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第六节构成物质的基本微粒
构成物质的基本微粒
主讲:
黄冈中学化学高级教师 舒宝生
一、知识概述
1、构成物质微粒的性质;
2、原子、分子和离子的异同点和相互关系;
3、原子的构成;
4、相对原子质量和相对分子质量。
二、重难点知识剖析
1、构成物质微粒的性质
绚丽多姿的各种物质,不论是固态、液态还是气态的,都是由肉眼不能直接观察到的微粒构成的,微粒的主要性质如下。
(1)微粒是运动的
[观察与思考]
(1)实验过程与操作见图1(实验1)和图2(实验2)。
(2)实验现象及分析:
①[实验1] 现象:
向蒸馏水中滴加无色酚酞试液,所得溶液为无色;向上述所得溶液中滴加浓氨水,溶液变为红色。
结论:
氨水能使酚酞试液变为红色。
②[实验2] 现象:
当用大烧杯将两个小烧杯罩在一起,一段时间后,可以看到溶有酚酞的蒸馏水变为红色。
分析与结论:
浓氨水挥发出氨的微粒,氨的微粒运动到溶有酚酞的蒸馏水中,使溶液变为红色。
由此可见,构成物质的微粒是在不停地运动的。
注意:
酚酞是一种酸碱指示剂,其水溶液无色,当它遇到碱性溶液时,由无色变为红色,遇酸不变色。
氨气的水溶液显碱性。
(2)微粒间有空隙
物质是由微粒构成的,微粒又是在运动的。
那么微粒之间有空隙吗?
我们从下面的实验可以探究出这个问题。
[活动与探究]
[设计实验方案] 利用等体积的水和酒精混合后的体积变化进行探究。
[探究活动] 先往玻璃管中加入滴有红墨水的水,使其充满玻璃管容积的二分之一,再滴入无水酒精,使其充满玻璃管,用手指堵紧开口的一端,颠倒数次。
[现象与分析] 酒精和水的混合液并没有充满整个玻璃管。
出现这种现象的原因是构成酒精的微粒与构成水的微粒之间有空隙,当它们混合时,互相挤占了对方的空隙,使得总体积减小。
[实验结论] 构成物质的微粒间有空隙。
微粒间的空隙不能直接观察到,但可以通过宏观的某些现象来认识它。
酒精与水的混合,就相当于将1L黄豆和1L绿豆混合,混合后的总体积小于2L。
一般地,固态物质微粒间的空隙小于液态物质微粒间的空隙,液态微粒间的空隙小于气态微粒间的空隙。
2、分子
分子是构成物质的一种微粒。
如水是由大量的水分子聚集而成的,氢气是由大量的氢分子聚集而成的。
像这样由分子构成的物质还有氧气、二氧化碳、氨气等。
分子的基本性质为:
(1)分子是微小的。
(2)分子总是在不停地运动着的,且随着温度的升高,运动速度加快。
(3)分子间有空隙。
一般来说,气体分子间的空隙较大,固体、液体分子间的空隙较小。
(4)同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同。
(5)化学变化中,分子可以分解为原子,原子可以重新结合成新的分子。
[联想与启示]
联想:
电解水可以得到氧气和氢气。
氧气、氢气和水各有自己独特的性质。
为什么水不具有氧气、氢气的性质呢?
启示:
氧气是由大量的氧分子聚集而成的,氢气是由大量的氢分子聚集而成的,水是由大量的水分子聚集而成的,同种物质的分子性质相同,氢气、氧气、水由不同种分子构成,所以水不具有氢气、氧气的性质。
[注意] 由分子构成的物质,其化学性质由分子保持。
3、原子
在水电解的反应里,水分子分解成氢原子和氧原子,每2个氢原子结合成1个氢分子,每2个氧原子结合成1个氧分子(如图所示)。
许多研究表明,原子是化学变化中的最小粒子(即化学变化不能将原子分开),分子是由原子构成的。
原子和分子一样,其体积和质量非常小,也是处于永不停息的运动中,原子也是构成物质的一种粒子,许多物质是由原子直接构成的,如汞、铁等金属,稀有气体,碳、磷等非金属。
[交流与讨论]
讨论:
在水电解的过程中,发生变化的是什么?
