内容正文:
第三章
物质构成的奥秘
第一节 构成物质的微观粒子
一、分子
1.构成物质的微粒
由原子构成
金属、稀有气体以及一些非金属单质
由分子构成
气态的非金属单质和一般由非金属元素组成的化合物
由离子构成
氯化钠、碳酸钙等
2.分子的性质
(1)分子
由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子。同种分子构成的物质化学性质相同,不同种分子构成的物质化学性质不同。
【提示】单个分子只能保持物质的化学性质,不能保持物质的物理性质。
(2)分子的性质
小
微粒的质量和体积都很小。
动
微粒是在不停地运动的;温度越高,微粒运动速率越快。
隙
微粒之间有一定的空隙:一般情况下,气体微粒间空隙较大,液体、固体微粒间空隙较小。
二、原子
1.概念:原子是化学变化中的最小粒子。
2.化学变化的本质:分子分解成原子,原子重新结合成新的分子。
【观念建构】物质的微观特征是理解其宏观变化的依据
物质的性质体现在宏观变化上,物质的组成、结构等微观特征则是理解物质性质、把握变化本质的依据。
(1)解释物理变化:水发生气态、液态、固态“三态”变化,是因为分子间空隙发生改变。
(2)解释化学变化:氧气在氧气中燃烧生成水,是构成氢分子的氢原子和构成氧分子的氧原子重新组合成水分子的结果。
3.分子和原子的比较
4.原子的结构
(1)人类对原子的认识
古代的原子思想
公元前5世纪,古希腊学者提出万物由“原子”构成,
中国古代思想家墨子有类似的微观粒子观念
道尔顿的原子学说
1803年,英国科学家道尔顿提出原子学说
汤姆孙
1897年,英国科学家汤姆孙确认了所有原子都含有带负电荷的电子,正电荷均匀分布在整个原子内。
卢瑟福
1911年,α 粒子(带正电荷)轰击金箔实验:
①大多数 α 粒子能穿透金箔,未发生偏转,说明:
原子内部有很大的空间
② 一小部分 α 粒子发生偏转,说明:原子内有带正电的微粒
③极少数 α 粒子被弹了回来,说明:该微粒体积小、质量大
20世纪80年代,借助先进技术使“原子”观测成为可能
超高真空扫描隧道显微镜
(2)原子结构
原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成的。
原子核(带正电) 质子(带正电)
原子(不显电性) 中子(不带电)
核外电子(带负电)
在原子中,质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数
不带电的微粒:分子、原子、中子;
带负电荷的微粒:电子;
带正电荷的微粒:原子核、质子。
(3)相对原子质量
①定义:以一种碳原子质量的1/12作为基准,其他原子的质量与这一基准的比,称为这种原子的相对原子质量。
②表达式:某原子的相对原子质量
③注意点:“相对原子质量”是一个比值,单位为“ 1 ”,需省略。相对原子质量不是实际质量,实际质量之比等于相对原子质量之比。
相对分子质量(Mr):等于构成分子的各原子的相对原子质量(Ar)的总和。
三、离子
1.定义:带电的原子(或原子团)叫离子。
2.重要离子符号
氢离子H+、银离子Ag+、锌离子Zn2+、铜离子Cu2+、铁离子Fe3+、亚铁离子Fe2+、
氢氧根离子OH-、硝酸根离子NO3-、碳酸根离子CO32-、硫酸根离子SO42-、铵根离子NH4+
3.离子符号的意义
4.原子和离子的区别和联系
粒子的种类
原子
离子
阳离子
阴离子
区
别
粒子结构
质子数=电子数
质子数 > 电子数
质子数 < 电子数
粒子电性
不显电性
带 正 电
带 负 电
符号
用元素符号表示
如:O、H、Fe
用阳离子符号表示
如:Na+、Mg2+
用阴离子符号表示
如:Cl-、O2-
原子与离子相互转化
关系
失电子
失电子
