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第二章《微粒的模型与符号》
第1节 模型、符号的建立与作用
1、模型和符号
（1）模型：某种物体放大或缩小的复制品、一幅图、一张表、计算机图像、一个复杂过程的示意（如公式、化学方程式）。
（2）符号：标识符号，电学元件符号，字母，文字，语言，标点符号，数学符号，化学符号，交通标志等。
第2节 物质的微观粒子模型
1、物质的微粒——分子和原子
分 子 原 子
不同点 保持物质化学性质的一种粒子。 化学变化中的最小粒子。
相同点 质量小，体积小，处于不断地运动之中。
关系 分子分裂成原子，原子组成分子（即分子由原子构成）；两者都可以构成物质。
注意 分子比构成分子本身的原子大；不能说原子一定比分子小（比如铁原子大于氢气分子）。
根本区别 在化学变化中是否可分；化学变化的实质：分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。
2、物质微粒模型
（1）分子模型
（2）原子模型
3、粒子模型可以示意物质变化
（1）水的汽化是物理变化：水分子之间的距离变大，分子种类不变。
（2）水的电解是化学变化：分子种类改变，原子的种类和数目不变。
4、物质的构成
（1）物质是由分子、原子和离子构成的。
A、分子构成物质：如水、氧气、氢气、蔗糖、甲烷、二氧化碳、氮气等。
B、原子构成的物质：金属、稀有气体、碳（金刚石、石墨）、硅、磷、硫等。
C、离子构成的物质：氯化钠、硫酸铜、氢氧化钠等（金属元素+非金属元素构成的化合物）。
（2）由分子构成的物质中，分子是保持物质化学性质的最小粒子。由原子构成的物质中，原子是保持物质化学性质的最小粒子。例如：水的性质是由水分子保持的。铁的性质是由铁原子保持的。
第3节 原子结构的模型
1、原子结构模型的发展史
时间 人物 理论 描述 贡献 图示
1803 道尔顿 实心球模型 原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。 发现原子
1904 汤姆生 枣糕或西瓜模型 原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。 发现电子
1911 卢瑟福 核式结构模型（行星绕太阳模型） 原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。 α粒子散射实验、发现原子核
1913 玻尔 分层模型 电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。
2、α粒子（He2+）散射实验
现象 结论 图示
大多数α粒子不改变运动方向 原子核极其微小，核外空间很大
小部分α粒子发生偏转 原子核带正电
极少的α粒子发弹回来 原子核质量很大
2、原子核的结构
核外电子（带负电） 9.1176×10-31千克
原子 质子 （带正电） 1.6726×10-27千克
（电中性） 原子核
中子（不带电） 1.6748×10-27千克
（1）原子核在原子中所占的体积极小，核外电子在核外空间做高速运动，
（2）原子核几乎集中了原子的全部质量，电子的质量相对要微小得多。
（3）原子核是由质子（带正电）和中子（不带电）构成的，并不是所有原子都有中子。
（4）在原子中：核电荷数=质子数=核外电子数
3、带电的原子——离子
（1）氯化钠的生成
A、取一瓶氯气，观察它的颜色为黄绿色。
B、用镊子在放有煤油的试剂瓶中夹取一块钠，用刀切割成一小块，观察到钠是一种质软、带银白色光泽的金属固体。
C、点燃钠，将燃烧匙伸入氯气瓶中，反应结束后观察瓶内的物质为白色固体。
D、实验现象：剧烈燃烧，产生光亮的黄色火焰，产生白烟，生成白色固体物质。
微观解释：
钠原子失去一个电子成为一个带正电的微粒叫钠离子Na+。
氯原子得到一个电子成为一个带负电的微粒叫氯离子 Cl—。
