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第二章
物质是由元素组成的
物质是由分子构成的
分子是由原子构成的
几个分子是由几个原子构成的
1：物质是大量分子组成的
物质是可分的，能保持物质化学性质的最小微粒叫做分子。
光学显微镜只能看到细胞，不能看到分子，而超级电子显微镜 可以看到比较大的分子。
分子极小，分子直径的数量级为10-10m。
2分子处于永不停息的运动之中
分子运动的常见现象：
①热菜上桌，香气扑鼻
②将香水瓶塞打开，很快我们能闻到香味。
扩散现象：不同的物质相互接触时，会发生彼此进入对方的现象。
①扩散现象是微观分子运动的宏观表现，它直接说明分子处于永不停息的运动之中。
②扩散现象发生在两个相互接触的不同物质之间。
③扩散现象也间接的说明分子之间有间隙，没有间隙就不可能发生彼此进入对面的现象。
3分子间存在着相互作用的引力和斥力
相关现象：
（1）两个表面绝对光滑的铅块相互紧压后，它们会黏在一起，甚至可以把它们悬挂起来，在下端可加一定的钩码，也就是能承受一定的力。
（2）一般的物体很难被拉伸。
（3）固体、液体都很难被压缩。
（1）（2）表明分子间有引力，而(3)说明分子间有斥力
4：固体、液体、气体的分子结构及特点
状态 分子间距离 分子间相互作用力 分子的运动情况 宏观特点
固体 很小 很大 围绕某一点振动 有一定形状、体积，无流动性，不易压缩
液体 较小 较大 振动和移动 有一定体积、无形状，有流动性，不易压缩
气体 很大 很小 自由运动 无一定形状、体积，有流动性，易压缩
一、物理性质
文字表示：纯净的水是无色的、无气味、无味道的液体
文字体现：101Kpa，冰（固态）-------水（液态）--------水蒸气（气态）
凝固点0℃ 沸点100℃
思考：冰山浮于水面，说明了什么？答：冰的密度比水小
说明：4℃是时密度最大，为1g/cm3
二.化学性质
1.水的电解
①实验过程：
1．电解水的实验中：
气体的比较与检验：
电极 气体的量 检验方法及现象 结论
与正极 相连的 气体体积__少__(填“多”或“少”) 气体能使__带火星的木条复燃__ 产生的气体是__氧气__
与负极 相连的 气体体积__多__(填“多”或“少”) 气体能在空气中__燃烧__，产生__淡蓝色__火焰 产生的气体是__氢气__
实验结论：水在通直流电的条件下，生成了氢气和氧气，可表示为__水氢气＋氧气__。
水由__水分子__构成，氧气由__氧分子__构成，氢气由__氢分子__构成。因为水分子是由__氧原子__和__氢原子__构成的，因此我们可以说水是由__氢元素__和__氧元素__组成的。
②实验现象：
电极上产生的现象：两极上生成的气泡均向上运动，气体分别汇集在玻璃管的上部。在负极上生成的气泡又快又多，而在正极上生成的气泡较慢较少。
B.两支玻璃管内液面出现的变化：两只玻璃管内的液面都在下降，但阴极的液面下降的较快。
C.点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到（产生淡蓝色火焰）；用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，观察到（木条又重新燃烧—复燃）
③V正:V负≈1:2
④重点强调气体的检测:
正极气体：放时带火星的木条，木条复燃，证明是氧气—氧气的检验方法;负极气体:用燃着的木条点燃，气体燃烧，发出淡蓝色火焰，证明是氢气---氢气的检验方法
实验说明：
为了增强水的导电性，有时可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液。
2．有时收集到气体量较少时，当检验试管2中的气体时（氢气），可能只发出爆呜声，而看不到淡蓝色火焰。
3．氢气是一种无色、无臭，难溶于水，密度非常小的气体，混有空气或氧气的氢气遇到明火可能发生爆炸。