不变的又是什么?
交流:
在水电解的过程中,发生变化的是水分子,不变的是氢原子和氧原子。
[注意]
(1)在化学变化中,原子不能再分,是“最小的粒子”,化学反应前后原子的种类和个数都没有改变。
但离开了化学变化这一条件,在其他的特殊条件下,原子可以继续分解成更小的粒子——质子、中子、电子。
(2)原子和分子的主要区别为:
在化学变化中,分子可分,原子不可分。
(3)由原子构成的物质,其化学性质由原子保持。
4、原子的构成
原子尽管很小,用化学方法不能再分,但用其他方法仍然可以再分,因为原子也有一定的构成。
原子的构成如下:
对于原子的认识,还必须知道以下内容:
(1)原子核的体积很小,其半径为原子半径的十万分之一,电子在核外一个相对很大的空间围绕原子核作高速运动。
(2)同一原子中,核内质子数等于核外电子数,一个质子带一个单位的正电荷,一个电子带一个单位的负电荷,所以原子核显正电性,而整个原子对外不显电性。
(3)不同的原子,原子核内的质子数即核电荷数不同;同种原子,核电荷数相同。
(4)中子的质量几乎与质子的质量相等,而电子的质量则相对小得多,只有质子质量的1/1836。
[注意] ①原子的大小由核外电子运动的范围决定;
②原子的质量主要集中在原子核上;
③核电荷数=质子数=核外电子数。
5、相对原子质量
原子的质量很小,一般只有10-27kg左右,这样小的数字,在使用和记忆上都会带来许多不便,为了解决这个问题,国际上规定采用相对原子质量来表示原子的质量。
即以一种碳原子的质量的1/12作为基准,其他原子的质量与这一基准的比,就为这种原子的相对原子质量(符号为Ar)。
表达式:
[注意]
(1)相对原子质量是一个比值,不是原子的实际质量;
(2)碳原子有多种,这里所说的“一种碳原子”,是指核内含有6个质子和6个中子的碳原子,其质量的1/12约为1.66×10-27kg,近似等于一个质子或一个中子的实际质量;
(3)相对原子质量近似的计算方法为:
相对原子质量=质子数+中子数。
6、相对分子质量
分子是由原子组合而成的,可以用相对分子质量来表示分子质量的大小。
相对分子质量等于构成分子的各原子的相对原子质量的总和。
相对分子质量的计算方法为:
(1)明确组成物质的分子的化学符号;
(2)查寻相应的原子的相对原子质量;
(3)根据相对分子质量等于构成分子的各原子的相对原子质量的总和进行计算。
如水(H2O)的相对分子质量为:
1×2+16=18。
7、离子
在空气中点燃盛放在燃烧匙中的钠,然后将燃烧匙迅速伸入盛有氯气的集气瓶内,会发现钠继续燃烧,同时产生大量的白烟(氯化钠固体)。
在这个反应的过程中,每个钠原子(Na)失去1个电子以后,成为带1个单位正电荷的钠原子,每个氯原子(Cl)得到1个电子后,成为带1个单位负电荷的氯原子。
这种带电的原子叫做离子。
钠原子失去一个电子后成为钠离子(Na+),氯原子得到一个电子后成为氯离子(Cl-)。
离子也是构成物质的一种微粒。
如氯化钠就是由氯离子和钠离子构成的。
在化学变化中,原子、离子、分子的转化关系为:
(1)离子的概念:
带电的原子(或原子团)叫做离子。
(2)
(3)
-返回-
同步测试
一、选择题
1、能够说明“分子间存在间隔”的事实是(A )
A.空气被压缩后体积缩小
B.1L芝麻和1L绿豆混匀后体积小于2L
C.走近花园,闻到花香
D.2LH2和O2的混合气体点燃后体积小于2L
2、下列物质中直接由原子构成的是(B )
A.氧气 B.汞
C.二氧化碳 D.水
3、一般原子的原子核(B )
A.由电子和质子构成 B.由质子和中子构成
C.由电子和中子构成 D.不能再分
4、下列关于分子和原子的叙述中,正确的是(D )
A.分子质量大,原子质量小
B.分子间有间隔,原子间无间隔
C.分子在不停地运动,原子不运动
D.在化学反应中分子可分,原子不可分
