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第三单元 物质构成的奥秘
课题1 分子和原子
一、物质的构成
物质是由分子、原子、离子三种微粒构成(分子由原子构成)
由原子构成的物质 金属:金、银、铜、铁、钠等 非金属固体:硫、硅、碳、磷等 稀有气体:氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气
由分子构成的物质 大多数非金属物质
由离子构成的物质 绝大多数的盐类(氯化钠)
如何理解分子和原子?
原子是微观中独立存在的个体,无数个原子聚集在一起组成了物质;而分子本身为原子的一个集合,一个分子需要≥2个原子构成,无数个分子又聚集在一起组成物质;
由原子构成的物质,物质中的原子相互独立,属于并列关系;
由分子构成的物质,物质中的分子相互独立,属于并列关系,而分子中的原子只能存在于分子中,无法脱离分子。
(例)下列物质是由原子构成的是(???? )
A.?铁???????????????????B.?氮气????????????????C.?二氧化碳??????????????????D.?水
答案:A
分子与原子的基本性质:
(1)分子与原子的质量与体积都很小(分子与原子是无法比较的)
(2)微粒之间都存在间隙,受热间隙变大,遇冷间隙变小
(3)都在不停的做无规则运动(温度越高,运动越剧烈)
(4)因构成物质的微粒决定了物质的化学性质,所以一般微粒不同,物质的化
学性质不同
(例)表中所列事实与相应的解释不相符的是(?? )
选项 事实 解释
A 50mL水和50mL酒精混合后的溶液体积小于100mL 分子间有间隔
B 变瘪的乒乓球放入热水中能鼓起来 分子大小随温度改变而改变
C 一畦春韭绿,十里稻花香 分子不断运动
D 氧气(O3)和臭氧(O3)性质不同 构成物质的分子不同
答案:B
分子与原子的区别与联系:
联系:分子由原子构成,分子可分成原子,原子可构成分子
本质区别:在化学变化中,分子可以再分,而原子不可以再分
注:如果不在化学变化中,原子也可以再分,分成原子核与核外电子等
(例)关于分子和原子两种粒子的叙述正确的是(??? )
A.?物质只能由分子、原子构成???????????????????????????????? B.?分子质量一定大于原子质量
C.?分子可以再分,而原子不可以再分???????????????? ?? D.?同种原子可能构成不同的分子
答案:D
(例)一个氧气分子、一个二氧化碳分子都含有( )
A.?氧原子???????????????????????????????B.?氧元素???????????????????????????????C.?两个氧原子???????????????????????????????D.?氧气
答案:C
(例)下列物质中,含有氧分子的是(?? )
A.?NO2????????????????????????????????????B.?O2????????????????????????????????????C.?H2O2????????????????????????????????????D.?MnO2
答案:B
化学反应的实质
在化学反应中,分子拆分成原子,原子重新排列组合成新的分子
所以在化学变化中,分子的种类一定会发生变化,而原子的质量,种类,个数均不变;即原子是化学变化中的最小粒子;
(例)下列各图中●和○分别表示氢原子和氧原子,其中能表示保持 H20 化学性质的微粒是(?? )
A.????????B.???C.?????????D.?
答案:A
二、物质的化学性质
物质的化学性质由直接构成物质的微粒来决定与保持
例:水由水分子构成,铁由铁原子构成,氯化钠由钠离子和氯离子构成,那么水的化学性质由水分子来决定与保持;铁的化学性质由铁原子来决定与保持;氯化钠的化学性质由钠离子和氯离子共同决定与保持;也就是说,直接构成物质的每一个微粒,都具备该物质的化学性质;即谁直接构成,谁决定,谁保持
注:水由水分子直接构成,所以水分子保持水的化学性质,虽然,水分子中含有氢原子与氧原子,但根据直接构成的特点,不能说水的化学性质由氢原子与氧原子保持;
由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子;
由原子构成的物质,原子是保持其化学性质的最小粒子;
值得注意的是,直接构成物质的微粒,只能决定与保持物质的化学性质,并不能决定与保持物质的物理性质;对于物质而言,物理性质是由大量分子或原子聚集在一起才能表现出来,单个微粒不能表现。
物理变化与化学变化的微观实质
物理变化:微粒本身无变化;
化学变化:微粒本身发生改变;
(例)水是由水分子构成的.若用“●”表示氢原子,“○”表示氧原子,下图四种变化中能体现“水蒸发”的微观本质的是()
A.? B.?
