第三单元物质构成的奥秘知识点总结

引言：探索物质的微观世界我们身边的物质形形色色，从浩瀚的宇宙到微小的尘埃，无不引发我们对其构成的好奇。化学这门学科，正是引导我们从宏观现象深入到微观本质，去揭示物质构成的奥秘。本单元的学习，将带领我们认识构成物质的基本微粒，理解元素的概念，掌握物质组成的表示方法，并初步学会运用这些知识解释一些简单的化学现象。一、构成物质的基本微粒物质是由极其微小的粒子构成的。这些微观粒子是保持物质化学性质和决定物质种类的基础。我们主要学习了分子、原子和离子三种基本微粒。（一）分子1.定义：分子是保持物质化学性质的最小粒子。这里的“最小”，是针对由分子构成的物质而言，一旦分子发生改变，物质的化学性质也随之改变。2.基本性质：*质量和体积都很小：肉眼无法直接观察到。*不断地运动：温度越高，分子运动速率越快。例如，我们能闻到花香，就是因为花香分子在不断运动并扩散到空气中。*分子之间有间隔：物质的三态变化（固态、液态、气态）就是分子间间隔改变的结果。相同质量的同一种物质，气态时分子间间隔最大，固态时最小。3.构成：分子由原子构成。例如，一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。（二）原子1.定义：原子是化学变化中的最小粒子。在化学变化中，原子的种类和数目不会发生改变，只是重新组合形成新的分子或直接构成新的物质。2.原子的构成：*原子核：位于原子中心，体积很小，但几乎集中了原子的全部质量。由带正电荷的质子和不带电的中子构成。*核外电子：带负电荷，在原子核外很大的空间内做高速运动。*数量关系：在原子中，质子数=核电荷数=核外电子数，因此整个原子不显电性。（注意：氢原子的原子核内没有中子）3.相对原子质量：*概念：以一种碳原子（碳-12）质量的1/12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量（符号为Ar）。*单位：相对原子质量是一个比值，单位为“1”，通常省略不写。*近似计算：相对原子质量≈质子数+中子数。（三）离子1.定义：带电的原子或原子团叫做离子。2.形成：原子（或原子团）通过得失电子形成离子。*失去电子的原子（或原子团）带正电荷，称为阳离子（如Na⁺、Mg²⁺、NH₄⁺）。*得到电子的原子（或原子团）带负电荷，称为阴离子（如Cl⁻、O²⁻、SO₄²⁻）。3.离子符号：在元素符号（或原子团符号）右上角标明所带的电荷数及电性，数字在前，正负号在后。当电荷数为1时，数字可省略。4.离子构成的物质：许多金属化合物（如氯化钠NaCl）是由阴、阳离子相互作用构成的。（四）分子、原子、离子的关系与物质构成*分子构成的物质：例如氧气（O₂）、水（H₂O）、二氧化碳（CO₂）等。*原子构成的物质：例如金属单质（如铁Fe、铜Cu）、稀有气体（如氦气He）、部分固态非金属单质（如金刚石C、石墨C）等。*离子构成的物质：例如氯化钠（NaCl）、硫酸铜（CuSO₄）等。*关系：分子是由原子构成的；原子通过得失电子可以形成离子；离子通过一定方式结合也可以构成物质。三者都可以直接构成物质，都是微观粒子，都具有微观粒子的基本性质（很小、运动、有间隔）。二、元素——物质的宏观组成（一）元素的概念元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。*“一类原子”：包括质子数相同的中性原子、阳离子和阴离子。例如，钠原子（Na）、钠离子（Na⁺）都属于钠元素。*元素的种类由质子数决定：不同种元素的本质区别是质子数不同。（二）元素符号1.书写规则：国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个大写字母来表示元素，如果几种元素名称的第一个字母相同，就在第一个字母后面加上一个小写字母来区别。2.意义：*宏观意义：表示一种元素。*微观意义：表示这种元素的一个原子。*对于由原子直接构成的物质，元素符号还可以表示这种物质。