5、1993年8月,我国科学家利用超高真空扫描隧道显微镜,在一块晶体硅(Si)的表面通过探针的作用排列原子,写下了“中国”两个字,下列说法中不正确的是A )
A.上述操作中发生了化学变化
B.上述操作中只发生了物理变化
C.这两个汉字是目前世界上最小的汉字
D.这标志着我国科学已进入操纵原子的阶段
6、一个碳原子的质量是1.993×10-26kg,碳的相对原子质量为(C )
A.12g B.1/12
C.12 D.1.993×10-26/12
7、用分子的观点解释下列现象,错误的是(A )
A.热胀冷缩——分子大小随温度的变化而改变
B.花香四溢——分子不停地运动
C.食物腐败——分子发生改变
D.酒精挥发——分子间间隔变大
8、1个氢原子由1个质子和1个电子构成,不含有中子。
当1个氢原子失去1个电子后,它不会变成(D )
A.质子 B.原子核
C.阳离子 D.带负电荷的离子
9、我国的“神舟五号”载人飞船已发射成功,“嫦娥”探月工程也已正式启动。
据科学家预测,月球的土壤中吸附着数百万吨的氦-3,氦-3原子核是由1个中子和2个质子构成,氦-3原子核外电子数为( B)
A.1 B.2
C.3 D.4
10、下列叙述中,正确的是(A )
A.相对原子质量是一个比值,它的国际单位制(SI)单位为1
B.相对原子质量只是一个比值,它没有单位
C.相对原子质量就是原子的质量
D.碳的相对原子质量是12g
显示提示
提示:
4、D 题目的主旨很明显,意在说明分子与原子的本质区别。
分子和原子都是微观粒子,都可构成物质,它们都在所构成的物质中不停地作无规则的运动,且分子之间、原子之间都有一定的间隔,B、C两项绝对错误。
至于分子、原子的质量谁大谁小,就不一定了。
因为有的单个原子的质量比某些分子的质量大得多,如Fe原子的质量就比一个氢分子的质量大,所以绝对地说分子质量大原子质量小是错误的。
当然,分子的质量比构成它的其中任一个原子的质量肯定要大,如一个水分子(H2O)的质量比构成它的1个氧原子的质量就要大。
显然,分子、原子的质量谁大谁小不是它们的本质区别。
一个化学变化的过程其实就是分子破裂成原子而原子又重新组合的过程,所以说原子是化学变化中的最小粒子,分子与原子的本质区别就是:
在化学变化中分子可再分而原子却不能再分。
5、A 用探针把原子从一个地方搬到另一个地方,只是物质的形状发生了改变,没有其他物质生成,是物理变化。
二、综合题
11、根据下图,试分别从物质组成、分子构成、物质变化的角度各说出一种观点:
_____________________________________________________________;_______________________________;____________________________。
显示答案
11、答案:
水是由氢元素和氧元素组成;每个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成的;在化学反应中,分子分裂为原子,原子又重新组合成新分子。
12、一个二氧化碳分子是由两个氧原子和一个碳原子构成的。
已知氧原子的质子数为8,碳原子的质子数为6,则该分子中共有_________个原子核、_________个质子和_________个电子。
显示答案
12、答案:
3;22;22
13、在下列有关叙述后的空格里,填写有关的序号.①分子的体积很小;②分子在不断运动;③分子间有一定的间隔;④分子保持物质的化学性质.
A.湿衣服晒一段时间就干,主要是因为:
_____________.
B.蔗糖放入水中,过段时间,就消失不见了____________.
C.一滴水大约有15万亿亿个水分子,说明_____________.
D.打开酒瓶盖,室内酒香飘散________________________.
E.即便是一个硫分子也可以与氧分子发生化学反应,这说明____________.
