化学基本概念和原理

化学基本概念和原理
一、物质的性质和变化
1.物理变化和化学变化
（1）物理变化：没有发生其他物质的变化。

伴随的现象：物质的外系、状态发生变化。

（2）化学变化：生成了其他物质的变化。

伴随的现象：伴随能量的变化、发光放热、颜色改变、生成气、产生沉淀等
（3）物理变化和化学变化的本质区别：变化是否有其他物质生成。

注意：(1)化学变化常伴随发光、放热、颜色改变、生成气体和沉淀等现象，这些现象可以帮助我们判断化学反应是否已经班发生，但不能作为判断化学变化的依据。

例如灯泡通电发光、放热，是物理变化而不是化学变化。

(2)两者的区别和联系以及判断是中考重点，学习时要深入理解，掌握判断的依据，灵活应用（3)化学反应伴随能量的变化，如发光、放热等。

2.物理性质和化学性质
（1）物理性质：物质不需发生化学变化就能表现出来的性质。

例如颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、溶解性、挥发性等。

（2）化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。

例如可燃性、还原性、氧化性、稳定性。

（3）性质的确定:物理性质有感觉器官直接感知或仪器测知；化学性质通过化学变化可知。

3.物质的性质与物质的变化的区别与联系
物质的性质是物质本身固有的属性，包括物理性质和化学性质，两者的区别是化学性质必须经过化学变化表现出来，如“铝箔能在氧气中燃烧”这一化学性质，是通过铝燃烧这个化学变化表现出来的。

引申：性质通常用“易、会、能”等词语描。

而物理性质是指物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质，具体说，物理性质可以通过感觉器官直接感知，如碱式碳酸铜是绿色粉，二氧化碳是无色、无味气体。

物理性质除了包括颜色、状态、气味外，其他的如密度、硬度、熔点、沸点、导电性等则需仪器测定出来。

但测的过程中一定没有其他物质生成。

物质的变化是物质运动的形式，是一个过程，包括物理变化、化学变化。

两者的本质区别是物理变化过程中没有其他物质生成，化学变化过程中一定有其他物质生成，因此判断一个化是物理变化还是化学变化的依据是看是否其他物质生成，除此之外，化学变化过程中常伴随着发光、发热、变色、生成沉淀或气体等现象发生，但不能以此判断是化学变
化。

如电灯通电时虽发光、发热，但这一变化是物理变化，因为此过程中无其他物质生成，停止通电后还是原来的灯丝。

物质的性质决定着变化，而变化又表现出性质。

物质的变化和性质是两个不同的概念。

如碳能燃烧是指碳的化学性质，它是在碳燃烧这个化学变化中表现出来的碳固有的属性。

而碳燃烧是一个化学变化，它是碳与氧气反应生成二氧化碳这一变化的过程。

又如汽油挥发是指物理变化，汽油易挥发则是指汽油的物理性质。

金刚石可以加工成钻石，灼热的金刚石放人液态氧气中，金刚石可以燃烧，在这两种情况下，前者是物理变化，说金刚石硬度大，有很好的光泽等物理性质。

后者化学变化，说明金刚石有可燃性。

二、分子和原子
分子和原子
（一）分子
1.分子的概念
分子是保持物质化学性质的最小粒子。

（1）“保持”的含义是指构成该物质的每一分子与该物质的化学性质是一致的。

（2）“化学性质”：分子只能保持物质的化学性质，而物理性质（如颜色、状态等）需大量分子的集合体共同体现，单个的分子无法体现物质的物理性质。

（3）“最小”不是绝对意义上的最小，而是“保持物质的化学性质的最小”。

2.分子的基本性质
（1）分子的体积和质量都很小。

把氧分子排成1.48cm长的一列，大约需要1亿个分子。

（2）分子问有间隔，且分子间的间隔受热增大，遇冷缩小，气体物质分子间隔最大，压强越大，间隔越小。

（3）分子在不停运动，且温度越高，分子运动越快。

用（2）（3）两条性质可解释一些物理现象，如热胀冷缩、分子扩散、蒸发、物质的三态变化、气体压缩等。

同种物质的分子化学性质相同，不同种物质的分子化学性质不同。

如无论什么地方的水都能解渴，但油不能解渴。

分子在化学变化中可分成更小粒子——原子，可见分子是由原子构成，同种元素的原子构成单质分子，不同种元素的原子构成化合物的分子，有的分子很简单，如氢分子是由两个原子构成，水分子是由三个原子构成，有的分子很复杂，如蛋白质分子，由几万或十几万甚至几十万个原子构成一个分子。

