經典力學的局限性學習目標：1.了解經典力學的發展歷程和偉大成就；2.認識經典力學的局限性和適用范圍；3.初步了解微觀和高速世界中的奇妙現象；4.了解相對論、量子論的建立對人類深入認識客觀世界的作用，知道物理學改變人們世界觀的作用。第6節重點了解經典力學的局限性。難點了解相對論、量子力學與經典力學的關系。重點難點提出問題1.經典力學的成就有哪些？結論:（1）牛頓運動定律和萬有引力定律把天體的運動與地上物體的運動統一起來，是人類對自然界認識的第一次大綜合，是人類認識史上的一次重大飛躍。（2）經典力學的基礎，在以后的二百多年里幾乎統治了物理學的各個領域。（3）經典力學和以經典力學為基礎發展起來的天體力學、材料力學和結構力學等得到了廣泛的應用，并取得了巨大的成就。（4）由牛頓力學定律導出的動量守恒定律、機械能守恒定律等，是航空航天技術的理論基礎。火箭、人造地球衛星、航天飛機、宇宙飛船、行星探測器等航天器的發射，都是牛頓力學規律的應用范例。說明：通過該問題探究促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勤于思考，培養其學科探究能力，使其逐步形成科學態度。一、從低速到高速2.在經典力學和狹義相對論中，物體的質量有何不同？狹義相對論中物體的質量表達式是怎樣的？

提出問題3.在經典力學和狹義相對論中，位移和時間的測量在不同參考系中有何區別？結論:在經典力學中，位移和時間的測量與參考系無關，即在不同參考系中是相同的；在狹義相對論中，同一過程的位移和時間在不同參考系中是不同的。提出問題典型例題

典型例題

二、從宏觀到微觀提出問題經典力學的適用范圍是什么？并說明理由。結論:（1）經典力學的適用范圍：只適用于低速運動，不適用于高速運動；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。（2）19世紀末和20世紀初，人們相繼發現了電子、質子、中子等微觀粒子，發現它們不僅具有粒子性，而且具有波動性，它們的運動規律不能用經典力學描述。20世紀20年代，建立了量子力學，它能夠正確地描述微觀粒子運動的規律，并在現代科技中發揮了重要作用。這就是說經典力學不適用于微觀粒子。三、從弱引力到強引力提出問題1.經典力學與行星運動軌道的矛盾是什么？由經典力學與行星運動軌道的矛盾說明了什么？結論:（1)經典力學與行星軌道的矛盾：按牛頓的萬有引力定律推算，行星的運動應該是一些橢圓，行星沿著這些橢圓做周期性運動。而實際的天文觀測表明，行星的軌道并不是嚴格閉合的，它們的近日點在不斷地旋進，如水星的運動。（2)愛因斯坦廣義相對論的計算結果與實際觀測到的水星的運動情況吻合得很好。這說明經典力學只適用于弱引力，而不適用于強引力。提出問題2.歸納牛頓萬有引力定律與愛因斯坦引力理論的主要差異？結論:牛頓萬有引力定律與愛因斯坦引力理論的主要差異：（1）行星的運動：在近日點和遠日點，引力的變化規律不完全相同，導致軌道不閉合，近日點旋進。（2）根據牛頓的萬有引力定律，假定一個球形天體的總質量不變，并通過壓縮減小它的半徑，天體表面的引力將會增大。半徑減小至原來的二分之一，引力增大到原來的四倍。這就是常說的“平方反比”規律。愛因斯坦引力理論表明，這個力實際上增加得更快些。天體的半徑越小，這種差別越大。（3）只要天體的實際半徑遠大于它們的引力半徑，那么由愛因斯坦和牛頓引力理論計算出的力的差異并不是很大，但當天體的半徑接近引力半徑時，這種差異將急劇增大，這就是說，在強引力的情況下，牛頓的引力理論將不再適用。典型例題例3下面說法中正確的是（

）A.根據牛頓的萬有引力定律可以知道，當星球質量不變，半徑變為原來的一半時，表面上的引力將變為原來的4倍B.按照廣義相對論可以知道，當星球質量不變，半徑變為原來的一半時，表面上的引力將大于原來的4倍C.在球體的實際半徑遠大于引力半徑時，根據愛因斯坦的理論和牛頓的引力理論計算出的力差異很大D.在天體的實際半徑接近引力半徑時，根據愛因斯坦的理論和牛頓的引力理論計算出的力差異不大