得电子
得电子
阳离子 原子 阴离子
【拓展视野】原子核外电子排布
1.核外电子排布规律
(1)核外电子无固定的运动轨迹,但有经常出现的区域,该区域叫做电子层,电子层由内而外总共分为7层,电子分层运动,电子优先排在离核较近的电子层,依次向外排布。
(2)第1层最多容纳2个电子,第2层最多容纳8个电子。
最外层电子数不超过8个(只有1层的,电子数不超过2个)(每层最多容纳电子数2n2个,n为电子层数)
(3)原子结构示意图
(4)氯化钠的形式
(4)原子结构排布规律:
每一横排,电子层数相同,最外层电子数从左到右依次递增;
除稀有气体外,每一纵列,最外层电子数相同,电子层数从上到下依次递增。
2.原子结构和元素的化学性质关系
原子种类
最外层电子数
化学性质
稀有气体原子
=8(He为2)
相对稳定,不易得失电子
金属原子
一般<4
易失电子,形成稳定结构
非金属原子
一般≥4
易得电子,形成稳定结构
原子的化学性质主要取决于原子的最外层电子数 ;原子最外层电子数相同,化学性质一般相似。
注意:氦原子最外层2个电子,但属于相对稳定结构,与最外层8个电子的稀有气体原子化学性质相似,与最外层2个电子的其他原子化学性质不相似。
1. 误认为分子是保持物质性质的最小粒子。正确表述:分子是保持物质化学性质的最小粒子,不能保持物质的物理性质(如颜色、状态、气味等是大量分子聚集才表现出的宏观性质)。
2. 误认为原子是化学变化中不可再分的最小粒子。正确表述:原子是化学变化中的最小粒子,在化学变化中不可再分,但用其他方法(如核反应)可以再分。
3. 误认为分子一定比原子大。正确表述:分子不一定比原子大,如氢分子的质量小于铁原子的质量。只有在由同种原子构成的分子中,分子才比构成它的原子大。
4. 误认为所有物质都是由分子构成的。正确表述:构成物质的微粒有分子、原子、离子三种。金属、稀有气体、金刚石等由原子直接构成;氯化钠等由离子构成;水、氧气等由分子构成。
5. 误认为原子核一定由质子和中子构成。正确表述:大多数原子核由质子和中子构成,但普通氢原子核中只有质子没有中子(氢-1原子核只有1个质子)。
6. 误认为原子中质子数等于中子数。正确表述:原子中质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数,质子数不一定等于中子数。例如碳-12有6个质子、6个中子,而碳-14有6个质子、8个中子。
7. 误认为相对原子质量有单位(如克)。正确表述:相对原子质量是一个比值,单位为"1",通常省略不写。相对原子质量不是原子的实际质量,但实际质量之比等于相对原子质量之比。
8. 误认为离子只是带电的原子。正确表述:离子是带电的原子或原子团,如Na⁺、Cl⁻是离子,SO₄²⁻、NH₄⁺、OH⁻等原子团也是离子。
9. 误认为最外层电子数相同的原子化学性质一定相似。正确表述:最外层电子数相同,化学性质一般相似,但有例外。如氦原子最外层2个电子,属于稳定结构,与最外层8个电子的稀有气体化学性质相似,而与最外层2个电子的金属原子(如镁)化学性质不相似。
10. 误认为化学变化中分子种类改变,原子种类也改变。正确表述:化学变化的本质是分子分解成原子,原子重新组合成新分子。变化前后分子种类改变,但原子种类和数目不变。
11. 误认为原子核带正电,所以原子整体带正电。正确表述:原子核带正电,核外电子带负电,正负电荷电量相等、电性相反,所以原子整体不显电性(电中性)。
12. 误认为原子得失电子变成离子后,质子数发生改变。正确表述:原子变成离子时,只是核外电子数发生变化(得失电子),质子数不变。质子数决定元素种类,所以同种元素的原子和离子质子数相同。
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物质构成的奥秘
