内容正文:
专题02 物质的微观构成
考点01 物质由哪些微观粒子构成
1.构成物质的三种微粒:分子、原子、离子。
2.典型构成:
分子构成:干冰(CO₂)、水(H₂O)、氧气(O₂)等。
原子构成:金属(Fe、Cu、Al、Au)、稀有气体(He、Ne、Ar)、金刚石、石墨。
离子构成:NaCl(Na⁺ + Cl⁻)。
3.分子是保持物质化学性质的一种微观粒子。
4.分子由原子结合而成;原子既可结合成分子,也可直接构成物质。
微观解释对比表
宏观概念
微观解释
物理变化
没有新分子生成
化学变化
有新分子生成(分子改变,原子不变)
纯净物
由同种分子构成
混合物
由不同种分子构成
【易错点】
(1) 误认为所有物质都由分子构成(金属、金刚石→原子;NaCl→离子)。
(2) 干冰(CO₂分子)≠ 冰(H₂O分子),不要误写为"原子"。
(3) 稀有气体(He、Ne、Ar)由原子直接构成,非分子。
(4) 误把"原子直接构成的物质"当成混合物。
(5) 误认为化学变化中原子也发生变化(仅分子改变)。
考点02 原子能否再分
1.原子结构:
原子 = 带正电的原子核 + 带负电的核外电子
原子核 = 质子(+1) + 中子(不带电)
电子带1个单位负电荷。
2.不是所有原子都含中子(普通氢原子无中子)。
3.体积:原子核直径10⁻¹⁵~10⁻¹⁴ m,原子直径约10⁻¹⁰ m,原子核体积仅占原子几千亿分之一。
4.质量:原子质量主要集中在原子核,原子核质量占原子总质量99.96%以上。
5.原子呈电中性:核电荷数 = 质子数 = 核外电子数(质子数不一定等于中子数)。
【易错点】
(1) 误认为"所有原子均含中子"(普通H无中子)。
(2) 把"质子数=中子数"作为通用规律(错误)。
(3) 混淆原子核"体积小"与"质量大"。
(4) 误写相对原子质量单位为"g"。
(5) 忽略中子不带电这一特性。
考点03 离子是怎样形成的
1.原子结构示意图:小圆圈+数字=原子核及质子数;弧线=电子层;弧线上数字=该层电子数。
2.核外电子排布规律:
a.分层排布,先内后外,最多7层;
b.第一层最多2个电子;
c.第二层最多8个电子;
d.最外层最多8个电子(仅一层时最多2个)。
3.化学反应中:金属(Li、Na等)易失最外层电子;非金属(F、Cl等)易得电子,趋向稳定结构。
4.离子:带电的原子或原子团。正离子(如Na⁺)、负离子(如Cl⁻)。
常见原子团(必背)
名称
硫酸根
碳酸根
硝酸根
氢氧根
铵根
符号
SO₄²⁻
CO₃²⁻
NO₃⁻
OH⁻
NH₄⁺
化合价
-2
-2
-1
-1
+1
判断口诀
原子:质子数 = 电子数
正离子:质子数 > 电子数
负离子:质子数 < 电子数
原子 vs 离子对比
对比
原子vs正离子(Na/Na⁺)
原子vs 负离子(Cl/Cl⁻)
相同
质子数、元素种类、相对质量相同
质子数、元素种类、相对质量、电子层数相同
不同
电性、电子总数、化学性质、最外层电子数、电子层数不同
电性、电子总数、化学性质、最外层电子数不同
【易错点】
(1) 把"得电子"误判为带正电(得电子→负离子)。
(2) 忽略Na⁺比Na少一层电子,而Cl⁻与Cl电子层数相同。
(3) 原子团电荷符号错写:SO₄²⁻ ≠ SO₄⁻²。
(4) 误以为铵根NH₄⁺ 与氨气NH₃相同。
(5) 最外层电子规律记反(金属易失、非金属易得)。
考点04 如何计量原子的质量
1.相对原子质量:以1个碳原子质量的1/12为标准,任何原子实际质量与该标准的比值。
(1)单位为"1",一般省略。
(2)相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数
2.相对分子质量 = 各原子相对原子质量之和。
H₂O = 2×1 + 16 = 18
H₂ = 2×1 = 2
O₂ = 2×16 = 32
【易错点】
(1) 漏乘原子个数(O₂误算成16)。
(2) 把单位写成"g"或"kg"(单位为1)。
(3) 忽略中子数对原子质量的贡献。
(4) H₂O误算为1+16=17(漏乘H下标2)。
(5) 把"相对原子质量"当成"实际质量"。
考点05 什么是元素
1.元素:具有相同核电荷数(质子数)的一类原子的总称。
