H] D. [H—C—Si—H][—][H][—][H]

5．某晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示，晶体中A、B、C的原子个数之比依次为( )

表示

表示B

表示C]

A．1∶3∶1 B．2∶3∶1 C．8∶6∶1 D．4∶3∶1

6. 有下列八种晶体：A.水晶，B.冰醋酸， C.氧化镁， D.白磷， E.晶体氩， F.氯化铵， G.铝， H.金刚石。用序号回答下列问题：

（1）属于原子晶体的化合物是 ；直接由原子构成的晶体是 ；直接由原子构成的分子晶体是 ；

（2）由极性分子构成的晶体是 ，含有共价键的离子晶体是 ，属于分子晶体的单质是 ；

（3）在一定条件下能导电而不发生化学变化的是 ；受热熔化后化学键不发生化学变化的是 ；需克服共价键的是 。

【参考答案】

1. A 2. B 3. C 4. D 5. A

6. （1）A A、E、H E

（2）B F D、E

4.初三化学原子结构教案 篇四

一、教学目标

1．知识与技能

(1)了解原子是由质子、中子和电子构成的。

(2)初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。

(3)进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。

2．过程与方法 (1)充分发挥学生的空间想象力。

(2)学习运用对比、归纳的方法在微观世界和宏观世界之间架起一座桥梁。

(3)运用形象恰当的比喻减少学生对微观世界的神秘感。

3．情感态度与价值观 (1)对学生进行世界的物质性、物质的可分性的辩证唯物主义观点教育。

(2)逐步提高抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。

二、教学重点：原子的构成；相对原子质量。

三、教学难点：核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系；相对原子质量概念的形成。

四、课时安排

1课时 教学过程 [引入新课] 在本单元我们将进一步探索物质构成的奥秘。本节课我们首先探索原子的构成。 [板书] 第四单元 物质构成的奥秘 课题1 原子的构成 [过渡] 原子到底能不能分?如果能分，它又是由哪些部分构成的呢?带着这些问题，我们来学习本课题的第一个问题原子的构成。 [板书] 一、原子的构成 [学生活动] 让学生阅读课本P68内容原子的构成，在阅读的基础上讨论问题。 [投影] 打出下列讨论题：

1．原子是由哪两部分构成的?

2．原子核和核外电子都带电，为什么整个原子不显电性?

3．原子核是由哪些粒子构成的?这些粒子有什么异同?

4．不同类原子的内部构成有什么不同? [学生讨论结束后，找学生代表陈述讨论结果，其他小组可以表明自己的不同意见] [问题1的答案]原子由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，所 以说原子由原子核和核外电子两部分构成。 [思考]原子核居于原子中心，它在原子中的体积如何?占很大一部分吗? [答案]原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核的半径只有原子半径的几万分之一，如果把原子比作一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁。因此，原子里有很大的空间，电子就在这个空间里做高速运动。 [过渡] 刚才说的这些都比较抽象，接下来我们看“原子的构成”挂图，看一下原子核在原子中到底能占多大。 [挂图]展示“原子的`构成”示意图。 [学生观看挂图，说出自己从挂图上得到的有关信息] [学生陈述自己得到的有关信息] 教学拓展

[思考] 1．原子核所带的正电荷从何而来?

2．质子数与原子核所带的正电荷有何关系?

5.聚乙烯化学结构简式 篇五

聚乙烯1922年由英国ICI公司合成，1933年，英国卜内门化学工业公司发现乙烯在高压下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工业化，通称为高压法。1953年联邦德国K。齐格勒发现以TiCl4-Al(C2H5)3为催化剂，乙烯在较低压力下也可聚合。此法由联邦德国赫斯特公司于1955年投入工业化生产，通称为低压法聚乙烯。50年代初期，美国菲利浦石油公司发现以氧化铬-硅铝胶为催化剂，乙烯在中压下可聚合生成高密度聚乙烯，并于1957年实现工业化生产。60年代，加拿大杜邦公司开始以乙烯和 α-烯烃用溶液法制成低密度聚乙烯。1977年，美国联合碳化物公司和陶氏化学公司先后采用低压法制成低密度聚乙烯，称作线型低密度聚乙烯，其中以联合碳化物公司的气相法最为重要。线型低密度聚乙烯性能与低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生产中能量消耗低，因此发展极为迅速，成为最令人注目的新合成树脂之一。

6.天然药物化学中化学结构教学 篇六

1 激发学生的学习兴趣

天然药物化学是一门理论性较强的自然学科,学生在学习过程中难免会感到枯燥无味,学习兴趣不高。因此,在教学过程中,教师应更新教育观念,改进教学方法和教学思路,激发学生的学习积极性和主动性。在总论部分,以天然药物的发展历史和成功开发的天然药物新药为实例来讲解这门课程的学习目标和内容,让学生了解天然药物化学的特有魅力;通过国内外创新药物研发现状的介绍来激发学生的使命感和责任感,同时通过介绍我国的动植物资源特别是中草药的独特优势让学生对我国天然药物发展的未来充满希望和信心。在每章节的学习中,以学生熟悉的.药物或现象为导入点,循序渐进引导学生产生浓厚的学习兴趣。如讲生物碱时向学生介绍印第安人曾利用最毒的生物碱乌头碱涂抹在箭头上用于战争以及鲁滨逊等先驱研究吗啡等生物碱的过程[2];讲鞣质时以“削好的苹果在空气中放置后为什么会变色”为问题而引入。

2 重视基本杂环和官能团的核心作用

天然药物中的化学成分就其化学本质而言是由一些化学元素组成的化学品。在这点上,有机化学的知识尤为重要[3]。因此,要求学生在课前对有机化学的知识进行复习,特别是有关杂环化合物的知识,记住常见杂环化合物的化学结构及杂环的编号,如吡喃、吡咯、喹啉、吲哚等;同时复习常见取代基或官能团的写法和名称。有了这些基础知识的储备,在上课时学生才能跟上教学进度,对化学结构的学习不再有陌生感和畏惧感。