4、使用氢气时，要注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气纯度。
具体做法是：用一小试管，收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，就说明氢气不纯，如果声音很小，就说明氢气较纯。
注意：
理论上与正、负两极相连的试管内汇集的气体体积比应是1∶2，但在实验操作中两试管汇集的气体体积比往往小于l∶2。这是为什么？
①氧气在水中溶解性比氢气稍大。
②氧气氧化性很强，有时在电极上就与电极发生了氧化反应。
结论：水在直流电的作用下，分解成氢气和氧气
文字表达式：水 通直流电 →氢气＋氧气
知识拓展：实验效果明显，但可见度不高，可否加入些红墨水，或者给实验装置设置有色背景；
通电后，反应激烈，液面下降明显。检验气体是，氢气可燃，但是火焰为金黄色而非淡蓝色（玻璃尖嘴中钠成分的影响），氧气量不多，木条复燃的操作大约只能进行一次，效果明显。
水的电解实验中，当直流电通过液态水时，水变成两种不同的气体：氢气和氧气，它们的体积比是2 ：1。实验说明水分子由两种不同的、更小的粒子构成。这种比分子更小的微观粒子就是原子。早在1803年，英国科学家道尔顿就提出了原子概念。扫描隧道显微镜已经能够“看到”原子的图象。
水电解时，水分子分裂成氢原子和氧原子。原子能重新组合生成另一些分子，因此原子是化学变化中的最小微粒。那么究竟由几个氢、氧原子组成一个水分子呢？
附加：根据电解水实验现象得知：V(H2):V(O2)=2:1，试推导水的化学式
（已知ρ氢气＝０．０９g/l, ρ氧气＝１．４３g/l）
根据精确的实验测定，水的化学式为H2O
启示：一要物质的化学式都是根据定量的实验结果测定出来的。
｛微观分析｝：微观状态下水分子的分解过程（水分子分解时，生成了氢原子和氧原子，1 个水分子分解成了两个氢原子和1个氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气；2个氧原子结合成一个氧分子，很多氧分子聚集成氧气。）
文字说明：在化学反应中，分子可以分成原子，而原子却不能再分，而是重新组合成新分子。
1．模型的概念
模型是所研究的系统、过程、事物或概念的一种表达形式。一个模型可以是一幅 、一张表或计算机图像，也可以是一个复杂的对象或过程的示意。
2．模型方法
在自然科学研究中，人们通过一定的科学方法，建立一个适当的模型来反映和代替客观对象，并通过研究这个模型来揭示客观对象的形态、特征和本质，这样的方法就叫模型方法。
3．模型的分类
（1）物理模型：能直观反映真实物体形状的图画或三维结构。
（2）抽象模型：能描述事物活动规律的数学方程式或描述性文字。
4．模型的作用
它能使人们所研究的客观对象变得直观、生动，帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的或复杂的事物。
5．水的状态模型
（1）水在状态变化中没有变成其他物质，构成水这种物质的水分子没有变成其他分子。
知识点2 符号
1．符号的概念
符号是指有一定意义的图形、文字等，如数学运算符号、电路元件符号等。符号来源于规定或者约定俗成，其形式简单，种类繁多，用途广泛，具有很强的艺术魅力。
2．常见的符号
（1）已学过的单位符号，如 （千克）、m（米）、N（牛顿）、Pa（帕斯卡）、A（安培）等（2）已学过的科学符号，如v（速度）、ρ（密度）、F（力）以及（风向）等。
（3）仪器符号，如电流表、电压表的符号等。
（4）交通符号，如限重符号、转向符号等。
3．符号的作用
（1）能简单明了地表示事物。
（2）可避免由于事物外形不同而引起的混乱。
（3）可避免由于表达的文字语言不同而引起的混乱。
1、分子：
（1）分子的定义：分子是构成物质的一种微粒。在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。