第一节 构成物质的微观粒子
一、分子
1.构成物质的微粒
由原子构成
金属、稀有气体以及一些非金属单质
由分子构成
气态的非金属单质和一般由非金属元素组成的化合物
由离子构成
氯化钠、碳酸钙等
2.分子的性质
(1)分子
由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子。同种分子构成的物质化学性质相同,不同种分子构成的物质化学性质不同。
【提示】单个分子只能保持物质的化学性质,不能保持物质的物理性质。
(2)分子的性质
小
微粒的质量和体积都很小。
动
微粒是在不停地运动的;温度越高,微粒运动速率越快。
隙
微粒之间有一定的空隙:一般情况下,气体微粒间空隙较大,液体、固体微粒间空隙较小。
二、原子
1.概念:原子是化学变化中的最小粒子。
2.化学变化的本质:分子分解成原子,原子重新结合成新的分子。
【观念建构】物质的微观特征是理解其宏观变化的依据
物质的性质体现在宏观变化上,物质的组成、结构等微观特征则是理解物质性质、把握变化本质的依据。
(1)解释物理变化:水发生气态、液态、固态“三态”变化,是因为分子间空隙发生改变。
(2)解释化学变化:氧气在氧气中燃烧生成水,是构成氢分子的氢原子和构成氧分子的氧原子重新组合成水分子的结果。
3.分子和原子的比较
4.原子的结构
(1)人类对原子的认识
古代的原子思想
公元前5世纪,古希腊学者提出万物由“原子”构成,
中国古代思想家墨子有类似的微观粒子观念
道尔顿的原子学说
1803年,英国科学家道尔顿提出原子学说
汤姆孙
1897年,英国科学家汤姆孙确认了所有原子都含有带负电荷的电子,正电荷均匀分布在整个原子内。
卢瑟福
1911年,α 粒子(带正电荷)轰击金箔实验:
①大多数 α 粒子能穿透金箔,未发生偏转,说明:
原子内部有很大的空间
② 一小部分 α 粒子发生偏转,说明:原子内有带正电的微粒
③极少数 α 粒子被弹了回来,说明:该微粒体积小、质量大
20世纪80年代,借助先进技术使“原子”观测成为可能
超高真空扫描隧道显微镜
(2)原子结构
原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成的。
原子核(带正电) 质子(带正电)
原子(不显电性) 中子(不带电)
核外电子(带负电)
在原子中,质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数
不带电的微粒:分子、原子、中子;
带负电荷的微粒:电子;
带正电荷的微粒:原子核、质子。
(3)相对原子质量
①定义:以一种碳原子质量的1/12作为基准,其他原子的质量与这一基准的比,称为这种原子的相对原子质量。
②表达式:某原子的相对原子质量
③注意点:“相对原子质量”是一个比值,单位为“ 1 ”,需省略。相对原子质量不是实际质量,实际质量之比等于相对原子质量之比。
相对分子质量(Mr):等于构成分子的各原子的相对原子质量(Ar)的总和。
三、离子
1.定义:带电的原子(或原子团)叫离子。
2.重要离子符号
氢离子H+、银离子Ag+、锌离子Zn2+、铜离子Cu2+、铁离子Fe3+、亚铁离子Fe2+、
氢氧根离子OH-、硝酸根离子NO3-、碳酸根离子CO32-、硫酸根离子SO42-、铵根离子NH4+
3.离子符号的意义
4.原子和离子的区别和联系
粒子的种类
原子
离子
阳离子
阴离子
区
别
粒子结构
质子数=电子数
质子数 > 电子数
质子数 < 电子数
粒子电性
不显电性
带 正 电
带 负 电
符号
用元素符号表示
如:O、H、Fe
用阳离子符号表示
如:Na+、Mg2+
用阴离子符号表示
如:Cl-、O2-
原子与离子相互转化
关系
失电子
失电子
得电子