3 不同记忆方法的应用

天然药物化学成分常根据基本母核进行分类。根据不同类型化合物的结构特点,采用与之相应的记忆方法, 能避免学生对化学结构产生混淆,常可收到事半功倍的效果。

3.1 对照比较法

对照比较法是一种常用、有效的方法。它是将两个或两个以上具有可比性的对象放在同一条件或同一标准下进行联系比较,通过识同辨异,确定其属性的异同,从而进一步认识比较对象的本质特征和内在联系,使所学知识掌握得更为牢固[4]。如香豆素类化合物的基本母核为苯骈α-吡喃酮,黄酮类化合物基本母核的色原酮部分为苯骈γ-吡喃酮,其差异仅在于吡喃环上酮基(羰基)的位置,一个在杂原子的α位(邻位),另一个在杂原子的γ位(对位)。而黄酮和异黄酮也仅是B环的连接位置不同,学生很容易掌握经典黄酮类化合物的基本母核2-苯基色原酮,如果B环连在γ-吡喃酮环的3位即为异黄酮(3-苯基色原酮)。此外,个别特殊的化学结构与一般的化学结构相比较亦能加深记忆。

3.2 会意法

化学结构名称的记忆并不难,如果能根据名称推出结构,那么化学结构的记忆就变得相对简单了。这在黄酮类化合物主要结构类型的学习和记忆中体现较明显,名称中含“酮”的其化学结构中必然有酮基存在,名称中含“醇”的必然在C环上有羟基存在,名称中含“二氢”或“烷”的必然是C环的2、3位双键被氢化饱和。例如,二氢黄酮醇化学结构的推演,其黄酮的基本母核不变,“二氢”即黄酮母核C环的2、3位双键被氢化饱和(A、B环若被氢化就不再是苯环了,C环的1、4位是饱和的,双键只能存在于C环的2、3位上),“醇”即结构中含有羟基且只能在C环的3位(若连在A、B环上即为酚而非醇,C环的1、4位已饱和且2位上已有B环连接),由此不难推出二氢黄酮醇的化学结构。

3.3 形象记忆法

将抽象的化学结构与直观形象相结合,可活跃课堂教学,使学生对化学结构的记忆变得容易和牢固。甾体化合物的“甾”字很形象地表示了这类化合物的化学结构,即含4个环的稠环(环戊烷骈多氢菲)上面连有3个支链(10、13位各有1个角甲基,17位有侧链)。

3.4 加合法

天然药物化学成分的结构较复杂,有时可根据母核的碳原子总数进行记忆。根据定义四环三萜分子中应含有30个碳原子,其母核为甾体母核(17个碳原子),固定的取代基有4位的偕二甲基(2个碳原子)、14位甲基(1个碳原子)和17位八碳侧链(8个碳原子),由碳原子总数可知还存在2个碳原子,而这2个碳原子则为学生熟知的角甲基,正是由于这2个角甲基的位置不同[10(9)位或13(8)]可以将四环三萜分成不同的结构类型。

3.5 生物合成途径法

生物合成途径决定了化合物结构的基本骨架特点,根据生物合成的前体物能快速掌握由其衍生的化学结构。例如萜类是由甲戊二羟酸衍生的化合物,由不同数目甲戊二羟酸单位构成不同的萜类,尽管其结构骨架变化多端,但其分子中多能找到C5单位的影子,只是有的被环合、氧化、还原、缩合或接上不同类型的取代基。

以上为笔者在天然药物化学成分基本母核的教学中常用到的方法,而对于需要掌握的重要单体化合物的化学结构,在掌握了其所属类型化合物母核结构的基础上,分清取代基的种类、数目和连接位置即可快速掌握。再复杂的化学结构也是由简单的结构拼合而成的,因此鼓励学生多写多画,不断总结学习经验,加深对化学结构的理解和掌握。

4 注重教与学的交流

教学活动是一个师生互动的过程,学生的主体作用和教师的主导作用必须相互促进,协调发展[5]。教师只有在充分了解学生的具体情况之后才能有的放矢地开展教学,学生对教师认可之后则会促进他们对该课程的兴趣和关注。改变学生被动听课的局面,创造主动参与的氛围,从而更好地促进教学工作[6]。

总之,教师在教学过程中应不断思考和总结,根据学生的具体情况采用多种方法和手段来加强学生对化学结构的理解和掌握,从而为学好天然药物化学打下坚实的基础。

参考文献：

[1]吴立军.天然药物化学[M].北京:人民卫生出版社,:1.

[2]史清文,李力更,霍长虹,等.天然药物化学理论课教学的改革[J].药学教育,2008,24(1):34-36.

[3]李荣星.浅谈药物化学中的化学结构教学[J].科技经济市场,2008,(3):104.

[4]雷敬卫,丁晓医,白雁.天然药物化学学习方法探索[J].光明中医,2008, 23(8):1221-1222.

[5]姜茹,李晓晔,刘雪英,等.天然药物化学教学模式探讨[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2008,10(1):35-36.

7.论化学教师的PCK结构及其建构 篇七

在越来越向多元社会发展的今天, 教师无法运用一成不变的方式来教导学生, 拥有自己的教师知识与学科教学知识是教师必须要面对的任务。对化学老师来说, 化学的学习大多由复杂的公式和繁多的化学反应组成, 如何利用学科教学知识提高化学课堂的教学成效, 是每一名化学教师都应该关心的问题。

1 化学教师PCK的结构

化学教师PCK的结构应该由四个部分构成, 即教师对化学内容知识的掌握、教师对化学知识教学法的掌握、教师对学习情境的掌握、教师对学生学习特征的掌握。

1.1 教师对化学内容知识的掌握

教师对于化学内容知识的掌握应该分为两个部分, 一是从理论上对化学知识的掌握, 例如化学教材、各种化学学习资料, 是化学教师授课时的主要知识来源, 是教师的知识库, 是一名化学教师所应该具备的理论知识;另外则是在实践中对化学知识的掌握, 是教师个人在生活、工作实践中对化学知识的积累, 是通过长期对生活中化学知识的观察才能得到的化学知识。

1.2 教师对化学知识教学法的掌握

教师对化学知识教学法的掌握即教师在面对学生时, 如何向学生传授教学知识的方法, 是教师对自己化学知识的表达和传授。为了实现这一目标, 教师必须在化学授课中对自己的知识做出总结、分类, 注意课堂上语言的组织和知识的描述, 时刻关注学生对新知识的掌握和对旧知识的记忆。在这一个过程中, 教师对化学内容知识的掌握是实现教师教学的基础, 教师只有自己理解了化学知识, 知道化学教材中讲述的知识是什么, 如何应用, 才能将这些知识传授给学生。

1.3 教师对化学学习情境的掌握

教师对化学学习情境的掌握, 即教师在教授化学知识时, 对化学情境的引导和创造。化学学习情境能够有效地提高学生学习化学的效率, 对提高教师的执教效率有很大的帮助。学习情境的创造需要教师开动自己的思维和学生共同开创。

