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第三單元 構成物質的奧秘
一、分子和原子
1、物質是由許許多多肉眼看不見的微小粒子——分子、原子、離子 構成的。
分子是保持物質化學性質的最小粒子。原子是化學變化中的最小粒子。離子是帶電的原子或原子團。
2、分子的性質：
①分子的質量和體積都很小；
②分子總是在不斷地運動著，溫度越高，分子的運動速率加快；
③分子間間隔，通常固體或液體分子間的間隔較小，氣體分子間的間隔較大；受熱時分子間間隔增大，遇冷縮小。物質熱脹冷縮現象是由于 分子間的間隔 發生變化，而不是分子的本身大小發生變化。
④同種分子化學性質相同，不同種分子化學性質不同；
3、探究分子運動的實驗：
①現象：燒杯A中的溶液變紅（燒杯C中的氨分子遠動進入燒杯A中，形成
氨水，氨水是酚酞變紅）
②變色的是酚酞溶液（由無色變紅色）。
③水不能使酚酞溶液變紅，濃氨水能使酚酞溶液變紅。
④結論：分子在不斷的運動。
4、用分子——原子論的觀點解釋化學變化與物理變化、純凈物與混合物
①物理變化與化學變化
由分子構成的物質在發生物理變化時，分子本身沒有發生變化，只是分子之間的間隔發生了變化，因而使物質的狀態發生了改變。
由分子構成的物質在發生化學變化時，原物質的分子發生了變化，生成了其他的新分子。在化學變化中，發生變化的是分子， 而原子沒有發生變化。
化學反應的本質：在化學變化中，分子破裂為原子，原子又重新組合成新的分子。
②純凈物與混合物
純凈物由同種分子構成；混合物由不同種分子構成。
5、原子：
①含義：原子是化學變化中最小的微粒。例：氫原子、氧原子是電解水中的最小粒子
②性質：分子具有的4點性質原子同樣具有。
③分子與原子的比較：
分 子
原 子
定義
分子是保持物質化學性質最小的微粒
原子是化學變化中的最小微粒。
性質
體積小、質量小；不斷運動；有間隙
聯系
分子是由原子構成的。分子、原子都是構成物質的微粒。
區別
化學變化中，分子可分，原子不可分。
注：分子由原子構成（有些分子是由同種原子構成，大多數分子是由不同種原子構成）
分子構成的描述：①××分子由××原子和××原子構成。例如：水分子由氫原子和氧原子構成
②一個××分子由幾個××原子和幾個××原子構成。例如：一個水分子由一個氧原子和二個氫原子構成
二、原子的結構
1．原子的組成（原子由原子核和核外電子構成，原子核又由質子和中子構成）
（1）原子核所帶電荷數稱為核電荷數，由于原子核所帶電量和核外電子的電量相等，但電性相反，因此原子呈電中性，即核電荷數＝ 質子數 ＝ 核處電子數 ＝原子序數。
（2）原子核內的質子數不一定等于中子數， 氫原子 的原子核內無中子。
（3）原子的種類是由 質子數 （ 核電荷數 )決定的。
（4）原子核只占原子體積的很小一部分，原子內相對有一個很大的空間，電子在這個空間里作高速運動。
試一試：選擇“分子、原子、原子核、質子、中子、電子”等粒子填空。
①有些物質由分子構成，如氧氣，水等；有些由原子直接構成，如硅、鐵等；②能保持氮氣化學性質的是氮分子；能保持銅化學性質的是銅原子；③化學變化中最小粒子是原子；④質量和氫原子的質量相等的是質子和中子，質量最小的是電子；⑤同一原子中，數目一定相同的是質子和電子。
2．相對原子質量
（1）以一種碳原子質量的1/12作為標準，其他原子的質量跟它相比較所得的比值，就是這種原子的相對原子質量(符號為Ar )。
（2）相對原子質量是一個比值，在SI單位制中單位為“1”；原子的質量的單位為克或千克。
（3）電子的質量很小，只相當于質子或中子質量的，所以原子的質量主要集中在原子核上。每個質子和中子的相對質量都約等于1，所以相對原子質量≈質子數＋中子數。
（4）相對原子質量與原子的真實質量成正比，故相對原子質量越大，原子的真實質量也越大
3、核外電子的排布
（1）核外電子的分層排布：元素的原子核外的電子層最少有1層，最多有7層（離核最遠的叫做最外層）；第一層不超過2個電子，第二層不超過8個電子，最外層不超過8個電子(只有1個電子層的最外層不超過2個電子)。
（2）原子結構簡圖各部分的意義：圓圈表示原子核，圈內的數字表示核內質子數，弧線表示電子層，弧線上的數字表示該電子層上的電子數。
（3）相對穩定結構：最外層具有8個電子(只有一個電子層的元素具有2個電子)的結構。
（4）元素性質與元素最外層電子數的關系：
元素分類
最外層電子數
得失電子傾向
穩定性
化學性質
稀有氣體元素
8個(He為2個)
不易得失、相對穩定
相對穩定
穩定，難發生化學反應
金屬元素
一般少于4個
易失去電子
不穩定
易發生化學反應
非金屬元素
一般多于4個