（2）分子的性质：分子很小（肉眼不能看见，需通过扫描隧道显微镜等显微设备来观察）、分子在不断地做无规则运动、分子间有间隔、同种分子化学性质相同
（3）分子在化学反应中可分裂为原子。分子由原子构成,构成分子的原子可以是同种原子（如1个氢分子由2个氢原子构成），也可以是不同种原子（如1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成）。相同的原子不同的原子个数可组合成不同物质的分子（如氢原子、氧原子，既可以构成水分子，也可以构成过氧化氢分子。）
（4）同种物质的分子，性质相同。不同种物质的分子，性质不相同。
2、原子：
（1）原子在化学反应中不可分，原子是化学反应（变化）中最小的微粒。
（2）原子也可以直接构成物质，由原子构成的物质、原子是保持物质化学性质的最小微粒。
（3）同种原子构成不同的物质时，原子排列是不一样的。（如金刚石、石墨、足球烯都由碳原子构成）
分子与原子的区别与联系：
项目 分子 原子
定义 保持物质化学性质的最小微粒 化学变化中的最小微粒
区别 在化学变化中，分子可以再分 在化学变化中原子不可以再分
联系 分子在化学变化中可以分成原子，原子可以组合成新的分子（分子由原子构成），它们都可以构成物质。
注意 分子比构成分子本身的原子大，但不能说原子一定比分子小。
3、物质的构成：
物质可以由分子、原子等微粒构成。大多数物质由分子构成，少数物质由原子直接构成（如金属、碳、硅、稀有气体）。不同种类、不同数量的原子构成各种不同的分子。
4、化学反应实质：
5、粒子的大小与质量
分子、原子都具有一定的质量和体积,不同粒子的质量和体积也不相同。原子的半径一般在10－10 米数量级，原子的质量约在10－26~10－27kg数量级。
2.粒子的大小与质量
1.分子和原子的质量和体积都很小。
2.分子是肉眼看不见的微观粒子。
一、原子结构模型的建立与修正
1、道尔顿－－实心球原子结构
－－发现原子
2、汤姆森－－“汤姆森模型”：原子是一个平均分布着正电荷的球体，带负电荷的电子嵌在中间。
－－发现电子
3、卢瑟福－－“卢瑟福模型”：电子绕原子核运行，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量。
α粒子散射实验：
极少部分α粒子的方向发生偏转。大多数α粒子穿过金属箔后依然沿直线前进。有的α粒子被反弹了回来。卢瑟福认为口粒子轰击金属箔：“好像你用一颗炮弹去轰击一张薄纸，而炮弹返回把你打中。”他对这一实验结果的解释是：α粒子可能被质量很大但体积很小的核碰撞回来，原子核带正电荷，位于原子的中心。
4、波尔－－“分层模型”：电子在固定的轨道上运动
5、“电子云模型”－－电子在核周围有的区域出现的次数多，有的区域出现的次数少，就象“云雾”一样笼罩在核的周围。
二、原子核的结构
1．原子的结构。
核外电子
原子
原子核
在原子结构里，质子所带的正电与核外电子所带的负电，电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性。
2．原子中各微粒的质量关系。
(1)原子的质量主要集中在原子核上。
(2)一个质子的质量与一个中子的质量大致相等。
(3)由于电子的质量约是质子（或中子）质量的1/1834，故电子质量可以忽略不计。
3．原子中的粒子的数量关系。
(1)核电荷数=质子数=核外电子数-原子序数
(2)质子数与中子数不一定相等。
(3)不是所有原子的原子核内都有中子。
原子种类 核电荷数 质子数 中子数 核外电子数
氢原子 1 1 O l
氮原子 2 2 2 2
碳原子 6 6 8 6
氮原子 7 7 7 7
铝原子 13 13 14 13
硫原子 16 16 17 16
氯原子 17 17 20 17
铁原子 26 26 30 26
4．物质的微观层次结构。
核外电子
物质→分子→原子
原子核
三、原子的“孪生兄弟”——同位素
1．同位素。