1.4 教师对学生学习特征的掌握

教师对学生学习特征的掌握即教师对学生具体学习情况的掌握, 包括当前学生正在学习的化学知识点的理解和接受程度, 学生对已经学习过的化学知识的记忆和运用能力, 学生对未来学习的化学知识的期望和接受心理。只有掌握好这三点, 教师对学生的学习特征才能有所了解, 并且及时掌控学生学习的情况, 根据学生来做好对化学知识的教学。教师对学生学习特征的掌握, 对教师的知识教学, 有着质量型的帮助和提升。

2 化学教师PCK的构建

PCK的构建不是一朝一夕就能完成的事情, 需要教师大量的学习和锻炼, 只有积累了足够的经验和知识, 才能逐步构建属于教师自己的PCK结构。

2.1 提升对化学科目的理解水平, 扩大化学知识库

化学教师对所在学科知识的掌握, 是教师构建自己的PCK的基础, 而且教师对化学知识的理解也在一定程度上制约着化学教师PCK的不断发展。尤其是当前新课程改革如浪如潮, 不可阻挡, 化学教师更应该积极提升自己对化学知识的掌握和理解, 不断扩充自己的化学知识库, 熟悉新课改之下化学课程的标准和化学教科书的编排组织形式及其之间的关系等, 从而不断发展壮大自己的化学课程知识。

2.2 时刻关注学生对化学知识的理解和掌握, 帮助学生提高学习能力

在化学的实际教学过程中, 教师应该清晰明确地知道学生对化学知识的掌握程度, 清晰地了解学生已经有的知识水平、兴趣爱好、性格特征, 观察学生在学习化学时用到的学习方法。只有这样, 才能根据学生的情况, 教授适合学生学习的化学知识, 根据学生的兴趣特征, 开发学生感兴趣的化学学习情境, 激发学生学习化学的兴趣。应该认真分析并且明确指定教材内容中化学课程的目标, 循序渐进地分级实现, 使学生认识到化学科学、理解化学科学、热爱化学科学。

2.3 加强教师与教师之间的学习交流, 丰富教师的教学经验

化学教师PCK的构建和其教学实践经验息息相关, 越是经验丰富的教师的PCK越丰富, 而新手教师的PCK则存在不同程度、不同种类的缺陷。例如有的对教学法的掌握不够精通, 有的对化学知识的掌握不够深入等等。对于PCK构建有缺陷的教师, 应该积极组织开展教师之间的学习交流会, 参加各种专家教师的讲座, 去其他经验丰富的教师课堂上听课, 学习先进教师的教学经验。通过不断的学习和对比, 发现自己PCK构建中的缺陷并且积极努力修缮和改正。

2.4 开展化学教学研究, 促进教师的专业化发展

新时代的教师应该全面发展, 即会教书育人, 也会学科钻研。教师的教学研究是自己的理论精华、教学经验和实践能力的综合, 积极开展教学研究能够帮助教师提高对自身的认识水平, 对学科的理论修养和对教学的实践能力。教师应该对每天的教学过程进行反思和记录, 对班级管理不断地探索和钻研, 从多方面多角度开展教学研究, 从而促进自身的专业化发展。

3 结语

教师的PCK是在教学过程中和业务学习中不断构建、不断成熟的, 需要教师不断地丰富自己的知识库存, 通过学习和实践来锻炼自己的教学能力。十年育树, 百年育人。学生的成长是一个循序渐进的过程, 教师自身的成长也是一个不断进步的过程, 只有努力学习各种先进理论和学科知识, 才有助于教师实现自身的发展和进步。

参考文献

[1]梁永平.论化学教师的课程知识及其发展[J].化学教育, 2012 (6) :1-5.

[2]赵芹, 熊彬舟, 张文华.高中化学教师PCK结构的调查分析[J].化学教育, 2014 (7) :43-45.

8.结构化学结构化学 篇八

关键词：高三化学复习；基本概念；基本理论；考试说明；高考卷

如何在有限的课时高质量地完成复习任务，是高三化学教师必然面对的难题。高三化学复习，我们应该从盲目的题战术和口若悬河的讲课中走出来。在立足课本、抓好基本概念、基本理论复习的前提下，多花点时间去研究《考试说明》《新课程教学要求》和近几年各自省份的高考卷，揣摩命题人的想法与思路，悟出高考命题的规则与要求，用较少的时间达到高效的复习效果。

以下是我这几年在高三化学复习中使用的方法，现介绍给大家。

一、立足课本，抓好基本概念、基本理论复习

课本和教材是专家、学者们创造性的研究成果，经过长期、反复的实践和修订已相当成熟。课本里蕴含着大量优秀的科学思想，很多理论、概念已叙述得很清楚，课本就是最好的复习材料，我们应立足课本。而基本概念、基本理论构建了中学化学的基础，据统计，中学化学所涉及的概念、理论有230多个。基本概念、基本理论的复习在整个化学复习中起着奠基、支撑的作用。这一环节复习，不能赶进度，应让学生踏踏实实地掌握。这一环节复习应讲究方法，注重实效，努力让学生把每一概念、理论的实质真正搞清楚。

例如，“氧化性”在必修1课本和习题中经常出现，但课本对“氧化性”没有明确的定义，学生一直理解不清楚。结合学生现有的认知能力，我给“氧化性”的定义是：化合价降低、得电子的能力。某物质化合价能降低或能得电子，它就有氧化性；化合价越容易降低、越容易能得电子，它的氧化性就越强。经过这样讲解、说明，学生能很好地理解“氧化性” 。

二、研究《考试说明》和《新课程教学要求》，把握高三化學复习的范围

《考试说明》《新课程教学要求》是高考命题的依据，它们对高考要考查的知识范围及每个知识点的能力层次都有明确要求。高三化学复习时间短、任务重，我们要把握好高三化学复习的范围，不能在“深”“难”“偏”上浪费学生的时间和打击学生的信心。

以福建省高考为例，福建省《新课程教学要求》中对元素及其化合物知识的要求是：“元素及其化合物知识的教学中不要求对各主族元素性质进行归纳、比较；氯气、二氧化硫的实验室制法，几种硅酸盐产品的制备暂不作要求；一氧化氮、二氧化氮在氧气的作用下与水反应转化为硝酸的定量关系不作拓展。”在元素化合物部分，课改前后教材详略是完全不一样的。旧教材一章内容，新教材一节就带过，所以这部分内容很多知识点都不再要求。但很多教师不研究《考试说明》和《新课程教学要求》，还是按旧考纲来复习。这样浪费了学生的时间、增加了学生学习负担，他们应该掌握的反而没弄清楚。