（2）离子：带电的原子或原子团，离子也是构成物质的一种微粒。
阳离子：带正电的原子或原子团。例：钠离子Na+、铵根离子NH4+
阴离子：带负电的原子或原子团。例：氯离子Cl- 、硫酸根离子SO42-
（3）原子、分子和离子的区别和联系
分子 原子 离子
区别 定义 保持物质化学性质的一种微粒 化学变化中的最小微粒 带电的原子或原子团
化学变化中是否可分 可分，化学变化前后种类和数目可能发生变化 不可分，化学变化前后种类和数目不变 一般不可分，但带电的原子团可分
构成 由原子构成 由质子、中子和核外电子构成 由原子得失电子形成，原子得到电子带负电变成阴离子，原子失去电子带正电变成阳离子
带电情况 不显电性 不显电性，因为核电荷数=质子数=核外电子数 阴离子（负电）：核电荷数=质子数＜核外电子数阳离子（正电）：核电荷数=质子数＞核外电子数
联系
第4节 组成物质的元素
1、元素：把具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子总称为元素。
（1）元素的种类、分类及分布：
A、目前人类已知的元素有110多种。
金属元素：占大多数。如：铁、镁、铝、锌、铜
B、元素种类
非金属元素：包括稀有元素。如：氧、碳、溴、氦
C、元素的分布
地壳中元素 O Si Al Fe
人体中元素 O C H N
海水中元素 O H Cl Na Mg
有机物中元素 C H O
（2）元素与原子的区别和联系
元素 原子
定义 具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称为元素。 化学变化中的最小微粒
区别 只讲种类，不讲个数。 既讲种类，又讲个数。
联系 用于描述物质的宏观组成。例如：水是由氢元素和氧元素组成的，但不能说“水是由二个氢元素和一个氧元素组成”。 用于描述物质的微观结构。例如一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，但不能说“一个水分子是由氢元素和氧元组成的”。
举例：水的结构和组成正确说法
A、水是由大量的水分子构成的。
B、一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。
C、水是由氢元素和氧元素组成的。
（3）同位素——原子的“孪生兄弟”：我们把原子中核内质子数相同、中子数不相同的同类原子互为同位素原子。
A、为了区分元素的同位素原子，有时把质子数和中子数的总数标出以示区别。如氢有3种同位素原子。
B、同位素原子的应用
工业方面 核电站
农业方面 喂食含有同位素的饲料，跟踪牛的消化吸收情况
医疗方面 利用放射性同位素射线对一些脏器进行扫描，诊断肿瘤等疾病。
国防方面 利用同位素的裂变与聚变反应释放的能量，如核动力潜艇，原子弹。
考古方面 根据放射性同位素的半衰期，进行古董鉴定。
2、物质的分类
（1）物质的分类：
概念 举例
混合物 多种物质组成 食盐水、泥浆
纯净物 一种物质组成 蒸馏水、食盐
（2）纯净物的分类：
纯净物
单 质 化合物
定义 由同种元素组成的纯净物。 由不同种元素组成的纯净物。
区别 由一种元素组成 由多种元素组成
相同点 都是纯净物
（3）氧化物：由两种元素组成的，其中一种是氧元素的化合物。
（4）由一种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。例：氧气和臭氧的混合物，都由氧元素构成。
第5节 表示元素的符号
1、元素符号（会默写常见元素符号）
（1）元素符号的写法
A、通常用该元素拉丁文的第一个字母的大写来表示。
B、当两种元素的第一个字母相同时，可写上该元素名称的第二个字母（小写）以示区别。
（2）元素符号的意义
A、表示一种元素（宏观）。
B、表示这种元素的1个原子（微观）。
C、由原子直接构成的物质，还可以表示这种物质（宏观）。
（3）元素符号周围数字的意义
数字位置 数字的意义 实际例子