C.? D.?
答案:B
三、纯净物与混合物的宏观与微观实质
纯净物:由同种分子/原子/离子构成的物质;
混合物:由不同种分子/原子/离子混合的物质;
纯净物(氧气) 混合物(空气)
宏观 只含有氧气一种物质 含有氧气、氮气、二氧化碳等多种物质
微观 只含有一种分子,氧气分子 含有氧气分子、氮气分子、稀有气体原子等多种微粒
(例)下列各图中,“ ”和“ ”分别表示两种不同元素的原子,其中表示混合物的是(?? )
?????????B.??????????C.????????D.?
答案:B
课题2 原子的构成
一、原子的结构
原子核 质子:一个质子带一个单位的正电荷
原子
中子:不带电
电子:一个电子带一个单位的负电荷
原子核中,所带的电荷量,叫做核电荷数,因原子核中只有质子带电,所以,核电荷数==质子数;因原子核中带正电的质子个数与核外带负电的电子个数相同,所以原子不显电性(电中性)
原子的特点:
(1)对于原子而言,核电荷数=质子数=核外电子数;
(2)原子核内,质子一定存在,而中子可能不存在(氢原子中没有中子);且质子个数不一定等于中子个数;
(3)原子的种类由质子的个数决定,质子个数相同,则代表原子为同一类
(4)原子核只占了整个原子体积的很小一部分,原子内的大量空间由核外电子在高速运动;虽然原子核的体积很小,但是原子的质量主要集中在原子核上,核外电子的质量微小到忽略不计。
(例)某些花岗岩石材中含有放射性元素氡。一种氡原子的质子数为86,中子数为136,这种氡原子核外电子数为(?? )
A.?50???????????????????????????????????????B.?86???????????????????????????????????????C.?136???????????????????????????????????????D.?122
答案:B
(例)下列说法正确的是(?? )
A.??原子不带电是因为原子中没有带电的粒子 B.?大多数原子核是由质子和中子构成的
C.?相对于整个原子而言,原子核体积小、质量轻??????D分子可以分,原子不可分
答案:B
核外电子层:
原子中的电子在核外是分层运动的,在含有多电子的原子中,电子的能量不同,通常,离核近的能量低,离核远的能量高,一般用电子层来表明电子运动离核远近的情况,从内至外,第一层,第二层。。。。
第一层:也叫作最内层,该层最多只能容纳两个电子;
除第一层外其他电子层最多可容纳8个电子;
最外面的电子层,称为最外电子层,该层上的电子数,
称为最外层电子数
(例)学习完“原子的构成”之后,萍萍同学形成了以下认识,其中错误的是(?? )
A.?原子由居于中心的原子核和核外电子构成?????B.?核外电子在离核远近不同的区域中运动
C.?原子核的质量和电子的质量相差不大??D.?原子核的体积与整个原子的体积相比要小很多
答案:C
元素的化学性质与其最外层电子数有关
稳定结构:当原子的电子层只有一层时,最外层电子数=2;当原子的电子层数为多层时,最外层电子数=8(以稀有气体元素的原子为主)
易得到电子:当原子的最外层电子数>4时,在化学变化中,该原子容易得到电子,使最外层电子数达到8,从而形成稳定结构;(以非金属元素的原子为主)
易失去电子:当原子的最外层电子数<4时,在化学变化中,该原子容易失去电子,同时失去一个电子层,使原本内一层的电子层成为最外层,从而达到稳定结构(以金属元素的原子为主)
即不容易失去,又不容易得到:当原子最外层电子数=4时,形成共价键;
二、离子