再如福建省《新课程教学要求》中对离子的鉴别要求是：“让学生初步学会Cl-、Ag+、SO42-、CO32-、Fe3+、NH4+等常见离子的检验方法”，对其他离子的鉴别不要求。有的教师没研究，把旧教材要求的S2-、SO32-、PO43-、HCO3-等离子搬出来讲，搞得学生一头雾水。

《考试说明》和《新课程教学要求》没研究透，随意扩大、缩小高三化学复习的范围。既浪费了学生的时间，增加了学生学习负担，又没把重点讲清楚。到考试时，学生觉得复习的都不考，考的没复习，做了很多无用功，信心倍受打击。

三、研究近几年高考卷，提高高三化学复习的有效性、针对性

课改后，很多省是自己命题，认真研究本省高考试卷是非常有必要的。如果对高考试题潜心研究，多揣摩命题的方向、规律和趋势，会比较容易把握高三化学复习的深度与广度，有利于提高高三化学复习的有效性、针对性。

以2013年、2014年福建省高考化学试题为例。

2013年高考福建化学卷第24题，是以食盐水制备ClO2为主线展开的工业流程题。考查了学生阅读信息和提炼信息、图像图表的识别与分析、数据处理、实验步骤完成、平衡常数计算、化学方程式书写、氧化—还原反应等知识的运用能力。

2014年高考福建化学卷第24题，是以废铁皮制备Fe2O3为主线展开的工业流程题。考查了学生阅读信息和提炼信息、图像图表的识别与分析、数据处理、实验步骤完成、平衡常数和转化率计算、化学方程式书写、原电池等知识的运用能力。

从上述分析中我们发现：2014年福建化学卷第24题沿袭了2013年福建化学卷第24题的风格，都是以给出主要成分的某物质制备某物质的工业流程题，结合图像、图表和部分信息考查学生看图、读表、分析问题和解决问题的能力。该题型要求学生从图像、图表中提炼出信息，然后结合实验步骤和化学知识进行分析，考查学生的化学综合素质。

通过高考试题的分析，我们平时教学中要注意培养学生看图、读表，阅读信息并提炼出有用信息的能力；在编制高考练习题时，要注意运用与生产、生活实践相联系的化学知识为载体，考查学生的综合素质；在讲评练习时要注意知识内涵与外延的适当挖掘；要经常通过表格与图像等形式，向学生模拟再现工业生产或科学研究的实验过程，使学生达到学以致用的目的。

参考文献：

王愫懿.优化教学程序提高高考化学复习的效率[J].化学教育，2010，31（09）：47-49.

9.左炔诺孕酮化学结构式 篇九

C21H28O2

二.左炔诺孕酮别名

D(–)-17α-乙炔基-17β-羟基-18-甲基雌甾-4-烯-3-酮；(-)-炔诺孕酮；D-(-)-炔诺孕酮；13β-Ethyl-17α-ethynyl-17β-hydroxygon-4-en-3-one；D(-)-炔诺孕酮

三.物化性质

外观与性状：白色结晶粉末

密度：1.13g/cm

熔点：206℃

沸点：459.1℃at760mmHg

闪点：195.4℃

折射率：1.571

储存条件：2-8℃

四.分子结构数据

1、摩尔折射率：90.182、

摩尔体积（m3/mol）：274.33、

等张比容（90.2K）：723.24、

表面张力（dyne/cm）：48.35、

介电常数：6、

偶极距（10-24cm3）：

7、极化率：35.75

五.计算化学数据

1、疏水参数计算参考值（XlogP）：3.3

2、氢键供体数量：1

3、氢键受体数量：2

4、可旋转化学键数量：2

5、互变异构体数量：8

6、拓扑分子极性表面积（TPSA）：37.3

7、重原子数量：23

8、表面电荷：0

9、复杂度：609

10、同位素原子数量：0

11、确定原子立构中心数量：6

12、不确定原子立构中心数量：0

13、确定化学键立构中心数量：0

14、不确定化学键立构中心数量：0

15、共价键单元数量：1

六.药典标准

本品为(一)-13-乙基-17-羟基-18,19-双去甲基-17α-孕甾-4-烯-20-炔-3-酮。含C21H28O2应为97.0%～103.0%。

性状

本品为白色或类白色结晶性粉末;无臭，无味。

本品在三氯甲烷中溶解，在甲醇中微溶，在水中不溶。

比旋度

取本品，精密称定，加三氯甲烷溶解并定量稀释制成每1ml中约含20mg的溶液，依法测定(版药典二部附录Ⅵ E)，比旋度为-30℃至-35℃。

鉴别

(1)在含量测定项下记录的色谱图中，供试品溶液主峰的保留时间应与对照品溶液主峰的保留时间一致。

(2)本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱(《药品红外光谱集》726图)一致。

检查

乙炔基

10.结构化学结构化学 篇十

一、学习目标

1.通过原子结构模型演变的学习，了解原子结构模型演变的历史，了解科学家探索原子结构的艰难过程。认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。

2.了解钠、镁、氯等常见元素原子的核外电子排布情况，知道它们在化学反应过程中通过得失电子使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。了解化合价与最外层电子的关系。

3.知道化学科学的主要研究对象，了解化学学科发展的趋势。

二、重点、难点

重点：原子结构模型的发展演变

镁和氧气发生化学反应的本质

难点：镁和氧气发生化学的本质

三、设计思路

本课设计先让学生描绘自己的原子结构模型，继而追随科学家的脚步，通过交流讨论，逐步探讨各种原子结构模型存在的问题，并提出改进意见，让学生主动参与人类探索原子结构的基本历程，同时也可体会科学探索过程的艰难曲折。通过镁和氧气形成氧化镁的微观本质的揭示，初步认识化学家眼中的微观物质世界。

四、教学过程

[导入] 观看视频：扫描隧道显微镜下的一粒沙子。今天我们还将进入更加微观的层次，了解人类对于原子结构的认识。你认为我们可以通过什么样的方法去认识原子的内部结构呢?

直接法和间接法，直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进，而间接法则依赖精巧的实验和大胆的假设。事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子的内部结构，所以在人们认识原子结构的过程中，实验和假设以及模型起了很大的作用。

一、中国古代物质观

[提出问题]我们通常接触的物体，总是可以被分割的(折断粉笔)。但是我们能不能无限地这样分割下去呢?

