化学基础知识(入门).pdf

1 化学基础知识一原子核. 数量关系：核内质子数核外电子数、电性关系：原子：核电荷数核内质子数核外电子数阳离子：核内质子数核外电子数阴离子：核内质子数核外电子数、质量关系：质量数（A）质子数（Z）中子数（ N）二微粒的性质1.分子是很小的粒子体积小：如果用水分子的大小跟乒乓球比，就像拿乒乓球跟地球比一样。质量小：以水分子为例，1 个水分子的质量大约是310-26 kg。分子虽然小且轻，却是真实存在的。2.分子总是在不断地运动分子运动的例子很多。湿衣服经过晾晒会干；很远的地方就能嗅到花香；糖块放到水里，糖不见了，水却变甜了，这些都是分子不断运动的结果。分子的运动跟温度有关，温度高，分子运动快；温度低，分子运动慢。3.构成物质的微粒一、分子分子是保持物质化学性质的最小微粒。用分子的观点来区分混合物和纯净物（由分子构成的）混合物纯净物区别宏观： 1、由两种或多种物质混合而成宏观： 1、由一种物质组成，有固定的组成2 2、各物质仍保持原有的化学性质微观：混合物中含有多种分子2、有一定的物理、化学性质微观：纯净物中只有一种分子联系不同纯净物混合纯净物 -混合物分离、提纯二、原子原子是化学反应变化中最小的微粒。三、分子、原子的区别与联系：分子原子相同点 质量、体积都非常小 彼此间有间隔 总是在不停地运动 同种分子（或原子）性质相同，不同种分子（或原子）性质不同 都具有种类和数量的含义不同点 分子是保持物质的化学性质的最小粒子 在化学反应中， 分子可以分为原子，原子又可以重新组合成新的分子 分子可以直接构成物质 原子是化学变化中的最小粒子 在化学反应中，原子不可再分，不能变化为其他原子 原子可以构成分子，也可以直接构成物质联系原子 分子物质备注分子与构成这种分子的原子比较，原子比分子小，但并不是所有的原子都比分子小，不同种分子和原子没法比较。例题解析例 1、下列说法有错的是（）A原子可以直接构成物质B分子可以再分，原子不能再分C化学反应中，分子改变而原子不变，说明分子是运动的，原子是静止的D水分子保持水的化学性质解：分子和原子均可以直接构成物质，分子由原子构成，原子可分为质子和中子。分子是保持物质化学性质的最小微粒，分子原子都在做不规则的运动。3 三元素1.元素的概念 ：具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的；氧气是由氧分子构成的，氧分子又是由氧原子构成的。同种原子质子数相同，即水分子中的氧原子和氧分子中的氧原子，其质子数都是8，化学上把质子数都是8 的氧原子统称为氧元素。【小结】（ 1）既然核电荷数核内质子数核外电子数，为何不说元素是具有相同电子数的一类原子的总称呢？因为在发生化学反应时，有些原子的核外电子失去或得到（变为离子），核外电子数发生了变化。（ 2） 区分原子种类的是质子数（即核电荷数） 不同，那么区分元素的依据也是核电荷数（或核内质子数）不同，即核电荷数不同，元素种类不同。例如，碳元素的质子数为6，而氧元素的质子数为8，氢元素的质子数为1。【注意】 元素是个宏观的概念，只有种类之分没有数量之别。（一般“元素”与“组成”匹配，“分子或原子”与“构成”匹配）元素与原子的比较元素原子概念具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。一种元素可包含几种原子。如氢元素11H、21H、31H（元素符号左上角的数字是近似相对原子质量即质量数，左下角的数字是核电荷数）化学变化中的最小粒子；同种原子，质子数相同；不同种原子，质子数不相同区别是宏观概念，只讲种类，不讲个数是微观概念， 既讲种类， 也讲个数。使用范围描述物质的宏观组成，如水是由氢元素和氧元素组成用来描述由原子直接构成的物质和分子的构成。 如铁是由铁原4 子构成的联系只要核电荷数相同的原子就属同一种元素。原子是元素的最小单位，元素则是原子的一个归类“集体”。即元素和原子是总体和个体的关系。2.元素的分类元素的分类最外层电子数得失电子趋势化学性质举例稀有气体元素8 个 （氦为 2个）相对稳定， 不易得失电子稳定He、Ne、Ar 等金属元素4 个易失去最外层电子不稳定Na、K、Mg等非金属元素4 个 （氢为 1个）易得到电子， 使最外层达到 8 电子稳定结构不稳定N、P、S、 Cl 等【小结】由此可见元素的化学性质主要取决于最外层电子数。当最外层电子数达到8（只有一个电子层时为2）时，该元素的化学性质稳定。3.