定义:带电的原子或原子团。由原子变成相对稳定结构时,得到或失去电子而形成,固而电子数目发生变化,核内正电荷数不变,正负电荷失去数量平衡条件而使原子带电变成离子
原子:质子数=电子数,不显电性
阳离子:质子数>电子数(失去电子形成,同时失去最外电子层),显正电
阴离子:质子数<电子数(得到电子形成,最外电子层变为八个电子形成饱合),显负电
注:原子变成离子,是电子数目发生的变化,而质子数始终不变
镁原子 镁离子
镁原子失去最外电子层的两个电子,同时电子层减少一层,从三层变为两层;第二层成为了最外层且电子数为8,形成稳定结构
(例)是某元素一种粒子的结构示意图,据此推断下列相关说法中合理的是(?? )
A.?该粒子是阴离子????????????????????????????????????????????????? B.?该元素原子核内质子数为12
C.?该元素在化学反应中不易失去电子??????????????????? ??D.?该元素原子的最外层上有8个电子
答案:B
(例)小美从某粒子结构示意图中,获取了下列信息,其中错误的是(?? )
A.?它的原子有两个电子层???????????B.?它的核电荷数为12?????????
?C.?它表示阴离子??????????? D.?它表示相对稳定结构
答案:AC
离子的表示方法:在元素符号右上方标明所显的电性与电荷数,数值(电荷数)在前,正负(电性)在后,电荷数为1时可省略数字只写正负号;
读作:带两个单位正电荷的镁离子,简称镁离子
读作:带一个单位负电荷的氯离子,简称氯离子
(例)某粒子结构示意图如图所示,下列说法错误的是()
A.?若x=17,则该粒子符号为Cl-??????B.?若x=18,则该粒子是原子
C.?若x=19,则该粒子是阳离子???????D.?若x=20,则该粒子是由一个原子得到两个电子而形成
答案:D
元素(原子)化学性质相似需满足的条件:
(1)粒子种类相同:原子与原子化学性质才可以相似;离子与离子化学性质才可以相似(不需要区分阴阳离子);
(2)最外层电子数相同;需注意,单层2与多层8为相似稳定结构
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
①与⑤化学性质相似; ②与⑥化学性质相似; ③与④化学性质相似;
(例)根据下列四种粒子的结构示意图,所获取的信息正确的是(?? )
A.?③在化学反应中易得到电子??????????????????????????????B.?①在化学反应中容易失去电子
C.?②④是离子结构示意图?????????????????????????????????????D.?①③最外层电子数相等,化学性质相似
答案:C
物质的化学性质与元素的化学性质的区分
物质的化学性质:谁直接构成,谁决定与保持,与构成物质的微粒有关;可燃性,助燃性等;
元素的化学性质:体现在元素的微观原子上,与最外层电子数有关;表现为容易得到电子,容易失去电子等
三、相对原子质量
由于原子的质量都很小,且数值较复杂不宜书写与计算,通常用相对原子质量来代替;
标准:以原子质量的为标准,其他原子的质量与它比较所得到的比值,作为这种原子的相对原子质量;
公式:相对原子质量=
相对原子质量≈质子数+中子数
注:因相对原子质量为比值,所以一般认为相对原子质量的单位为1,或者没有单位
(例)1991年,我国著名化学家张青莲教授与另一位科学家合作,测定了铟(In)元素的相对原子质量新值。铟元素的核电荷数为49,相对原子质量为115。铟原子的核外电子数为(???)