[介绍]《中庸》提出：语小，天下莫能破焉。惠施的人也说道其小无内，谓之小一。墨家则提出：端，体之无序最前者也。

在英文里，如今被译成原子的Atom一词，源于希腊语，它的字面上的意思是indivisible不可分割。第一个把Atom介绍到我国的是严复翻译的《穆勒名学》，他将其译为莫破。

二、西方原子鼻祖

[介绍]德谟克利特认为就像用一块块砖头砌墙一样，物质是由不可分割的原子构成。

道尔顿在《化学哲学的新体系》一书中指出：化学的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星一样，我们不可能创造出或消灭一个氢原子。这种观点换作现在更有趣的说法，在化学反应中原子既不会产生，也不会被消灭，他们只是被分开，再重新组合，你鼻尖上的某个碳原子可能正是亿万年前恐龙尾巴上的呢。书中他系统地阐述了其原子学说。

道尔顿的原子学说是建立在大量实验事实基础上的，成功地解释了化学定律。当然我们现在知道受当时的科学发展水平限制，这个理论仍有一些不完善的地方。

三、汤姆生模型

[介绍]到了19世纪末，由于电的发现，化学家们有条件去研究物质在通电条件下的性质了。他们发现将一些气体装在密封的玻璃管中，再抽气使之比较稀薄，然后通上高压电，会有一束射线从玻璃管的阴极通过气体到达阳极，人们称之为阴极射线。这种射线是什么呢?英国科学家汤姆生做了一系列实验：他发现在电场或磁场的作用下该射线会发生偏转(这就是现在我们家里电视机中的电子管的工作原理);他通过研究电场和磁场对该射线的作用，发现这种射线带负电，并测出了其电荷与质量之比，这个比值很大;Thomson又使用了不同的电极材料、在玻璃管中充入不同的气体，发现所得射线的电荷与质量之比都一样。

[提出问题]这些电子是那儿来的呢?为什么不管什么电极材料、什么气体所得到的射线都一样呢?其电荷与质量之比很大又说明什么?

这样汤姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表均匀分布的正电荷，电子则像葡萄干一样嵌于其中。

四、卢瑟福模型

[介绍]几乎是在汤姆生实验的同时，居里夫人以及英国科学家卢瑟福等人开始了对放射现象的研究。这其中对原子结构的认识贡献最大的是卢瑟福的粒子散射实验。粒子带两个单位正电荷，相对质量为4(现在我们知道它是氦原子核)。卢瑟福将一束粒子射向一张非常薄的金箔，又将涂有硫化锌的屏幕放在其周围，粒子撞在屏幕会产生荧光，通过观察各个方向的荧光，卢瑟福发现大多数粒子穿过了金箔，方向几乎没有任何变化;但有一些粒子在穿过后方向发生了偏转，还有大约0.1%的粒子甚至以不同角度被弹向金箔的前面。

[提出问题]如果按照汤姆生的葡萄干面包模型，会这样吗?那该如何解释实验现象呢?1.为什么会被弹回来?应该是由于同种电荷间的斥力。2.为什么只有0.1%?只有少数粒子靠近了正电荷，也就是说原子内的正电荷不可能均匀分布，它占据的空间必然很小，原子应该有一个带正电的核。3.粒子被弹回来了，核却没有被弹出，可见金原子的原子核的质量一定很大。

卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数粒子得以穿过金箔。原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。

卢瑟福的原子模型很像行星围绕着太阳，因此当时年仅27岁的卢瑟福就和他的行星模型一起载入了化学史。

五、波尔模型

[介绍]根据经典的电磁场理论，电子绕核运动时会不断产生电磁波，从而辐射出能量，离核越来越近，最终落在原子核上。行星模型不能稳定存在? 波尔研究了氢原子的光谱，看着这些不连续的谱线，也就是特定的能量，他受到启发，意识到这是由电子的运动产生的，电子远离或者靠近原子核时应该是跳跃式变化，也就是说，电子只能在一些特定的不连续的轨道上运动。举个例子，你从楼梯上扔硬币，它只能落在某个台阶上，而不会停留在两个台阶之间。

波尔认为在能量最低的轨道，电子运动可以看成是在平地上的状态，这时不会释放能量。一旦电子获得了特定的能量，它就获得了动力，向上攀登一个或几个台阶，到达一个新的轨道。当然，如果没有了能量的补充，它又将从那个能量较高的轨道上掉落下来，回到较低的轨道上。同时释放出相应能量，对应于其光谱线。而从第二个台阶下来，或者从第三个台阶下来放出的能量不同，也就对应着一根根不同的谱线。波尔将量子理论引入原子结构，扫清了原子稳定性的问题。

六、结构决定性质

[提出问题]研究原子结构是为了更好地理解元素的性质，解释化学反应的原理。比如说，钠能与氯气剧烈反应，生成白色的氯化钠颗粒。为什么钠能在氯气中燃烧?该如何解释该反应的原理呢?我们首先从微观的角度来看这个反应。这个反应是如何进行的呢?每个钠原子一共有多少电子?为什么每个钠原子失去一个电子?每个氯原子一共有多少电子?为什么每个氯原子得到一个电子?(核外电子分层排布)(8电子稳定结构)元素的化合价和什么有关?现在我们知道了化学反应中元素化合价的变化与电子转移有关。大家有没有注意原子得失电子后体积的变化?原子得电子变为阴离子后体积变大，原子失电子变成阳离子后体积变小。为什么参加反应的钠原子和氯原子个数比是1∶1?

那么，如何解释镁和氧气的反应呢?镁与氯气反应，生成的产物氯化镁化学式应该是怎样的?为什么是1∶2?

七、神秘的夸克

[介绍]其实，人类对于原子结构的认识仍在发展。后来，又有科学家提出电子等微观粒子就像光一样，既是一种粒子，又有波的性质，电子等微观粒子具有波粒二象性，电子在核外运动像是一团带负电的云雾。

而原子核内的质子和中子又分别由夸克构成。可夸克和电子就是基本粒子吗?它们会不会也是由其它更基本的粒子组成呢?

为进一步探求原子的内部结构，现在的科学家们又在使用着什么样的手段呢?由于我们仍然无法直接观察，那就只能通过打靶、轰击来改变对象的状态，再分析改变后的结果，以了解其更微观的结构。其实原理仍然类似于卢瑟福的粒子轰击原子的实验，只不过卢瑟福实验用的粒子源是天然射线。而要想更深入地进行研究，就需要速度更快、能量更高和束流更强的粒子，更快、更高、更强。怎样才能获得这样的粒子呢?我们的旅程到底有没有尽头呢?