元素符号国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示元素，如氢元素的拉丁文名称为 Hydrogenium ，元素符号就是H；氧元素的拉丁文名称为Oxygenium，元素符号就写作O。如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同时，就附加一个小写字母来区别。例如：用 Cu表示铜， Ca表示钙， Cl 表示氯，等等这些用于表示元素的符号叫做元素符号。【小结】元素符号从宏观角度可表示一种元素，从微观角度还表示这种元素的一个原子。当在元素符号前加上数字时，那就只有微观角度的意义，表示几个原子。【注】必须记住的三十种元素及其符号H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Pt Au Ag Cu Fe Mn Zn Ba Hg I 4.元素周期表（1）根据元素的原子结构和性质，将已知的100 多种元素按原子序数（指按元素原子核电荷数递增的顺序给元素编的号，数值上等于核电荷数）科学有序地排列起来所得的表，叫做元素周期表。（2）元素周期表上对金属元素、非金属元素用不同颜色做了分区，并标出了元素的相对原子质量。（3）编排结构： 共有 7 个横行，每一行称为一个周期；5 共有 18 个纵列，每一纵列为一族，其中第8、9、10 共同组成一个族（第八族），所以共有16 个族；稀有气体为0 族。 每一元素占据一格，其中包括元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等。5.物质的分类混合物金属单质单质非金属单质物质分类稀有气体纯净物氧化物化合物酸、碱、盐纯净物：纯净物是由一种物质组成的。混合物：混合物由两种或多种物质混合而成。单质：由一种元素组成的纯净物。化合物：由不同种元素组成的纯净物叫化合物。氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。例题解析例 3、 元素周期表中钠元素的信息如右图所示，对图中信息理解不正确的是（）A质子数为11 B元素名称为钠C元素符号位Na D核外电子数为22.99 解：核外电子数=核内质子数相对原子质量=质子数 +中子数四离子一、离子1.离子的定义：带电荷的原子或原子团。离子的形成及分类：（1）金属原子的最外层电子数一般少于4 个，在化学反应中易失去电子，使得质子数大于核外电子数，所以带正电荷（核电荷数核外电子数）为阳离子，一般电子层数减 1。（2）非金属原子的最外层电子数一般多于4 个，在化学反应中易得到电子，使得质子数小于核外电子数，所以带负电荷（核外电子数核电荷数）为阴离子，电子层数不变。2.离子符号：（ 1）表示方法：在元素符号（或原子团）的右上角标明离子所带的电荷，数值在前，正、负号在后。离子带1 个单位的正电荷或1 个单位的负电荷时，“ 1”省略不11 Na 钠6 写，如：阳离子：Na+、Mg2+、Al3+等；阴离子：Cl-、SO42-等。（2）含义：镁离子中数字“ 2”的意义如下： 2Mg2+ 二、原子和离子的区别和联系：粒子种类原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带电性不显电性显正电显负电符号元素符号，如Na 阳离子符号，如Na+ 阴离子符号，如O2-联系失电子得电子阳离子原子阴离子例题解析例 4 根据下列微粒的结构示意图( 圆圈内“ +”号和数字表示带正电的质子的数目，弧线上数字代表各电子层带负电的电子的数目) ，其中属于阳离子的是（）解：失电子得电子阳离子原子阴离子原子失去电子显示正电为阳离子。五化合价1.定义：化合价是元素的一种性质，它用来表示原子之间相互化合的数目。2.化合价的表示方法： 通常在元素符号或原子团的正上方用“+n”“- n”表示，如+2Mg 、-1OH等。常见元素的化合价表表示每个镁离子带2 个单位正电荷表示 2 个镁离子7 元素名称元素符号常见的化合价元素名称元素符号常见的化合价钾钠银钙镁钡锌铜铁铝锰K Na Ag Ca Mg Ba Zn Cu Fe Al Mn +1 +1 +1 +2 +2 +2 +2 +1，+2 +2，+3 +3 +2，+4，+6，+7 氢氟氯氧硫碳硅氮磷H F Cl O S C Si N P +1 -1 -1 ， +1，+5，+7 -2 -2 ，+4，+6 +2，+4 +4 -3 ， +2，+4，+5 -3 ，+3，+5 常见元素化合价口诀：一价钾钠银氢氟，二价钙镁钡和锌，铝价正三氧负二，以上价态要记清。