鞏固練習1.下列說法中正確的是（

B

）A.牛頓運動定律就是經典力學B.經典力學的基礎是牛頓運動定律C.牛頓運動定律可以解決自然界中所有的問題D.經典力學可以解決自然界中所有的問題鞏固練習2.繼哥白尼提出“太陽中心說”、開普勒提出行星運動三定律后，牛頓站在巨人的肩膀上，創立了經典力學，揭示了包括行星在內的宏觀物體的運動規律；愛因斯坦既批判了牛頓力學的不足，又進一步發展了牛頓的經典力學，創立了相對論。這說明（

D

）①世界無限廣大，人不可能認識世界

②人的意識具有能動性，能夠正確地反映客觀世界

③人對世界的每一個正確認識都有局限性，需要發展和深化④每一個認識都可能被后人推翻，人不可能獲得正確的認識

A.①②③④ B.①②③C.①③④ D.②③鞏固練習

布置作業1、教材第53頁“問題與練習”第1、2題2、完成[課時學案]中交流討論的內容第二單元配合物的形成和應用課程標準導航1.了解人類對配合物結構認識的歷史。2.知道簡單配合物的基本組成和形成條件。3.掌握配合物的結構與性質之間的關系。4.認識配合物在生產生活和科學研究方面的廣泛應用。新知初探自學導引自主學習(2)配位鍵：共用電子對由一個原子單方向提供而跟另一個原子共用的共價鍵叫配位鍵。配位鍵可用A→B形式表示，A是_________________的原子，叫做電子對給予體，B是____________________的原子叫接受體。(3)形成配位鍵的條件提供孤電子對接受孤電子對①有能夠提供_______________的原子，如______________等。②另一原子具有能夠接受__________的空軌道，如___________________________等。孤電子對N、O、F孤電子對Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋想一想1.在水溶液中，Cu2＋與氨分子是如何結合成［Cu(NH3)4］2＋的呢？2.配位化合物(1)寫出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深藍色溶液整個過程的反應離子方程式。____________________________________;___________________________________________________________________________.Cu(OH)2+4NH3·H2O===［Cu(NH3)4］2++2OH-+4H2O(2)［Cu(NH3)4］SO4的名稱為_______________________,它的外界為__________，內界為________________，中心原子為______，配位體為_______分子，配位數為_______。(3)配合物的同分異構體：含有兩種或兩種以上配位體的配合物，若配位體在____________________不同，就能形成不同幾何構型的配合物，如Pt(NH3)2Cl2存在______和______兩種異構體。硫酸四氨合銅［Cu(NH3)4］2＋Cu2+NH34空間的排列方式順式反式想一想2.順式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的化學式相同，它們的性質也相似嗎？提示：不同，由于結構不同，所以其化學性質不相同。二、配合物的應用1.在實驗研究中，人們常用形成配合物的方法來檢驗__________、分離物質、定量測定物質的組成。(1)向AgNO3溶液中逐滴加入氨水的現象為:_________________________________。產生的配合物是____________________。金屬離子先生成沉淀，然后沉淀再溶解［Ag(NH3)2］OH(2)向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液的現象：____________________________。產生的配合物是______________。2.在生產中，配合物被廣泛用于________、______、___________、___________領域。3.生命體中的許多金屬元素都以配合物形式存在。4.配合物在醫療方面應用也很廣泛。5.模擬生物固氮也與配合物有關。有血紅色溶液出現Fe(SCN)3染色電鍍硬水軟化金屬冶煉自主體驗1.配合物［Zn(NH3)4］Cl2的中心原子的配位數是()A.2 B.3C.4 D.5解析：選C。配合物［Zn(NH3)4］Cl2的中心原子是Zn2＋，配位體是NH3，配位數是4。2.下列不能形成配位鍵的組合是()A.Ag＋、NH3 B.H2O、H＋C.Co3＋、CO D.Ag＋、H+解析：選D。配位鍵的形成條件必須是一方能提供孤電子對，另一方能提供空軌道，A、B、C三項中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空軌道，NH3、H2O、CO能提供孤電子對,所以能形成配位鍵，而D項Ag＋與H＋都只能提供空軌道，而無法提供孤電子對,所以不能形成配位鍵。3.下列不屬于配離子的是()A.［Ag(NH3)2］＋ B.［Cu(CN)4］2－C.［Fe(SCN)6］3－ D.MnO－4解析：選D。MnO－4無配位原子。4.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是()A.［Co(NH3)4Cl2］Cl B.［Co(NH3)3Cl3］C.［Co(NH3)6］Cl3 D.［Co(NH3)5Cl］Cl2解析：選B。在配合物中，內界以配位鍵結合很牢固，難以在溶液中電離；內界和外界之間以離子鍵相結合，在溶液中能夠完全電離。不難看出A、C、D三項中配合物在水中均電離產生Cl-，而B項無外界離子，不能電離。要點突破講練互動探究導引1指出配合物[Pt(NH3)4Cl2]Cl2的配離子、中心離子、配位體、配位數及配位原子。提示：配離子指配合物的內界，中心原子指提供空軌道的原子或離子，要點一配合物的組成和結構配位體指提供孤電子對的分子或離子，配位數是配位體的總個數，配位原子指配位體中提供孤電子對的原子。配合物[Pt(NH3)4Cl2]Cl2的配離子為[Pt(NH3)4Cl2]2＋,中心原子是Pt4＋，配位體是NH3、Cl－，配位數為6，配位原子為N和Cl。探究導引2配離子[Ag(NH3)2]＋是如何形成的？提示：配離子[Ag(NH3)2]＋是由Ag＋和NH3分子反應生成的，由于Ag＋空的5s軌道和5p軌道形成sp雜化軌道，接受2個NH3分子提供的孤電子對，形成直線形的[Ag(NH3)2]＋，該過程圖示如下。