第3单元 课时2

认识原子核

一、学习目标

1.了解原子由原子核和核外电子构成，认识原子组成的符号。

2.初步了解相对原子质量的概念，知道核素、质量数、同位素的概念。

3.培养学生观察能力、分析综合能力和抽象思维能力。

4.世界的物质性、物质的可分性的辨证唯物主义观点的教育。

二、教学重、难点

原子核的组成;同位素等概念。

三、设计思路

本课时设计从原子相对比较形象、具体的质量出发，在学生了解原子的质量基础上，回顾上节课所涉及到的卢瑟福的ɑ粒子散射实验，让学生推测原子核的电性，并与电子比较质量相对大小，使学生主动参与原子核的组成、性质以及核素、同位素等概念的探讨

四、教学过程

[导入] 我们已知道原子很小但有质量，那么原子的质量到底有多大呢?不同的原子质量各不相同，可以用现代科学仪器精确地测量出来。

例如：一个碳原子的质量是：0.***00000000001993kg，即1.99310-26kg;一个氧原子的质量是2.65710-26kg;一个铁原子的质量是9.28810-26kg。这样小的数字，书写、记忆和使用起来都很不方便，就像用吨做单位来表示一粒沙子的质量一样。因此，在国际上，一般不直接用原子的实际质量，而采用不同原子的相对质量相对原子质量。

[板书]相对原子质量：某原子的质量与C12原子质量的1/12的比值。

[提出问题]你知道C12原子指的是什么原子吗?

[讲解]我们已经知道原子是构成物质的一种微粒。它是由原子核和核外电子构成的。那原子核中又有哪些结构和性质呢?今天就让我们来认识原子核。

[提出问题]卢瑟福的ɑ粒子散射实验说明原子具有怎样的结构? [板书]

一、原子的组成：

中子

原子核

质子

1.原子

核外电子

[讲解]绝大多数原子的原子核都是由质子和中子构成的。原子的体积已经很小了，原子核在它里面，当然更小。如果假设原子是一个庞大的体育场，那么，原子核则是位于场中央的一个小蚂蚁。

[提出问题]在原子中，质子数、核电荷数、电子数有怎样的关系?为什么? 原子在化学反应中失去或得到电子，它还显电中性吗?此时，它还是原子吗?离子所带的电荷数与离子中的质子数和核外电子数之间有什么关系?

忽略电子的质量，原子的相对原子质量在数值上与原子的质子数和中子数有什么关系?什么是质量数?怎样简洁的表达原子核的构成?其含义是什么?

[讲解]原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得数值便近似等于该原子的相对原子质量，我们把其称为质量数，用符号A表示。X中Z表示质子数，X表示元素符号。如 C表示质量数为12，原子核内有6个质子的碳原子或原子核内有6个质子和6个中子的碳原子。前面我们提到的作为相对原子质量标准的C12指的就是这种原子。

[板书]

2.质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)

[过渡] O与O所表示的意义是否相同?

同一种元素的原子具有相同的质子数，但中子数不一定相同。如在自然界存在着三种不同的氢原子：氕、氘、氚

质子数 1 1 1

中子数 0 1 2

核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。(原子核的组成不同)

同位素：质子数相同，质量数(或中子数)不同的核素之间的互称。

(学生阅读教材33页拓展视野)[板书]

第二课时 认识原子核

一、原子的构成：

1.中子(不带电)原子核

质子(带正电)一个质子带一个单位正电荷

原子

核外电子(带负电)一个电子带一个单位负电荷

在一个原子中：质子数=电子数=核电荷数

离子中 离子所带的电荷=质子数核外电子数

2.质量数：用符号A表示。中子数规定用符号N表示，X表示某种元素符号

质量关系：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)

二、1.元素：质子数相同的同一类原子的总称。

2.核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。

11.分析高中化学知识结构化策略 篇十一

关键词：高中化学；知识结构；策略

【中图分类号】G633.8

所谓知识结构化主要指将所学知识划分为不同部分，并将其有机的在头脑中组织成知识组块，进而促进知识的结构化。认知心理学理论指出，在一定刺激下唯有组织有序的知识方可被激活，才能方便学习者在需要应用时成功提取。而教学策略重点研究对象即“如何教”的问题，它涉及教学思路、内容、方法等，也就是能够有利于既定教学目标实现的工作方式。当前，高中化学教学中帮助学生知识结构化是首要任务，因此高中化学教师的重要研究方向之一便是高中化学知识结构化策略。

一、引导学生绘制化学概念图

高中化学学习过程中学习化学基本概念是前提和基础。若学生对化学基本概念不甚了解，势必加大学习基础知识的难度。因此，基于新课程理念下该如何正确选择学习策略和方法至关重要，作为全新教学策略绘制概念图有助于学生梳理知识。其实所谓的概念图就是利用具体事例说明概念间意义的联系，再以科学命题形式将基本概念联系起来的空间网络图。通常一个概念图包括概念、命题、层级结构及交叉连接。概念图绘制即在方框或圆圈内写上部分相关概念，通过箭头或直线将其连接起来，同时把概念间关系标注在线上。概念图中核心概念在最上面或中心层，具体概念在下层或外围，它是根据由内之外或自上向下演绎及归纳概念的一种思考方式。例：《物质的分类》（人教版高中化学必修一第二章第一节）概念图：

而基于这一基础可在学习《电解质》（人教版高中化学必修一第二章第二节）后，从另一角度分类化合物绘制以下概念图：

虽然上述概念图极为简易，但就学生而言却有助于他们掌握电解质和非电解质的概念。由于在判断具体物质究竟是弱电解质还是强电介质或是非电解质还是电解质过程中，学生极易将盐酸类化合物视为其一，或是将铜、碳类可导电的单质视为其一，而此类错误频繁发生的主要原因，即学生未能清楚认识到上述概念是针对化合物、纯净物，但只要学生清楚绘制出概念图，便能实现对这一知识点的全面掌握。

又例：《化学中常用的物理量——物质的量》（人教版高中化学必修一第一章第三节）绘制如下概念图：

并且实践教学中还可变形此概念图如下式：

通过变形促进学生对物质量桥梁的作用加深认识，进而同时联系微观粒子和宏观质量，并且连等此公式更有助于学生掌握四个基本公式以及其相互间的换算。

二、整体性教学策略

化学学科各个知识点间必然存在完整的系统性和严密的逻辑性，其绝非相互独立存在的。所以孤立进行新课教学不利于学生联系旧知识完成知识结构化，因此在原有知识系统中纳入新知，将新旧知识联系起来促进学生原有知识结构的丰富十分必要