例如，“Fe”可以表示铁元素、一个铁原子，也可以表示铁这种物质。*如果元素符号前面加上数字，则只表示几个这样的原子（只有微观意义）。例如，“2H”表示两个氢原子。（三）元素的分类通常将元素分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素。*金属元素：名称通常带有“钅”字旁（汞除外），如铁、铜、铝。*非金属元素：名称通常带有“石”字旁（固态非金属）、“气”字头（气态非金属）或“氵”旁（液态非金属），如碳、氧、溴。*稀有气体元素：如氦、氖、氩等，它们的化学性质非常稳定。（四）元素周期表简介元素周期表是学习和研究化学的重要工具。*排列依据：元素周期表是按照元素的原子序数（即质子数）递增的顺序排列的。*结构：共有7个横行（称为周期）和18个纵行（称为族，其中8、9、10三个纵行共同组成一个族）。*每一格信息：通常包含元素名称、元素符号、原子序数（质子数）、相对原子质量等信息。*意义：为我们寻找新元素、研究物质的性质提供了规律指导。三、物质组成的表示——化学式（一）化学式的概念用元素符号和数字的组合来表示物质组成的式子，叫做化学式。*每种纯净物都有固定的组成，因此都有一个对应的化学式。混合物没有固定的组成，因此没有化学式。（二）化学式的意义以水的化学式H₂O为例：1.宏观意义：*表示一种物质：水。*表示该物质的元素组成：水是由氢元素和氧元素组成的。2.微观意义：*表示该物质的一个分子：一个水分子。*表示该物质一个分子的构成：一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。3.量的意义（相对原子质量和相对分子质量）：*表示该物质的相对分子质量。*表示组成该物质的各元素的原子个数比。*表示组成该物质的各元素的质量比。（三）化学式的书写1.单质化学式的书写：*由原子直接构成的单质：直接用元素符号表示。如金属单质（Fe、Cu）、稀有气体（He、Ne）、部分固态非金属单质（C、S、P）。*由分子构成的单质：在元素符号右下角写上表示分子中所含原子数的数字。如氧气（O₂）、氮气（N₂）、氢气（H₂）、氯气（Cl₂）、臭氧（O₃）。2.化合物化学式的书写：*原则：化合物中各元素正负化合价的代数和为零。*方法（以氧化物为例）：*写出组成化合物的元素符号，通常正价元素在前，负价元素在后（氧化物中氧元素在后）。*在元素符号的右下角用数字标明各元素的原子个数比（一般为最简整数比）。（四）化合价1.概念：化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质。它用来表示原子之间相互化合的数目。2.化合价的一般规律：*化合价有正价和负价之分。*在化合物中，氧元素通常显-2价，氢元素通常显+1价。*金属元素在化合物中通常显正价。*非金属元素与氢或金属元素化合时通常显负价，与氧元素化合时通常显正价。*一些元素在不同的化合物中可显不同的化合价（如铁有+2、+3价）。*在单质中，元素的化合价为0。*在化合物中，各元素正负化合价的代数和为0。3.常见元素和原子团的化合价：需要熟记一些常见元素和原子团的化合价，这是正确书写化学式和进行相关计算的基础。四、有关化学式的计算（一）相对分子质量的计算相对分子质量（Mr）是化学式中各原子的相对原子质量（Ar）的总和。例如：CO₂的相对分子质量=Ar(C)+2×Ar(O)=12+2×16=44。（二）物质组成元素的质量比化合物中各元素的质量比等于各元素的相对原子质量乘以原子个数之比。例如：H₂O中氢元素和氧元素的质量比=(2×1):(1×16)=2:16=1:8。（三）物质中某元素的质量分数化合物中某元素的质量分数，就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比。某元素的质量分数=(该元素的相对原子质量×原子个数)/化合物的相对分子质量×100%例如：H₂O中氢元素的质量分数=(2×1)/(2×1+16)×100%≈11.1%。结论：构建微观与宏观的桥梁