同种原子的原子核内质子数以及中子数都是一定的。而不同原子中其核外电子数和原子核内质子数以及中子数都可能不同。为了分类，我们把具有相同质子数的一类原子总称为元素。原子中核内质子数相同、中子数不同的同类原子统称为同位素。元索是同位素原子的总称，同位素原子是一种元素的不同种原子。
氢原子的三种同位索原子
2．同位素原子的应用。
(1)利用它的射线。医学诊断有没有沙眼、检查金属内部有没有裂纹等。α射线的电离作用很强，可以用来消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电。
(2)利用它核反应放出巨大能量。如核潜艇、原子弹、氢弹。
(3)利用它的示踪性。免疫研究、古董鉴定、测定年代、化学分析。
四、带电的原子——离子
1．离子：带电的原子或原子团。离子是构成物质的一种微粒。
2．离子的分类。
阳离子：带正电的原子或原子团。
阴离子：带负电的原子或原子团。
离子的形成过程：金属元素的原子失去电子形成带正电荷的阳离子。非金属元素的原子得到电子后形成带负电荷的阴离子。
知识点一：组成物质的元素
元素概念：具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子总称为元素。判断是否为同种元素，关键看质子数。
元素的种类和分类：
人类已知的化学元素有110多种，其中有些是人造元素。根据性质的类似，初步把元素分类为金属元素和非金属元素（含有稀有元素）
对元素概念的理解：
元素是以核电荷数(即核内质子数)为标准对原子进行分类。只讲种类，不讲个数。
② 质子数是划分元素种类的标准。质子数相同的原子和单核离子都属于同一种元素。如Na+与Na都属于钠元素，但Na+与NH4+不属于同一种元素。
③同种元素可以有不同的存在状态。如游离态和化合态。
④同种元素的离子因带电荷数不同，性质也不同。如Fe2+与Fe3+。
⑤同种元素的原子可以是不同种原子。如碳元素有三种不同中子数的碳原子:612C、613C、614C.
知识点二： 元素在自然界中的分布
1、元素在自然界中的分布是不均匀的。下列是地壳、空气、人体、海水中主要元素按质量分数排列顺序：
（1）地壳中：O%>Si%>Al%>Fe%>Ca%
（2）空气中：N%>O%
（3）人体中：O%>C%>H%
（4）海水中：O%>H%>Cl%
2、同位素：具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素。
如氢有3种同位素，分别称为氕（H）、氘(D)、氚T)，即原子核内质子数均为1，但中子数分别为0，1，2的氢原子。同位素有天然存在的，也有人工合成的。同一元素的同位素虽然中子数不同，但它们的化学性质基本相同。
知识点三： 物质、元素、分子、原子间的关系
1、物质的组成可以从宏观和微观两个方面进行描述，其中元素是从宏观上对物质组成的描述，分子、原子是从微观上对物质构成的描述。其关系如下图：
由分子构成的物质：物质是由粒子构成的，构成物质的粒子有多种，分子是其中的一种。世界上许多物质是由分子构成的，分子可以构成单质，也可以构成化合物。如:氧气、氢气、C60等单质是由分子构成的；水、二氧化碳等化合物也是由分子构成的。
概念的理解：
①分子是保持物质化学性质的“最小粒子”、不是“唯一粒子”。
②“保持”的含义是指构成该物质的每一个分子与该物质的化学性质是一致的。
③分子只能保持物质的化学物质，而物质的物理性质(如:颜色、状态等）需要大量的集合体一起来共同体现，单个分子无法体现物质的物理性质。
④“最小”不是绝对意义上的最小，而是“保持物质化学性质的最小”。如果不是在“保持物质化学性质” 这层含义上，分子还可以分成更小的粒子。
单质：由同种元素组成的纯净物 (如:氧气 、臭氧、碳 等)
化合物：由不同种元素组成的纯净物 ( 如: 水 、一氧化碳、乙炔、双氧水、甲烷、 二氧化碳 等 )
【小结】：物质的分类
2、在讨论物质的组成和结构时，应注意规范地运用这些概念，现举例如下:
(1) 由分子构成的物质，有三种说法(以二氧化碳为例):
①二氧化碳是由氧元素和碳元素组成的。