2.元素种类由质子数(核电荷数)决定;
3.元素化学性质由最外层电子数决定。
4.元素只论种类,不论个数。
5.元素之最:
(1)地壳质量分数前三:氧 > 硅 > 铝
(2)海水质量分数前三:氧 > 氢 > 氯
【易错点】
(1) "2个氧元素"错误,应说"2个氧原子"。
(2) 同位素(¹²C 与 ¹⁴C)仍为同种元素(碳元素)。
(3) 误判元素化学性质由质子数决定(应为最外层电子数)。
(4) 把"地壳"与"海水"元素含量记混。
(5) 误以为"元素"是具体粒子,可数个数。
考点06 物质的分类
混合物 如:澄清石灰水、洁净的空气、酱油、牛奶、汽水、自来水等
单质(只含一种元素的纯净物)如:O2、H2、Ne、Fe 属于单质
物质
纯净物
氧化物如 MnO2、CO …
化合物(含多种元素的纯净物)
其它化合物 如 KCl、KMnO4
氧化物:由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。
【易错点】
(1) "同种元素组成"不一定是纯净物(O₂与O₃混合为混合物)。
(2) 含多种元素也不一定是化合物(H₂O与H₂O₂混合是混合物)。
(3) 含氧元素的物质不一定是氧化物(KClO₃含3种元素,非氧化物)。
(4) KMnO₄含氧但非氧化物(≥3种元素)。
(5) 误把空气当作纯净物。
考点07 元素符号的意义
1.元素符号意义:①一种元素 ②该元素的1个原子 ③(金属/稀有气体/某些固态非金属)单质本身。
2.符号前数字 → 只表示原子个数(失去元素含义)。
3.离子符号:右上角写电荷数+正负号。
典型对比
符号
含义
H
①氢元素 ②1个氢原子
2H
2个氢原子
H₂
①氢气 ②氢气由氢元素组成 ③1个氢分子 ④1个氢分子由2个氢原子构成
2H₂
2个氢分子
H⁺
1个氢离子
2H⁺
2个氢离子
Cu
①铜 ②铜元素 ③1个铜原子
【易错点】
(1)2H误解为"2个氢元素"(应为2个氢原子)。
(2) 误写Na⁺为Na⁻(电荷正负记错)。
(3) 漏写离子电荷(Cl⁻误写为Cl)。
(4) 电荷数与数字位置颠倒(应右上角:"数字+正负号")。
(5) 误把H₂当成"2个氢原子"(应为1个氢分子)。
考点08 如何对元素进行编排
1.元素周期表:7个横行(周期)、18个纵列(族,8、9、10列共一族)。
2.原子序数 = 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数。
3.元素分类(按最外层电子数):
稀有气体元素:最外层8电子(He为2电子),已达稳定结构;
金属元素:最外层 < 4,易失电子;
非金属元素:最外层 > 4,易得电子。
【易错点】
(1) 把"原子序数"与中子数等同(中子数与序数无关)。
(2) 误以为所有稀有气体最外层都是8(氦为2)。
(3) 金属/非金属规律对H例外(H最外层1电子但非典型金属)。
(4) 周期数与族数混淆(横周期、纵族)。
(5) 误以为最外层4个电子必为金属或必为非金属。
考点09 如何使用化学符号表示物质的组成
1.化学式意义(以CO₂为例):
宏观:①表示二氧化碳 ②表示由碳、氧元素组成
微观:③表示1个CO₂分子 ④表示1个CO₂分子由1个C原子和2个O原子构成
2.单质化学式:
金属/稀有气体/某些固态非金属(C、Si):用元素符号(Fe、He、C);
分子构成的单质:用分子式(O₂、O₃、H₂)。
3.离子化合物化学式:表示组成元素原子数最简比(MgO:Mg²⁺ : O²⁻ = 1:1)。
常见化学式
物质
化学式
石墨/金刚石
C
水
H₂O
一氧化碳
CO
氧气
O₂
臭氧
O₃
氢气
H₂
氯酸钾
KClO₃
醋酸
CH₃COOH
葡萄糖
C₆H₁₂O₆
甲烷
CH₄
【易错点】
(1) 氧化物书写顺序错(CO₂误写O₂C,应氧在右)。
(2) 金属化合物中误把非金属写左(NaCl中Na在左)。
(3) 误把O₂写为O(O₂是双原子分子)。
(4) 离子化合物未正确体现最简比。
(5) 把臭氧写为O₂(应为O₃)。
考点10 化合价
1.化合价规律:
(1)金属正价、非金属一般负价;
(2)O通常-2价,H通常+1价;