?115???????????????????????????????????????B.?49???????????????????????????????????????C.?66???????????????????????????????????????D.?164
答案:B
(例)M元素原子的核电荷数为a,它的阳离子 与N元素的阴离子 核外电子排布相同,则N元素原子核内质子数为 ( )
A.? ?m+n+a?????B.? ???m+n-a???C.? ??a-n-m????????D.?a+m-n
答案:C
课题3 元素
一、元素的概念
定义:具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子(包含原子与离子)的总称;元素的种类取决于原子的核电荷数
地壳中含量前四位的元素: 氧 硅 铝 铁
生物体内含量前四的元素: 氧 碳 氢 氮
一般的,像食品包装袋上的说明,含磷洗衣粉,含钙奶粉等,均代表的元素
在化学中,什么叫做宏观?什么叫做微观?
在一个千变万化的物质世界中,各种各样的物质都是由肉眼看不到的分子、原子、离子等微粒构成的,化学中的微观就是指这些不能被我们的感官所直接感觉到的粒子;而宏观,则是能被我们感觉到的形形色色的物质以及物质发生变化时呈现的各种现象;元素,既是宏观方面的概念。
宏观:只讲种类,不讲个数
微观:即讲种类,又讲个数
元素的表示方式
元素符号的书写:首字母大写,其他字母小写
元素符号可表示的意义
表示一种元素(宏观层面)
表示这种元素的一个原子(微观层面)
由原子直接构成的物质,元素符号可表示这种物质 ☆(宏观层面)
H ①表示 氢这种元素 ①表示铁这种元素
②表示一个氢原子 Fe ②表示一个铁原子
③表示铁这种物质
注:当在元素符号前加上数字时,该元素符号只存在微观含义,表示几个原子;例:5Fe:五个铁原子
(例)在CO2、SO2和NO2三种分子中含有一样多的是(?? )
A.?氧分子??????????????????????????B.?氧原子??????????????????????????C.?氧元素???????????????????????D.?氧元素的质量分数
答案:B
(例)下列符号中既能表示一种元素,又能表示一个原子,还能表示一种物质的是(? )
A.?N??????????????????????????????????????????B.?O??????????????????????????????????????????C.?H??????????????????????????????????????????D.?Fe
答案:D
二、元素的中文名称特点与分类
初中阶段,元素一般分为金属元素与非金属元素(可额外加入稀有气体元素)
名称特点
金属元素:中文名称大多是“金”字旁,汞除外(水银)
非金属元素:“石”字旁代表固体,“氵”代表液体,“气”字头代表气体
判断金属属于那一类别可通过偏旁观察
三、元素周期表
13:原子序数,即核电荷数,质子数
Al:元素的符号
铝:元素的名称
26.98:该元素原子的相对原子质量
每一横行:代表一个周期,第几行就是第几周期(从上往下排列)
特点:周期数=核外电子层数,同一周期的元素,核外电子层数相同
每一周期,元素从左到右最外层电子数逐一增加
元素周期表共7个横行,也就是7个周期
(2)每一竖行:代表一个族,第几竖行就是第几族(从左往右排列)
特点:族数=最外层电子数,同一族内元素,最外层电子数相同
同族元素,核外电子层数从上到下逐一增加
元素周期表中共有18竖行,16个族,其中8,9,10竖行为同一族
通过元素周期表中,周期与族的特性,可判断元素的特点
左侧:金属元素为主;中间:非金属元素为主;右侧:稀有气体为主
(例)某元素的原子结构示意图如下,对该元素的有关认识不正确的是:(?? )
A.?该元素的原子核内质子数是34??????????????????????B.?该元素原子的最外层电子数是6
C.?该元素位于元素周期表中的第四周期???????????D.?该元素是金属元素
答案:D
(例)A,B,C三种常见元素,A元素原子的核内有11个质子;B元素原子形成的离子与 有相同的核外电子排布;C原子最外层电子数和B的相等,但 C比B多一个电子层。 根据上述信息,完成下列问题:
(1)A元素的符号为________,B元素原子形成的离子结构示意图是________;
(2)C元素和A元素组成的化合物的化学式________。
答案:(1)Na;O2- (2)Na2S
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