②二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。
③每个二氧化碳分子是由2个氧原子和I个碳原子构成的。
(2) 由原子(或离子)直接构成的物质(如汞、食盐)，有两种说法:
①汞是由汞元素组成的；食盐是由钠元素和氯元素组成的。
②汞是由汞原子构成的；食盐是由钠离子和氯离子构成的。
表1：元素与原子的区别与联系表
元素 原子
概念 具有相同核电荷数〔即核内质子数)的一类原子的总称 化学变化中的最小粒子
区分 只讲种类，不讲个数 既讲种类，又讲个数
使用范围 用于描述物质的宏观组成 用于描述物质的微观构成
举例 水由氢元素和氧元素组成，或说水中含有氢元素和氧元素 每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
联系 元素和原子是总体和个体的关系，原子是元素的个体，是构成并体现元素性质的最小微粒；元素是一类原子的总称一种元素可以包含几种原子
知识点四：元素符号
1、 元素符号：国际上统一用来表示元素的一种特定的化学符号。通常用某元素的拉丁文名称。
2、元素符号写法：
若只有一个字母的元素则该字母必须用大写，若有两个字母则“一大二小”第一个字母大写，第二个字母小写，如Cu，Mg等。
3、元素符号所表示的意义：
（1）表示一种元素（宏观）。
（2）表示这种元素的1个原子（微观）。
（3）若由原子直接构成物质，该元素符号还表示该种物质（宏观）。如“Fe”可以表示铁。
（4）若元素符号前有系数，则只表示这种元素的原子个数。如“2H”表示：2个氢原子，不能说表示2个氢元素。
4、前20号元素及符号
氢H，氦He，锂Li，铍Be，硼B，碳C，氮N，氧O，氟F，氖Ne，钠Na，镁Mg，铝Al，硅Si，磷P，硫S，氯Cl，氩Ar，钾K，钙Ca.
另外常见的元素还有：铁Fe，锰Mn，汞Hg，铜Cu，钡Ba，锌Zn，银Ag，金Au，溴Br，碘I等。
知识点五：元素周期表
1、元素周期表中元素的重要信息：
8——原子序数（质子数） O——元素符号 氧——元素名称 16——相对原子质量
注：元素原子核内的质子数即原子序数
2、 元素周期表的排序规律：
（1）元素周期表是按原子序数（即质子数或核电荷数）从小到大有序排列的。
（2）元素周期表中共有7个横行，代表7个周期。
“行”（周期）：a、从左到右，元素原子的质子数在增加
b、从左到右，元素按金属元素——非金属元素——稀有气体排列
（3）元素周期表共有18个纵行，划分为16个族，其中8、9、10三个纵行共同组成一个族，其余15个纵行各成一族。
“列”（族）：同族的元素的化学性质相似
知识点1：化学式
1.定义：用元素符号来表示物质组成的式子
2.化学式的写法
(1)单质化学式的写法：
①首先写出组成单质的元素符号，再在元素符号的右下角用数字表示出1个单质分子的原子个数
②稀有气体、金属单质、固态非金属单质通常用元素符号表示它们的化学式。
这样，这类元素符号又增添了一种含义：可以表示某些物质。
(2)化合物化学式的写法
①先按一定顺序写出组成化合物的所有元素符号：一般把氧元素符号排右边，另一种元素符号排左边；金属元素、
氢元素与和非金属元素组成的化合物，一般把金属元素、氢元素符号排左边，非金属元素符号排右边。 （指两种元素组成的化合物）
②然后在元素符号的右下角用数字写出每个化合物分子中该元素的原子个数。直接由离子构成的化合物，其化学式常常用离子的最简整数比表示。
化学式的读法
一般从右到左读“某化某”或“几某化几某”【也有一些物质有俗称】
例如：①Al2O3 读作：三氧化二铝【也可读作氧化铝】
②Fe3O4 读作：四氧化三铁
③Fe2O3 读作：三氧化二铁【也可读作氧化铁】
④FeO 读作：氧化亚铁
知识点2：离子符号的表示：
1.先写上元素符号，在其右上角标出所带的电荷数及其电性。 如Na+ Cl－
2.有些离子是带电的原子集团，方法与上同，将它看成一个整体即可，称为某某根离子