(3)单质化合价为0;
(4)化合物中各元素化合价代数和为0。
2.化合价口诀:
(1)钾钠银氢铵 +1;
(2)钙镁钡锌铜汞 +2;
(3)亚铁+2,铁+3;铝+3;
(4)氟氯-1,氧-2;
(5)-1:OH⁻、NO₃⁻;-2:SO₄²⁻、CO₃²⁻;+1:NH₄⁺;
(6)单质零价。
化学式书写步骤(以P₂O₅为例)
(1) 正左负右:P O
(2) 求正负化合价绝对值最小公倍数:2×5=10
(3) 求各元素原子数:P=10÷5=2,O=10÷2=5
(4) 写下标:P₂O₅
(5) 验算:(+5)×2+(-2)×5=0 ✓
命名规则
(1)两元素化合物:从右到左读,中间加"化"(KCl=氯化钾)。
(2)含数字:如二氧化碳(CO₂)、五氧化二磷(P₂O₅)。
(3)含原子团:从右到左读,加"酸"或"化"(Na₂CO₃=碳酸钠、Ca(OH)₂=氢氧化钙)。
【易错点】
(1) 忘记单质化合价为0(O₂中O为0而非-2)。
(2) 化合物中代数和未配平为0。
(3) 原子团化合价计算错误(CO₃²⁻:+4+(-2)×3=-2)。
(4) 混淆"铵"NH₄⁺ 与"氨"NH₃。
(5) 化学式下标为1未省略(误写H₂O₁)。
(6) Fe有+2、+3价,C有+2、+4价,易记单一价。
考点11 相对分子质量
1.相对分子质量 = 化学式中各原子相对原子质量之和。
O₂ = 16×2 = 32
H₂O = 1×2 + 16 = 18
2.元素质量比 = 各元素(相对原子质量×原子个数)之比。
CO₂中C:O = 12 : (16×2) = 3:8
3.元素质量分数 ω = (该元素相对原子质量×原子个数) / 相对分子质量 × 100%
【易错点】
(1) 漏乘原子个数(CO₂中C:O误算12:16)。
(2) 质量分数公式分子分母颠倒。
(3) 忽略化学式中下标(H₂O误算1+16=17)。
(4) 计算结晶水化合物时漏算H₂O部分。
(5) 单位错加(相对分子质量无单位)。
考点12 碳元素何以组成多样的碳单质
三种碳单质对比
项目
金刚石
石墨
C₆₀
结构
正八面体
细鳞片状
足球状
物理性质
硬度最大、无色透明、折光性好、不导电
深灰色、较软、有滑腻感、熔点高、导电性好
—
用途
装饰品、钻头、玻璃刀
电极、铅笔芯、高温润滑剂
超导材料
物理性质不同的原因:碳原子的排列方式不同。
无定形碳(混合物)
类型
特点/用途
木炭
疏松多孔,吸附色素和异味,可作燃料
活性炭
吸附性比木炭更强,用于防毒面具
炭黑
制油墨、油漆、颜料;橡胶填料增强耐磨性
焦炭
用于冶炼金属
【易错点】
(1) 混淆金刚石(不导电)与石墨(导电)。
(2) 误以为木炭、活性炭是纯净物(实为混合物)。
(3) 忽略C₆₀的足球状结构。
(4) 把金刚石和石墨当成不同元素(同为C元素)。
(5) 误把"硬度最大"安给石墨。
考点13 碳有哪些重要的化学性质
1. 常温下稳定(稳定性)
应用:木桩埋地段烧焦防腐、碳素墨水书写档案、古字画保存长久。
2. 可燃性(点燃)
充分燃烧:C + O₂ CO₂
不充分燃烧:2C + O₂ 2CO
3. 还原性(高温,用于冶炼金属)
C + 2CuO —高温→ 2Cu + CO₂↑
现象:①黑色固体变红色;②澄清石灰水变浑浊。
角色:C得氧,是还原剂,被氧化,发生氧化反应;CuO失氧,是氧化剂,被还原,发生还原反应。
其他还原反应:
C + CO₂ 2CO
3C + 2Fe₂O₃ 4Fe + 3CO₂↑
4. 一氧化碳(CO)
(1)物理性质:无色、无味、难溶于水。
(2)CO有毒:易与血液中血红蛋白结合,阻碍O₂运输,致缺氧。
(3)防护:使用产CO装置需通风;中毒轻者呼吸新鲜空气,重者送医。
【易错点】
(1) 漏写应条件(点燃/高温)和↑符号。
(2) 还原剂/氧化剂判断颠倒(C=还原剂,CuO=氧化剂)。
(3) 混淆CO与CO₂毒性(CO有毒,CO₂无毒但高浓度致窒息)。
(4) 把"被氧化"与"被还原"记反(得氧=被氧化)。
(5) 误以为木炭常温下能与O₂反应(常温稳定)。
(6) 忘记C+CO₂反应需"高温"条件。
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