要點歸納1.配合物的組成內界：中心體(原子或離子)與配位體，以配位鍵成鍵。外界：與內界電荷平衡的相反離子。有些配合物不存在外界，如[PtCl2(NH3)2]、[CoCl3(NH3)3]等。另外，有些配合物是由中心原子與配位體構成，如[Ni(CO)4]、[Fe(CO)5]等。2.配合物的結構配位數雜化軌道類型空間構型結構示意圖實例2sp直線形[Ag(NH3)2]＋[Cu(NH3)2]＋配位數雜化軌道類型空間構型結構示意圖實例4sp3正四面體形[Zn(NH3)4]2＋[ZnCl4]2－dsp2(sp2d)平面正方形[Ni(CN)4]2－[Cu(NH3)4]2＋6sp3d2(d2sp3)正八面體[AlF6]3－[Co(NH3)6]3＋即時應用1.化學家維多克·格利雅因發明了格氏試劑(RMgX)而榮獲諾貝爾化學獎。RMgX是金屬鎂和鹵代烴反應的產物，它在醚的稀溶液中以單體形式存在，并與二分子醚絡合，在濃溶液中以二聚體存在，結構如下圖：上述2種結構中均存在配位鍵，把你認為是配位鍵的用“→”在結構圖中標出。解析:配位鍵是由孤電子對與空軌道形成的,Mg最外層有兩個電子，可以與R、X形成離子鍵，而O原子中存在孤電子對，所以兩個O(C2H5)2可以與Mg形成配位鍵。在二聚體中，同理，一個Mg與R、X相連，則另外一個X和O(C2H5)2，則與Mg形成配位鍵。答案：要點二配合物的性質探究導引現有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一種為橙黃色，另一種為紫紅色。請設計實驗方案將這兩種配合物區別開來。提示：在[Co(NH3)6]Cl3中Co3＋與6個NH3分子配合成[Co(NH3)6]3＋，3個Cl－都是外界離子。而[Co(NH3)5Cl]Cl2中Co3＋與5個NH3分子和1個Cl－配合成[Co(NH3)5Cl]2＋,只有兩個Cl－是外界離子。由于配合物中內界以配位鍵結合很牢固，難以在溶液中電離，而內界和外界之間以離子鍵結合，在溶液中能夠完全電離。不難看出，相同質量的兩種晶體在溶液中能夠電離出的Cl－數是不同的，我們可以利用這一點進行鑒別。要點歸納1.配合物的顏色：當簡單離子形成配合物時,其性質往往有很大的差異，顏色發生改變就是一種常見的現象，多數配離子都有顏色，如[Fe(SCN)6]3－為血紅色、[Cu(NH3)4]2＋為深藍色、[Cu(H2O)4]2＋為藍色、[CuCl4]2－為黃色、[Fe(C6H6O)6]3－為紫色等等。我們根據顏色的變化就可以判斷配離子是否生成，如Fe3＋離子與SCN－離子在溶液中可生成配位數為1～6的硫氰合鐵(Ⅲ)配離子，這種配離子的顏色是血紅色的，反應如下：Fe3＋＋nSCN－====[Fe(SCN)n]3－n，實驗室通常用這一方法檢驗鐵離子的存在。2.配合物的溶解性:有的配合物易溶于水，如[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4]SO4、Fe(SCN)3等。利用配合物的這一性質，可將一些難溶于水的物質如AgOH、AgCl、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成配合物。