铜一二来铁二三，碳硅二四要记全，硫显负二正四六，负三正五氮和磷，氯价通常显负一，还有正价一五七，锰显正价二四六，最高价数也是七。3.常见原子团的化合价：SO42-硫酸根离子，显-2 价； NO3-硝酸根离子，显-1 价；CO32-碳酸根离子，显-2 价； OH-氢氧根离子，显-1 价；NH4+铵根离子，显+1 价记忆口诀：一价铵、硝、氢氧根，高锰酸根、氯酸根，二价碳酸、硫酸、锰酸根，三价只有磷酸根，通常负价除铵根。4.区别化合价的标示法和离子符号的标示法：元素化合价的标示离子符号的标示区别（1）标在元素符号上方（2）正负号在数值之前（3）其数值1要标出（1）标在元素符号右上角（2）正负号在数值后（3）电荷数值为1 时省略联系符号相同，数值相同示例+1-1Na Cl、+2-NaS、板块二化学式8 一、 化学式1. 化学式的含义：用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子。宏观方面： 化学式表示一种物质，表示物质的元素组成。微观方面： 如果确知某种物质是由分子构成的，则化学式还表示该物质的一个分子及构成该分子中各原子的个数比。当在化学式前面加写了数字时，那就只能有微观意义，表示几个分子。【小结】（1）由分子构成的物质的化学式，不仅表示物质的组成，也表示该分子的构成，所以也叫分子式，化学式不仅包括分子式，还包括结构式等几种。（2）纯净物的组成是固定不变的，一个化学式只表示一种纯净物( 混合物的组成不固定，所以没有化学式)。（3）物质的组成是通过实验测定的，化学式的书写须依据实验结果或用元素化合价来求得。1.符号中数字的含义（1）写在元素符号或化学式前面的数字，表示原子或分子个数，如2S 表示 2 个硫原子， 2H2O表示 2个水分子，只表示微观意义，不表示宏观意义。（2） 写在化学式中元素符号右下角的数字，表示 1 个分子中所含该元素的原子个数。如 H2O中“2”表示 1 个水分子中有2 个氢原子。【注意】 对于化学式中右下角数字的含义，有的学生不理解，如3H2O中“2”表示1 个水分子中有 2 个氢原子，但有的学生错误认为“2”表示3 个水分子中有2 个氢原子。学生应抓住“化学式中元素符号右下角的数字表示1个分子含该元素的原子个数”这个关键，不要受化学式前面数字的影响。二、 化学式的写法1.单质的化学式的写法： 稀有气体、金属和一些非金属是由原子直接构成的，它们的化学式可直接用元素符号来表示。如：氦气（ He） 、铜（ Cu） 、硫（ S）等。 一些由双原子分子或多原子分子构成的物质，其化学式要在元素符号的右下角标出原子个数。如：氢气（ H2） 、氯气（ Cl2） 、溴氧（ O3）等。2.化合物的化学式的写法： 由两种元素组成的化合物中，如果是氧化物，习惯上把氧元素的符号写在右侧，另一种元素写在左侧，然后在元素符号右下角标出每个分子中含该元素的原子个数，如：CO2、MgO 、P2O5等。9 如果是由金属元素和非金属元素组成的化合物，习惯上把金属元素的符号写在左侧，非金属元素的符号写在右侧，然后标出相应的原子个数，如：NaCl、Na2S、 BaCl2等。分类具体物质非金属单质氢气氮气氧气氯气磷硫碳H2 N2 O2 Cl2 P S C 金属单质钠镁铝钾钙铁锌铜钡钨汞Na Mg Al K Ca Fe Zn Cu Ba W Hg 常见氧化物水过氧化氢一氧化碳二氧化碳五氧化二磷二氧化硫H2O H2O2 CO CO2 P2O5 SO2三氧化二铁四氧化三铁二氧化锰氧化铜 Fe2O3 Fe3O4 MnO2 CuO 常见的酸硫酸盐酸碳酸H2SO4 HCl H2CO3常见的碱氢氧化钠氢氧化钙氢氧化钡氢氧化镁氢氧化铜氢氧化钾氢氧化铁NaOH Ca(OH)2Ba(OH)2Mg(OH)2Cu(OH)2 KOH Fe(OH)3常见的盐硫酸铜硫酸钡硫酸钙硫酸亚铁硫酸铁CuSO4 BaSO4 CaSO4 FeSO4 Fe2(SO4)3碳酸钠碳酸氢钠碳酸钙氯化钠氯酸钾高锰酸钾Na2CO3 NaHCO3 CaCO3 NaCl KClO3 KMnO4例题解析例 5 氟化钙（ CaF2）是一种透明陶瓷材料，不仅耐高温，而且具有优异的光学性能，用于防弹玻璃和防护眼镜等。CaF2中 F元素的化合价是（）A-2 B-1 C+1 D+3 解：化合物的总化合价为零，Ca显示的是 +2 价，由此可计算。例 6 新版人民币中的防伪油墨含有一种由镁元素和氟元素（化合价为-1 ）组成的化合物，它的化学式是AMgF BMg2F CMgF2DMg2F2解：根据化合物化合价和为零，可计算出镁元素与氟元素的个数比，可写出化学式。