3. 混合物与纯净物
运用分子的观点区分混合物与纯净物，对于混合物与纯净物的区别，我们也应从宏观和微观两个不同方面去分析和理解。

（1）宏观理解：纯净物与混合物的本质区别在于纯净物中只含有一种物质，而混合物中含有两种或两种以上的物质，其各成分是简单混合，各种物质仍保持原有的性质。

（2）微观（分子的观点）理解：由同种分子构成的物质是纯净物；由多种分子构成的物质是混合物，各种不同物质的分子相互间不发生化学反应。

由于混合物中各成分是不确定的，也就不保持一定的性质；而纯净物中只有一种分子，所以纯净物具有确定的物理性质和化学性质。

（二）原子的构成
1. 原子的概念
原子是化学变化中的最小粒子。

化学变化中原子不会由一种原子变成另外的原子，即化学变化中原子的种类不变，其原因是化学变化中原子核没有发生变化。

如硫燃烧生成了二氧化硫，硫和氧气中分别含有硫原子和氧原子，反应后生成的二氧化硫中仍然只含硫原子和氧原子。

原子不是最小粒子，只是在化学变化的范围中为“最小粒子”，它还可再分，如原子弹爆炸时的核裂变，就是原子发生了变化。

物质发生化学变化时，分子分解成原子，原子重新结合成新分子，这一过程中原子核不发生变化，即化学变化是在原子水平上进行的。

只有在发生核反应时，原子核才发生变化。

2.原子的性质
（1）原子很小；（2）原子之间有间隙；（3）原子在不停地运动。

3.原子是构成物质的一种粒子
原子构成物质时有两种情况：一是直接构成宏观物质，如碳、稀有气体、金属单质和某些非金属单质，原子能保持由原子直接构成的物质的化学性质；另一是先构成分子，然后再由分子构成宏观物质，如2个原子和1个氧原子构成1个水分子，再由许许多多的水分子聚集构成水。

（三）原子的构成
1.原子的构成
原子是由原子核和核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，而1个电子的质量约为1个质子或中子质量的1∕1836，跟质子、中子相比，电子的质量忽略不计。

所以，原子的质量几乎都中在原子核上，原子的质量主要由质和中子的质量决定。

2.相对原子质量（原子量）
原子虽然很小，但仍有一定的质量。

原子的质量是原子的重要性质之一，以千克(kg)为单位表示1个原子的质量叫做原子的实际质量。

以一种碳原子(碳—12)的质量的1/12(约1.66X I0-27kg)作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的数值叫做这种原子的相对原子质量，即原子量。

这里“碳—12原子”是指含有6个质子和6个中子的碳原子。

可见，原子的质量和原子的原子量不是一回事。

相对原子质量（原子量）和原子的实际质量之间的关系为：
相对原子质量=原子的实际质量∕一个碳—12原子质量×1∕12
相对原子质量仅表示某原子的质量是1个碳—12原子质量的1/12的多少倍，是一个相对量，没有单位。

在原子中，质子数等于核外电子数，相对原子量近似等于质子与中子数之和。

例如“碳—12原子”的原子量为12.
3.核外电子的分层排布
在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同，能量高的通常在离核较远的区域运动，能量低的在离核较近的区域运动，就好像分层一样，能量不同的电子在不同的区域运动。

这样的运动我们称为分层运动，又叫分层排布。

（1）核外电子排布规律
①核外电子总是尽量先排在能量较低的电子层，即排满了第一层才能排第二层，排满第二层才排第三层，依次类推。

②每个电子层上的电子数不超过该层数的平方的2倍即2n2（n为电子层数）。

③最外层电子数不超过8个（若只有一层，不超过2个）。

④关于含有多个电子（九年级化学教材范围内一般不超过18个电子）的原子核外电子排布规律遵循“288规律”（或“288原则”）。

即第一层最多排布2个电子，第二层最多排满8个电子，其余的排在第三层。

以上三条规律在使用时是互相制约的，不能独立使用。

18号以后的其他元素的核外电排布还有其他规律，不必硬套。

（2）原子结构示意图（略）
（3）元素种类的划分方法
分析1-18号（按原子核的质子数排列）元素原子结构示意图，可把元素划分为：
①稀有气体元素，原子最外层电子数有8电子（He为2个电子），形成了稳定结构。

②金属元素，原子最外层电子数少于4个，化学反应中易失去最外层电子，使次外层变为最外层，形成稳定结构。

③非金属元素，原子最外层电子数一般多于或等于4个，在化学反应中易得到电子，达到稳定结构。

根据元素原子的最外层电子数可将元素分三类，根据元素原子核里的质子数可决定该元素是什么元素。

同类元素中的不同的元素具相似的化学性质（如金属元素具有金属性），因质子数的不同每一种元素具有一定性质上的差异。

如K、Na都是金属元素，在化学反应中容易失去电子，具有金属性，但K 比Na的金属性要强些。

5.总结
原子（不显电性）⟶原子核+核外电子
（1）原子核所带电量和核外电子的电量相等，但电性相反，因此整个原子不虽显电性。

核电荷数=质子数=核外电子数。

（2）电子的质量很小，只相当于质子或中子质量1∕1836，所以原子的质量主要集中在原子核上。

相对原子质量≈质子数+中子数。

（3）作为相对原子质量标准的碳原子是一种质子数为6，中子数也为6的碳原子。

其实碳原子不止一种，例如还有质子数为6，中子数为8的碳原子，这将在高中学习。

（4）原子核内质子数不一定等于中子数。

普通氢原子的原子核内中子。

（5）原子核外电子排布呈现一定规律性。

2011.02.14。