显示答案
13、答案:
A.②
B.②③
C.①
D.②
E.④
14、某兴趣小组的同学做以下实验探究分子的运动。
请回答实验中的有关问题。
(1)实验1:
在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2~3滴酚酞试液,再向其中滴加浓氨水。
由实验1得出的结论是________________________________________________;
(2)实验2(如图甲所示):
烧杯B中的现象是________________________________;产生这一现象的原因是________________________________________________;
(3)为使实验结论准确可靠,该兴趣小组的同学设计了实验3(如图乙所示)作为对比实验。
你认为有无必要?
________________,理由是________________________________。
显示答案
14、
(1)氨水能使无色酚酞试液变红;
(2)B中的液体变为红色;浓氨水挥发出氨气,氨气溶于滴有酚酞试液的水中,形成氨水使无色酚酞试液变红;
(3)没有必要,因为实验1中将酚酞试液滴入蒸馏水中,酚酞试液不变色。
15、如图所示,烧瓶A中装的是浓盐酸,烧瓶B中装的是浓氨水,长玻璃管C中间有一张滤纸条,每隔1.5cm~2cm滴有一滴紫色石蕊试液,实验前关闭开关a、b,实验开始时打开开关a、b,看到滤纸大部分变蓝色,在玻璃管左端出现大量白烟。
请回答下列问题(提示:
HCl与NH3相遇生成NH4Cl固体产生白烟)。
(1)简述滤纸变蓝色的原因_______________________。
(2)在玻璃管左端出现大量白烟说明物质分子的运动速度与其相对分子质量有什么关系?
_______________________。
显示答案
15、答案:
(1)氨气溶于水显碱性,使紫色石蕊试液变蓝色。
(2)物质分子的运动速度与其相对分子质量成反比例的关系。
-END-
课外拓展
扫描隧道显微镜头——观察粒子的仪器
此仪器是在德国的恩斯特·鲁斯卡教授设计的电子显微镜的基础上,由瑞士的布·罗雷博士和德国的格尔德·宾尼格博士发展起来的,由于他们这方面的贡献,三人共同获得了1986年的诺贝尔物理奖。
此仪器是用加上电压的探针接近物质的表面,由于“隧道效应”而飞出电子使得探针与物质之间有电流通过。
通过仪器可以将这种电流的变化变为分子或原子的图像。
1987年12月21日我国也研制成功了新的扫描隧道效应(电子)显微镜,其分辨率达到原子级,图像的质量达到国际水平。
-END-
中考解析
例1、(长沙)洋葱被誉为“蔬菜皇后”。
切洋葱时可闻到刺激性气味,这说明( )
A.微粒在不停地运动 B.微粒体积很少
C.微粒间有间隔 D.微粒质量很小
解析:
人的嗅觉器官没有接触到洋葱却能闻到洋葱的气味,其根本原因是洋葱气味的微粒向周围运动的结果。
答案:
A
例2、(福州)压瘪的乒乓球放入热水中重新鼓起,是因为球内的气体( )
A.微粒间隔增大 B.微粒个数增多
C.微粒质量增大 D.微粒体积增大
解析:
乒乓球里的气体是由微粒构成的,乒乓球放入热水中后,气体吸收热量,微粒的运动加剧,微粒间的空隙增大,使得气体体积增大,这样瘪的乒乓球就鼓起来。
在这个过程中,微粒的个数、体积、质量都没有改变。
答案:
A
例3、(营口)下列对一些事实的解释中,错误的是( )
事实
解释
A
氢气和氧气反应生成水
分子发生改变
B
气态二氧化碳和液态二氧化碳都能灭火
同种物质的分子化学性质相同
C
过氧化氢能杀菌消毒而水不能
两种物质的分子构成不同
D
水结成冰后体积变大
分子变大
解析:
由分子构成的物质,发生化学变化的微观本质是构成物质的分子发生了变化,生成了新物质的分子;由分子构成的物质在发生状态变化时,分子不变,因而化学性质也不变,故无论是气态的二氧化碳还是液态的二氧化碳,都能灭火;不同的物质,由不同的分子构成,其化学性质不同;水结成冰后体积变大,是由于水分子间的空隙变大的缘故。
本题只有D项中的说法错误。
答案:
D
-END-
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- 第六节 构成物质的基本微粒 第六 构成 物质 基本 微粒