元素符号前面 表示单独的微粒的个数 2H表示2个氢原子
元素符号右下角 表示每个分子（原子团）中某原子的个数 H2中2表示一个氢分子由2个氢原子构成
元素符号右上角 表示离子所带的电荷数 Ca2+中2表示钙离子带两个单位正电荷
元素符号上方 表示元素的化合价 +2 CaO表示钙元素的化合价为＋2价
2、元素周期表
（1）110种元素科学的排列起来的表格就是元素周期表。第一张元素周期表是俄国科学家门捷列夫排列的。
（2）排列依据：元素的原子的核电荷数（质子数）有序排列。
（3）元素周期表排列规律
①7个横行，每一横行称一个周期，共有7个周期。同一周期电子层数相同。
②18个纵列，每纵行叫做族（8、9、10列合一族），共有16个族。同族最外层电子数相同。
（4）元素周期表中的每一格所包含的信息
原子序数 元素符号
（等于质子数） （红色指放射性元素）
元素名称
相对原子质量
注意：在元素周期表中同位素占同一个位置。
第6节 表示物质的符号
1、化学式书写规则和读法
物质类型 化学式的写法 化学式的读法
单质 金属 用元素符号表示。铁—Fe、氦气He、硫—S 元素名称：Fe—铁
稀有气体 “某气”：He—氦气
非金属 固态（石字旁除碘单质） 元素名称：S—硫
气态液态 在元素符号的右下角写出表示分子中原子个数的数字。如氧气—O2、氮气—N2 “某气”：O2—氧气
化合物 O +某种元素组成 一般把氧元素符号写在右边。如CO2、CuO等 一般是从右向左读作“某化某”或“几某化几某”，如“CuO”读作“氧化铜”，如“P2O5”读作“五氧化二磷”。
H +某种元素组成 一般把氢元素符号写在左边。如HCl等
金属元素+非金属元素 一般把金属元素符号写在左边。
2、化学式的意义
宏观上 表示一种物质 表示该物质的元素组成
微观上 表示该物质的一个分子 表示该物质的分子构成
例如CO2表示
1、二氧化碳这种物质；
2、由氧元素和碳元素组成；
3、一个二氧化碳分子；
4、一个二氧化碳分子由一个碳原子和二个氧原子构成。
3、常见元素的化合价和离子符号
化合价 元素符号 离子符号
+1 K、 Na 、Ag 、H K+、Na+、Ag+、H+
+2 Ca 、Mg 、Ba 、Zn Ca2+、Mg2+、Ba2+、Zn2+
+3 Al Al3+
-2 O O2-
0 单质中元素的化合价为0
原子团的化合价和符号
名称 符号 电荷数 化合价
氢氧根离子 OH- -1 -1
硫酸根离子 SO42- -2 -2
碳酸根离子 CO3- -3 -3
碳酸氢根离子 HCO32- -2 -2
硝酸根离子 NO3- -1 -1
铵根离子 NH4+ +1 +1
4、化合价的应用
（1）已知化合物中一种元素的化合价，求另一种元素的化合价。
依据：在任何化合物中所有元素化合价的代数和为零。
例：已知高锰酸钾的化学式为KMnO4，钾元素的化合价为＋1价，氧元素的化合价为－2价，求锰元素的化合价？
解：根据在化合物中元素正负化合价的代数和等于零
设锰元素的化合价为a价
（+1）x1+ax1+（-2）x4=0解得a=+7
答：锰元素的化合价为＋7价
（2）根据元素化合价写化合物的化学式
例：已知铝元素为+3价，氧元素为-2价，写出氧化铝的化学式。
序：排元素符号的顺序，左正右负。
Al O +3 -2
标价：标出元素符号的化合价 Al O
交叉约简：最简整数比 +3 -2
Al2 O3
验：元素化合价的代数和等于零。Al2O3
（+3）x2+（-2）x3=0
（3）检查化学式的正误
依据：在任何化合物中所有元素化合价的代数和为零。
（4）化合价与离子符号区别和联系
化合价 离子
表示方法 标在元素符号（原子团）的正上方。“1”不能省略 （先正负后数目） 标在元素符号（原子团）的右上角。 “1”能省略 （先数字后正负）
符号 +1 -2 +2H O Mg H+ O2- Mg2+
联系 同种元素（或原子团）的化合价与离子所带的电荷，通常数值相等，正负相同。
5、化学符号中数字的含义
类型 数字含义 举例 例子中数字含义