整体性教学在有机物概念教学中也极为关键，由于学生容易混淆有机物概念，因此为有效比较其概念间的联系和区别，教师可采用比较法帮助学生区分这些概念，并进一步加强学生对概念的理解。而且整体教学有助于学生调节自身知识结构，可有效的促进新旧概念的有机联系，进而形成全新的更合理、全面的良好知识结构。例：比较醚类结构与醇类结构、乙炔性质与乙炼性质、同系物与同分异构体、缩合与聚合等概念，可有利于学生深刻把握这些概念。同时也可比较有机物化学性质、组成结构、物理性质等方面，促使学生更加全面的掌握有机物概念的外延和内涵。下表为乙炔、甲烷、乙稀物理性质的具体比较：

同时某些有机物概念间既可以分类又能形成相应的从属关系。如下图径的分类所示，由此可见，在区分有机物概念区别与联系时，利用比较法能起到事半功倍的效果。

三、有机化学教学策略

有机物分子的主要化学性质直接取决于有机物分子的官能团，所以教师应重点引导学生对其进行分析，进而预测有机物分子所具备的主要化学性质。可先引导学生发现各个典型官能团具备的主要性质，例：双键、三键主要性质为加成反应；羟基可与伯醇发生消去反应并生成碳碳双键，其与金属钠发生反应可生成氢气；水解酯基生成羧基；氢气与羰基反应生成羟基；醇羟基脱水形成醚；醛由羧基酸性后还原；醛基与氢气反应生成羟基，其与眼镜反应氧化成羧基。

同时，引导学生归纳与官能团连接的羟基其性质会受影响，如氢氧化钠与酚羟基发生反应可生成水，碳酸鈉与酚羟基发生反应可生成碳酸氢钠，但醇羟基却无法发生上述反应。再如以下乙醇结构式，通过结构式可看出其分子结构中官能团为羟基，因此基于不同条件下乙醇分子将分别发生四处断键。当学生清楚了解到这些特征后，便能快速正确的写出醇类物质化学反应。并且随着对更多官能团结构了解后，学生在日后学习中更能有效的迁移重组所学知识，进而加深有机化学的学习程度。

而要想认识整体的有机化学，其实践教学过程中教师应清除的分析有机物知识间转化关系和联系，从而建构结构化有机物知识网络，促进学生对有机物知识达到触类旁通、举一反三的程度。通俗来说，就是教师指导学生重组有机物知识点，并将其以概念图形式展示出来，进而形成联系紧密脉络清晰的知识结构化网络。例利用箭头将炔烃、烯烃、烷烃、卤代烃转化过程连城直线，再利用箭头将醇、酸、酯、醚等与各种烃之间的关联联系到一起，进而形成链烃与其衍生物相互联系转化的知识结构化网络图。

四、总结：

高中化学知识结构化至关重要，高中化学教师应在不断实践教学过程中总结归纳教学经验，不断研究新的教学策略，通过引导学生绘制概念图，整体性教学等各方面，促进学生构建完整的知识结构化网络图。

参考文献：

1、苏育才、 陈晓清，高中化学实验生态课堂的现状及优化策略，《中国现代教育装备》， 2012年04期

12.活性炭结构演化及其电化学性能 篇十二

双电层电容器的静电容量主要取决于电极材料的表面积、粒径分布、电导率及电化学稳定性[2]。作为炭基双电层电容器的电极材料,活性炭是一种多孔炭材料,具有高度发达的孔隙结构和大的比表面积,合适的孔径分布和微结构能使活性炭电极获得良好的电化学性能。若用高比表面积的活性炭代替普通活性炭,可大幅度提高双电层电容器的电容量。由于普通活性炭的结晶性能和导电性能较差,不能满足大容量电极材料的需要,必须通过调整和控制活化工艺改进活性炭电极材料。

目前主要采用气相氧化法、液相氧化法、等离子体处理及惰性气体热处理等方法调节活性炭的孔隙结构和比表面积[3,4],提高润湿范围,优化活性炭电极(AC)材料。但化学改性方法带来了一些附加产物的污染,并造成活性炭其它性能的降低,且多次高温活化处理使活性炭材料收缩,电阻率增大,整体电化学性能降低。

本研究采用振动研磨法在干法室温状态下制备出具有不同微结构分布的纳米活性炭,用物理方法改善活性炭电极材料的性能。分析了材料的微结构演化(比表面积、孔径分布)与双电层电容器静电容量之间的关系,研究了工艺条件(研磨时间、激振频率、研磨氛围)对活性炭电极电化学性能的影响,确定了制备活性炭电极材料的最佳工艺参数。

1 实验

1.1 纳米活性炭的制备及表征

将150g粒径为10～20μm的活性炭和5g硬脂酸(分散剂)置入高效振动研磨机中,在惰性气体保护下进行实验,实验系统如图1所示。

采用XL30S-FEG场发射枪扫描电子显微镜(SEM)观察活性炭材料的结构演变,仪器最高成像分辨率为1.5nm,放大倍数为80～800000,加速电压为0.2～30kV;采用TriStar3000全自动比表面积和孔隙度分析仪测定活性炭的BET比表面积和孔隙分布,比表面测量范围为0.01m2/g以上,孔径分析范围为15～5000,研究振动应力场活性炭结构演化对电极性能的影响。

1.2 活性炭电极的制备及表征

将原料活性炭在不同工艺条件下振动研磨后取样,制备活性炭电极材料。将样品活性炭、导电剂乙炔黑、粘结剂聚四氟乙烯和分散剂异丙醇按一定比例混合后搅拌,把搅拌均匀的浆料涂覆到2cm2的泡沫镍上,制成圆片状电极作为工作电极,以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,铂电极为辅助电极,构成三电极体系。每个活性炭电极面积相同,质量约为20mg,电解液KOH浓度为6mol/L。活性炭电极的制作流程如图2所示。

采用CH1600B电化学分析仪测试活性炭电极的循环伏安特性;采用BK-6016AR可充电电池性能测试系统测量活性电极的比电容。

2 结果与讨论

2.1 活性炭结构的演化

2.1.1 表面形貌测试与分析

图3为原料活性炭和研磨5h后活性炭的SEM图像(放大倍数1000)。与原料活性炭颗粒相比,经5h研磨后的活性炭颗粒表面形貌变化不大,但粒度明显减小,细化后的颗粒尺寸分布在50nm左右。