如在照相底片的定影過程中，未曝光的AgBr常用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶解，反應的化學方程式為：AgBr＋2Na2S2O3====Na3[Ag(S2O3)2]＋NaBr。金和鉑之所以能溶于王水中，也是與生成配合物的溶解性有關，反應式為：Au＋HNO3＋4HCl====H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O，3Pt＋4HNO3＋18HCl====3H2[PtCl6]＋4NO↑＋8H2O。配合物的顏色和溶解性還與配合物的空間結構有關，如順式[Pt(NH3)2Cl2]和反式[Pt(NH3)2Cl2]的溶解性和顏色等性質有一定的差異，其中順式[Pt(NH3)2Cl2]為極性分子,根據相似相溶原理,它在水中的溶解度較大,具體情況見前面的表格。3.配合物的穩定性：配合物具有一定的穩定性，配合物中的配位鍵越強,配合物越穩定.當作為中心原子的金屬離子相同時，配合物的穩定性與配位體的性質有關。例如，血紅素中的Fe2＋與CO分子形成的配位鍵比Fe2＋與O2分子形成的配位鍵強，因此血紅素中的Fe2＋與CO分子結合后，就很難再與O2分子結合，血紅素就失去了輸送氧氣的功能，從而導致人體CO中毒。即時應用2.配合物CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位數為6，H2O和Cl－均可作配位體，H2O、Cl－和Cr3＋有三種不同的連接方式，形成三種物質：一種呈紫羅蘭色、一種呈暗綠色、一種呈亮綠色。將它們配成相同物質的量濃度溶液，各取相同體積的溶液，向其中分別加入過量的AgNO3溶液，完全反應后，所得沉淀的物質的量之比為3∶2∶1。(1)請推斷出三種配合物的內界，并簡單說明理由；(2)寫出三種配合物的電離方程式。解析：CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位數為6，H2O和Cl－均可作配位體，則其化學式可表示為：[Cr(H2O)6－nCln]Cl3－n·nH2O，當其與AgNO3反應時，只有外界的氯離子可形成AgCl沉淀，再根據它們與AgNO3反應時生成AgCl沉淀的物質的量之比為3∶2∶1，可知分別有3個氯離子、2個氯離子、1個氯離子在外界，進而可分別寫出各自的化學式，紫羅蘭色：[Cr(H2O)6]Cl3，暗綠色：[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O，亮綠色：[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，再分別寫出其內界.答案:(1)紫羅蘭色：[Cr(H2O)6]3＋,暗綠色：[Cr(H2O)5Cl]2＋，亮綠色：[Cr(H2O)4Cl2]＋.根據它們與AgNO3反應時生成沉淀的物質的量之比為3∶2∶1，可知分別有3個氯離子、2個氯離子、1個氯離子在外界。(2)[Cr(H2O)6]Cl3====[Cr(H2O)6]3＋＋3Cl－;[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O====[Cr(H2O)5Cl]2＋＋2Cl－＋H2O；[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O====[Cr(H2