如：铵根离子　NH4＋　碳酸根离子　CO32－【注意：右上角 数前符后 1必须省略】
原子团名称 离子符号 原子团名称 离子符号
氢氧根 OH- 铵根 NH4+
硝酸根 NO3- 碳酸根 CO32-
硫酸根 SO42- 磷酸根 PO43-
亚硫酸根 SO32- 锰酸根 MnO42-
碳酸氢根 HCO3- 高锰酸根 MnO4-
3.由离子构成的物质读法：
(1)某化某（由两种带电的原子构成的物质如：NaCl读作：氯化钠）
(2)从右到左读某化某，但含有酸根离子读某酸某
例如：①Fe(OH)3读作氢氧化铁 ②NH4Cl读作氯化铵 ③CuSO4硫酸铜
知识点3：化合价
化合价是元素的原子在形成化合物时，原子之间相互化合的数目。（化合价是元素的性质，所以通常说元素的化合价，只有宏观意义，没有微观意义）
记忆部分
K Na Ag H 正一价 Ca Mg Ba Zn 正二价
Cu 有正一正二，Al正三 F Cl Br I 负一价
通常O为负二价 Fe有正二和正三
二、四Mn，二、四C 二、四、六S都齐全
化合价与粒子的表示方式
例如：Cu2+为+2价 Al3+为+3价 Fe2+为+2； Fe3+为+3价
3.(1)在化合物中所有元素的化合价的代数和为零。
(2)单质中元素的化合价为零价。
(3)有些元素在不同的化合物里常显相同的化合价，如H,O以及一些金属元素；
(4)有些元素在不同的化合物里常显不同的化合价，如C;S;Cl。
知识点4：化学符号及含义
1.举例说明
表示的含义 举例
若干个原子 在元素符号前加数字，“1”省略 ①S表示1个硫原子，硫元素，硫单质 ②2Ca 2个钙原子（只有微观含义）
若干个分子（单个的元素符号除外） ①2H2O 2个水分子 ②2N2 2个氮分子 ③nSO2 n个二氧化硫分子
若干个离子 离子符号前加数字（离子的电荷数标在右上角，电荷的数值等于它的化合价） ①2S2- : 2个硫离子 ②2Ca2＋:2个钙离子 ③2SO42- ：2个硫酸根离子 ④nOH－ :n个氢氧根离子 ⑤2Fe3＋ :2个铁离子 ⑥3Fe2＋ :3个亚铁离子
元素的化合价 +2 -2 +1 ①Ca：+2价的钙元素 ②O ：-2价的氧元素 ③H2O：水中氢元素的化合价+1价 标在元素符号的正上方【注意：正上方 符前数后 1必须不省略】
“2”的含义 ①2Ca2＋ 前2：表示2个钙离子，后2：每个钙离子带2个单位的正电荷 ②2H2O 前2：表示2个水分子 后2：每个水分子中有2个氢原子 +2 ③CaO 氧化钙中钙元素的化合价是+2价。
2.化学式的意义： 宏观:①一种物质 ②组成物质的元素
微观:①物质的一个分子 ②物质一个分子中各元素的原子个数
1、相对原子质量
一个碳原子的质量：1.993×10-26千克
一个氢原子的质量：1.674×10-27千克
一个氧原子的质量：2.657×10-26千克
m相＝ 单位:1
把一个碳-12原子的质量分为12等份,则一份质量为1.661 ×10-27千克(标准),其他原子的质量与1.661 ×10-27千克(标准)相比后得出一定的比值,这个比值就是该原子的相对原子质量。
碳的相对原子质量= =12
氧的相对原子质量= =16
氢的相对原子质量= =1
相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数
（已知原子的质子数与中子数，计算其相对原子质量时可相加）
相对分子质量：一个分子中各原子的相对原子质量总和就是该分子的相对分子质量.
【注意】1、含有原子团的化学式，先求出一个原子团的相对质量，再乘以其个数
2、结晶水合物化学式中的“· ”表示结合的含义，在计算相对分子质量时直接相加
3、元素质量分数和质量比的确定
<1> 元素质量比 元素的质量比=（各元素的相对原子质量×原子个数）之间的比
<2> 元素的质量分数
纯净物中某元素质量分数: 元素%

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