随研磨时间的延长,活性炭大颗粒演化成超微细颗粒,形成一定粒度分布的细小颗粒。这是因为在振动外力作用下,固体颗粒首先在结构薄弱处产生变形,随研磨时间的延长,逐渐出现许多微小裂纹,在外力持续作用下,微裂纹不断扩展并于尖端附近产生高度的应力集中,引起剪切断裂,从而达到颗粒细化的目的。若研磨时间继续延长,颗粒粒度减小缓慢。

2.1.2 比表面积测试与分析

双电层电容器通过静电引力在电极表面形成双电层来储存能量,其电容量C与材料的表面积S和电解质介电常数ε成正比,与双电层的厚度δ成反比(C=ε·S/δ)。当电解质溶液的种类及其浓度一定时,电极材料的比表面积越大,其电容量也越大,因此双电层电容器的静电容量在很大程度上取决于极化电极的比表面积[5]。活性炭的BET检测结果如表1所示。显然,在研磨过程中,大的活性炭颗粒被粉碎为一定粒度分布的细小颗粒,粒径的细微化使比表面积显著增大,孔隙结构重新分布。通过计算得出,研磨后活性炭的比表面积和微孔面积分别增大了27%、22%,微孔容积、中孔面积、中孔容积分别增加了25%、35%、30%。

活性炭的微晶结构决定了活性炭发达的微细孔构造,双电层电容器的充电和放电过程是离子在电极表面吸附和脱附的过程。在此过程中,离子在活性炭微孔中进出,活性炭微孔直径的大小直接影响离子的自由运动[6]。微孔直径过大,会降低活性炭电极的比表面积;微孔直径过小,会阻碍离子的进出。对于同一种电解液来说,比表面积与孔隙分布有一个最佳对应值,在比表面积一定的情况下,增大中孔和大孔的孔隙,有利于提高电极材料的电化学性能。

2.2 工艺条件对活性炭电极性能的影响

2.2.1 振动研磨时间的影响

图4为活性炭的研磨时间与其比电容的关系。从图4可以看出,研磨初期活性炭电极的比电容迅速增加,在研磨1h后比电容达到最高点,随研磨时间的延长活性炭电极的比电容逐渐减小,研磨时间与其静电容量不成正比关系。

研究表明,当活性炭由较大颗粒粉碎为很多细小颗粒时,其比表面积增大,活性炭电极材料与电解液的固液接触面积增大,电解液充分浸润活性炭颗粒,提高了电极材料的比电容[7]。但是进一步的研磨导致活性炭孔隙结构发生变化,许多大孔或中孔受到破坏演变成微孔,大孔和中孔慢慢消失,微孔越来越多。由于在微孔孔隙内电解液离子扩散阻力大,阻抗R增加,高倍率充放电时形成双电层的离子不能润湿微孔表面,使得研磨后的活性炭电极静电容量减小。

2.2.2 激振频率的影响

采用OMRON XA40DR-A PLC与上位机连接组成控制系统,上位机通过串行口向PLC发出写命令及数据,PLC接受数据后,由D/A转换模块控制调速器的频率,实现振动磨变频设计,从而研究不同激振频率下制备的活性炭电极材料的电化学性能[8]。图5为不同激振频率下研磨1h后活性炭电极材料的循环伏安特性。由图5可知,振动频率的改变对活性炭电极材料的电化学性能有一定影响。在其它因素不变的情况下,采用低频率大振幅能有效提高介质的能量传递和正向挤压碰撞[9],从而获得高的粉碎效率,在运转允许的范围内,较低频率条件下制备的活性炭电极材料更为理想。

2.2.3 活性炭制备氛围的影响

图6为原料活性炭分别在空气、氮气和氩气氛围中研磨5h后电极的比电容曲线。从图6可以看出,当放电电流为5mA时,氮气环境下研磨的活性炭电极的比电容为213.2F/g,空气环境下为207.2F/g,氩气环境下为178.5F/g。

显然,氮气氛围下研磨的活性炭电极材料的比电容最高,空气次之,氩气环境下研磨的电极材料的比电容较低。随放电电流的增大,3种环境下制备的活性炭电极材料的比电容都逐渐衰减。这是因为活性炭中氢和氧大部分以化学键与碳原子结合形成有机官能团,构成活性炭的主体结构。在氮气保护下研磨,可以避免研磨过程中吸附外来的氧形成表面氧化物,引起电解质溶液酸碱度的变化,导致电化学性能降低[10]。当大电流放电时,电解液中的离子由于运动速度加快,难以进入微孔中形成双电层,导致电极的比电容下降。

3结论

(1)扫描电子显微镜图像显示,采用干法室温振动研磨工艺成功制备出纳米活性炭,比表面积测试和孔隙度分析表明,细化后的活性炭颗粒比表面积明显增加,孔径分布趋于合理。(2)活性炭电极的循环伏安特性和恒电流充放电测试结果表明,激振频率为700r/min时,在氮气氛围中振动研磨1h后,活性炭电极材料具有更为优良的电化学性能。(3)振动研磨是比较理想的物理改性活性炭电极材料的方法,研磨设备结构简单、能耗低、污染小、颗粒性能稳定且便于工业化生产。

参考文献

[1]王晓峰,王大志,梁吉.氧化镍/碳纳米管复合型超级电容器的研制[J].无机化学学报,2003,19(2):137

[2]王秀芳,张会平,肖新颜,等.高比表面积活性炭研制进展[J].功能材料,2005,36(7):975

[3]孟庆函,张睿,李开喜,等.双电层电容器用中孔活性炭电极的电化学性能[J].功能材料,2002,33(6):628

[4]田艳红,张为芹.超级电容器用高性能中孔活性炭的研究[J].电源技术,2004,28(4):227

[5]李生娟,王树林,徐波.双电层电容器活性炭电极的实验研究[J].化工学报,2006,57(7):1617

[6] Frackowiak E,et al.Carbon materials for the electrochemical storage of energy in capacitors[J].Carbon,2001,39:937

[7] Atlung S,West K.Dynamic aspects of solid solution cathodes for electrochemical power sources[J].Electrochem Soc,1979,126(8):1311

[8]苏丹,王树林.用欧姆龙PLC与上位机通信实现振动磨的变频控制[J].矿山机械,2007,35(1):44

[9] Wang Shulin.Impact chaos control and stress release:A key for development of ultra fine vibration milling[J].Progress Natural Sci,2002,12(5):336