得电子
阳离子 原子 阴离子
【拓展视野】原子核外电子排布
1.核外电子排布规律
(1)核外电子无固定的运动轨迹,但有经常出现的区域,该区域叫做电子层,电子层由内而外总共分为7层,电子分层运动,电子优先排在离核较近的电子层,依次向外排布。
(2)第1层最多容纳2个电子,第2层最多容纳8个电子。
最外层电子数不超过8个(只有1层的,电子数不超过2个)(每层最多容纳电子数2n2个,n为电子层数)
(3)原子结构示意图
(4)氯化钠的形式
(4)原子结构排布规律:
每一横排,电子层数相同,最外层电子数从左到右依次递增;
除稀有气体外,每一纵列,最外层电子数相同,电子层数从上到下依次递增。
2.原子结构和元素的化学性质关系
原子种类
最外层电子数
化学性质
稀有气体原子
=8(He为2)
相对稳定,不易得失电子
金属原子
一般<4
易失电子,形成稳定结构
非金属原子
一般≥4
易得电子,形成稳定结构
原子的化学性质主要取决于原子的最外层电子数 ;原子最外层电子数相同,化学性质一般相似。
注意:氦原子最外层2个电子,但属于相对稳定结构,与最外层8个电子的稀有气体原子化学性质相似,与最外层2个电子的其他原子化学性质不相似。
1. 误认为分子是保持物质性质的最小粒子。正确表述:分子是保持物质化学性质的最小粒子,不能保持物质的物理性质(如颜色、状态、气味等是大量分子聚集才表现出的宏观性质)。
2. 误认为原子是化学变化中不可再分的最小粒子。正确表述:原子是化学变化中的最小粒子,在化学变化中不可再分,但用其他方法(如核反应)可以再分。
3. 误认为分子一定比原子大。正确表述:分子不一定比原子大,如氢分子的质量小于铁原子的质量。只有在由同种原子构成的分子中,分子才比构成它的原子大。
4. 误认为所有物质都是由分子构成的。正确表述:构成物质的微粒有分子、原子、离子三种。金属、稀有气体、金刚石等由原子直接构成;氯化钠等由离子构成;水、氧气等由分子构成。
5. 误认为原子核一定由质子和中子构成。正确表述:大多数原子核由质子和中子构成,但普通氢原子核中只有质子没有中子(氢-1原子核只有1个质子)。
6. 误认为原子中质子数等于中子数。正确表述:原子中质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数,质子数不一定等于中子数。例如碳-12有6个质子、6个中子,而碳-14有6个质子、8个中子。
7. 误认为相对原子质量有单位(如克)。正确表述:相对原子质量是一个比值,单位为"1",通常省略不写。相对原子质量不是原子的实际质量,但实际质量之比等于相对原子质量之比。
8. 误认为离子只是带电的原子。正确表述:离子是带电的原子或原子团,如Na⁺、Cl⁻是离子,SO₄²⁻、NH₄⁺、OH⁻等原子团也是离子。
9. 误认为最外层电子数相同的原子化学性质一定相似。正确表述:最外层电子数相同,化学性质一般相似,但有例外。如氦原子最外层2个电子,属于稳定结构,与最外层8个电子的稀有气体化学性质相似,而与最外层2个电子的金属原子(如镁)化学性质不相似。
10. 误认为化学变化中分子种类改变,原子种类也改变。正确表述:化学变化的本质是分子分解成原子,原子重新组合成新分子。变化前后分子种类改变,但原子种类和数目不变。
11. 误认为原子核带正电,所以原子整体带正电。正确表述:原子核带正电,核外电子带负电,正负电荷电量相等、电性相反,所以原子整体不显电性(电中性)。
12. 误认为原子得失电子变成离子后,质子数发生改变。正确表述:原子变成离子时,只是核外电子数发生变化(得失电子),质子数不变。质子数决定元素种类,所以同种元素的原子和离子质子数相同。
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