数字+化学式 表示几个某分子 2O2 5H2SO4 2个氧分子5个硫酸分子
数字+元素符号 表示几个某原子 2OnN 2个氧原子n个氮原子
数字+离子符号 表示几个某离子 2O2-3Al3+ 2个氧离子3个铝离子
数字在元素符号的右下角 表示一个某分子中含有几个该种原子 H2O 每个水分子中含2个氢原子
数字在元素符号的右上角 表示某离子带几个单位的正电荷(或负电荷) Mg2+ 每个镁离子带两个单位的正电荷
数字在单独某元素符号的正上方 表示元素的化合价为正几价(或负几价) 镁元素的化合价为+2价
数字在物质中某元素符号的正上方 表示在某物质中某元素显正几价(或负几价) SO4 硫酸锌中锌元素的化合价为+2价
第7节 元素符号表示的量
1、相对原子质量计算公式：
（1）
（2）相对原子质量=质子数+中子数
A、质子和中子的质量大约相等，且都约等于碳原子的质量的1/12。
B、电子的质量很小，质量可以忽略。
C、相对原子质量单位：1 （单位1不写出）
2、原子质量与相对原子质量的区别
比较 原子质量 相对原子质量
量的确定 实验测出的一个原子的实际质量 比较得出的相对质量
单位 质量的单位：千克 是比值，单位：1
3、相对分子质量：一个分子中各原子的相对原子质量总和。
计算步骤:
A、写出正确的化学式
B、查出各元素的相对原子质量
C、求分子中各原子的相对原子质量总和
例：求二氧化碳、硫酸的相对分子质量
已知：C—12 O—16 H—1 S—32 N—14
CO2（二氧化碳分子）的相对分子质量= 12x1+16x2=44
H2SO4（硫酸分子）的相对分子质量= 1x2+32x1+16x4=98
(NH4)2SO4（硫酸氨）的相对分子质量= (14+1x4)x2+32x1+16x4=132
4、根据化学式的计算
（1）根据化学式，计算相对分子质量。
（2）根据化学式，计算组成物质的各元素的质量比。
化合物中各元素间的质量比=一种元素的相对原子质量×其原子总个数:另一元素的相对原子质量×其原子总个数。
例1：求水中氢元素和氧元素的质量比
解：水的化学式：H2O
H : O =（1×2）:（16×1）= 1 : 8
答：H2O 中氢元素和氧元素的质量比是 1∶8。
例2、某含氮的氧化物里，氮元素和氧元素的质量比为7 ：20，求氮的氧化物的化学式？
解：设含氮的氧化物为NxOy
N : O = 14x : 16y =7:20
解得 X : y = 2 : 5
答：氮的氧化物的化学式是N2O5
（3）根据化学式，计算物质中某一元素的质量分数
该元素的原子个数×该元素相对原子质量
某元素的质量分= ×100％
化合物的相对分子质量
例4：求化肥碳酸氢铵（NH4HCO3）中氮元素的质量分数。
解：NH4HCO3的相对分子质量= 14＋1×4＋1＋12＋16×3=79
N 14
N % = ×100％= ×100％≈ 17.7%
NH4HCO3 79
答：化肥碳酸氢铵中氮元素的质量分数为 17.7%
（4）纯化合物里含某元素的质量=化合物的质量×化合物里某元素的质量分数
即 m元素＝m物质×该元素的质量分数
例5、计算5吨氧化铁中含铁多少吨？
解：氧化铁的化学式是Fe2O3
氧化铁的相对分子质量是：56×2+16×3=160
氧化铁中铁的质量分数=2Fe\Fe2O3×100％ = 112\160×100％=70％
5吨氧化铁中所含铁的质量= 5×70% = 3.5(吨)
答：5吨氧化铁中含铁3.5吨。
（5）不纯物质中，计算某一元素的质量。
元素的质量=不纯物质量x该物质的质量分数x纯物质中该元素的质量分数
例6：现有含氧化铁80%的铁矿石500吨，问最多可冶炼出铁多少吨？
解：氧化铁的质量 =500吨×80% =400吨
铁元素的质量 =400吨×70％=280吨
答：含氧化铁80%的铁矿石500吨，最多可冶炼出铁280吨

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