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2LC．走近花园，闻到花香D．2LH2和O2的混合气体点燃后体积小于2L2、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．12gB．1/12C．12D．1.993×10-26/127、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．1B．2C．3D．410、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1B．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；2213、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．②B．②③C．①D．②E．④14、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