易得到電子
不穩定
易發生化學反應
因此元素的化學性質由原子的最外層電子數決定。當兩種原子的最外層電子數相同，則這兩種元素的化學性質相似（注意：氦原子與鎂原子雖然最外層電子數相同，但是氦原子最外層已達相對穩定結構，鎂原子的最外層未達到相對穩定結構，所氦元素與鎂元素的化學性質不相似）
4、離子的形成
（1）概念：帶電的原子或原子團（如：Na＋、Cl－、H－、Mg2+等）
（2）分類及形成：陽離子（由于原子失去電子而形成）帶正電，質子數大于電子數
陰離子（由于原子得到電子而形成）帶負電，質子數小于電子數
注意：原子變為離子時，質子數、元素種類沒有改變；電子數、最外層電子數、元素化學性質發生了改變。
（3）離子符號的寫法：在元素符號的右上角標出離子所帶電荷的多少及電荷的正負（數字在前，正負號在后），當離子所帶電荷數為“1”時，“1”省略不寫。如：Na＋、Mg2＋、Al3＋；Cl－、S2－、O2－……
（4）離子符號表示的意義：例如：Fe3+ ①一個鐵離子；②每個鐵離子帶3個單位的正電荷。
注：在離子符號前面加系數后只能表示離子的個數。（2Fe3+表示2個鐵離子）
（5）離子與原子的區別與聯系
粒子的種類
原 子
離 子
陽離子
陰離子
區
別
粒子結構
質子數=電子數
質子數>電子數
質子數<電子數
粒子電性
不顯電性
顯正電
顯負電
符 號
用元素符號表示
用離子符號表示
用離子符號表示
相互轉化
陽離子 原子 陰離子
相同點
都是構成物質的一種微粒；質量、體積都很小；在不停運動；有間隙
小結：構成物質的微粒：分子、原子、離子
由分子直接構成的物質：大多數氣體（除稀有氣體）、有機物（如甲烷、酒精）、水、雙氧水。
由原子直接構成的物質：金屬、稀有氣體、固體非金屬物質（如碳、硅、磷、硫）
由離子直接構成的物質：氯化物（如氯化鈉、氯化鎂）
三、元素
（1）定義：元素是具有相同質子數（即核電荷數）一類原子總稱。
①元素的分類標準是質子數，故不同元素的本質區別是質子數不同；
②同種元素的原子，質子數一定相同，但中子數可能不同，
③Cl與Cl－的核內質子數相同，因此屬于同種元素。
（2）元素與原子的比較
元素
原子
區別
是宏觀概念，只講種類，不講個數
是微觀概念，既講種類，又講個數
適用范圍
表示物質的宏觀組成，如水是由氫元素和氧元素組成的
表示物質的微觀構成。如1個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成
聯系
元素是核電荷數相同的一類原子的總稱，原子是元素的最小粒子
（3）元素的分類：元素分為金屬元素、非金屬元素和稀有氣體元素三種
（4）元素的分布：
①地殼中含量前四位的元素：O、Si、Al、Fe ②生物細胞中含量前四位的元素：O、C、H、N
③空氣中前二位的元素：N、O
注意：在化學反應前后分子的種類改變、原子的種類不變、元素種類不變。
（5）元素符號的書寫：第一個字母大寫，第二個字母小寫（一大二小的原則）如H、F、Cu、Ca
（6）元素符號的意義：表示某種元素、表示某元素里的一個原子。例如：O：表示氧元素；表示一個氧原子。（注：對于由原子直接構成的物質，其元素符號還可以表示該物質，如Cu：①銅元素；②一個銅原子；③金屬銅）元素符號前面的數字的只能表示原子的個數（如6N：6表示6個氮原子）
四、元素周期表
根據元素的原子結構和性質，把現在已知的一百多種元素按原子序數(核電荷數)科學有序的排列起來，這樣得到的表叫元素周期表。
（1）元素周期表的結構：
①周期表每一橫行叫做—個周期。共有七個橫行，有7個周期。
②周期表有18個縱行，除第8、9、10三個縱行共同組成一個族外，
其余15個縱行，每一個縱行叫做一個族，共有16個族。
（2）元素周期表與原子結構的關系：
①同一周期的元素原子的電子層數相同，最外層電子數遞增。電子層數＝周期數
②同一族的元素原子的最外層電子數相同，電子層數遞增。最外層電子數＝主族數
③同一周期元素的排布總是以金屬元素開頭，過渡到非金屬元素，最后以稀有氣體元素結尾。
五、物質的構成與組成：
（1）宏觀上，物質是由元素 組成的。
（2）微觀上構成物質的粒子不同，構成物質的粒子有分子、原子、離子。
（3）描述公式：
①物質的組成：××物質由××元素和××元素組成 例：水由氫元素和氧元素組成
②物質的構成：××物質由××分子（或原子、離子）構成
例：水由水分子構成；鐵由鐵原子構成；氯化鈉由氯離子和鈉離子構成
（4）由分子構成的物質，其分子又是由原子構成的。
（如水是由水分子構成；水分子是由氧原子和氫原子構成）

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