1,物質的成分、性質和分類
所有物質都是由元素組成的。微觀上,分子、原子、離子是構成物質的最基本粒子。分子可以獨立存在。它是壹種保持物質化學性質的粒子。由分子組成的物質,如單質、稀有氣體、非金屬氫化物、氧化物、含氧酸和大部分有機物,都屬於分子晶體。原子是化學變化中最小的粒子。在化學反應中,原子重組形成新的物質。原子可以結合形成分子,如分子、分子,也可以直接形成晶體,如金剛石晶體、Si晶體、晶體。金屬晶體也可以看作是由金屬原子組成的物質。其實金屬陽離子和自由電子是通過金屬鍵結合的,金屬單質屬於金屬晶體。離子是帶電的原子或原子團,由陰離子和陽離子組成,屬於離子晶體。大多數鹽、強堿和活性金屬氧化物都屬於離子晶體。
物質按其成分和性質可分為純物質和混合物。混合物是不同物質分子的混合物,沒有固定的成分和熔點,如空氣、溶液、汽油、玻璃等。這裏需要註意的是,同素異形體的混合物稱為混合物,比如金剛石和石墨。同樣,氣體與也是混合物。另外,聚合物由於分子的聚合度不同,沒有固定的熔點,也算是混合物。純物質是指組成和熔點固定的同類分子。特別重要的是要註意結晶水合物是純的。此外,自然界中存在的壹些礦物質和物質往往並不純凈。這時候就要求我們掌握它的主要成分,比如黃鐵礦和菱鎂礦的主要成分。根據元素的種類,純物質可以細分為單質和化合物。單質是指由相同元素組成的純物質,細分為金屬、非金屬和稀有氣體。單質金屬是固體,只是在室溫下會變成液體。它們具有金屬光澤、導電性、導熱性和延展性,並在化學反應中表現出還原性。只有非金屬元素是液體,其他的是氣體或固體。金剛石、晶體矽、晶體硼屬於原子晶體,石墨屬於混晶,其余多為分子晶體。與金屬單質相比,非金屬單質通常沒有金屬光澤,導電性和導熱性差。在化學反應中,象等。常表現為氧化,而C等。經常表現為減少。稀有氣體因其特殊的結構而被歸為壹族。它們都是單原子分子,因為它們最外層的電子構型已經達到了穩定的結構。化合物是指由兩種或兩種以上元素組成的純物質,可分為無機化合物和有機化合物。無機化合物可分為酸、堿、鹽和氧化物。其中,酸是指在水溶液中電離產生的所有陽離子都是新的化合物。酸的分類方法有很多種:①按組成元素分為含氧酸(如)和不含氧酸(如);②按能電離的數量,可分為壹元酸()、二元酸(如)和多元酸(如);③根據酸度的強弱,可分為強酸(中學掌握的強酸)和弱酸(等。);④按有無氧化性可分為氧化性酸(如)和非氧化性酸(如);⑤按沸點可分為高沸點酸(如)和低沸點酸(如)。所有的酸都應該具有酸的共性:①使指示劑變色;(2)與活性金屬反應生成鹽和;③與堿的中和反應;(4)與堿性氧化物反應生成鹽和水;⑤與鹽的復分解反應。這裏要註意的是,水溶液中的酸性物質不壹定都是酸,比如強酸的酸式鹽,或者水解呈酸性的強酸的弱堿鹽。需要強調的是,所有離子化的陽離子都是。堿是指水溶液中離子化的所有陽離子都是化合物的化合物,中學常用的可溶性強堿有:。是常用的弱堿。堿的共性是:①使指示劑變色;②與酸的中和反應;(3)與酸性氧化物反應生成鹽和水;(4)與鹽的復分解反應(堿和鹽的復分解反應要求所有反應物都是可溶的,產物中至少有壹種是沈澱、氣體或弱電解質)。鹽是酸堿中和的產物,大多數鹽屬於強電解質。鹽的溶解度差別很大。鉀鹽、鈉鹽、硝酸鹽、醋酸鹽和銨鹽大多溶於水,而碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物和亞硫酸鹽大多不溶於水。根據鹽的成分,可分為正常鹽、酸性鹽、堿性鹽和復鹽。正常鹽是指酸和堿完全中和的產物,酸式鹽是指酸中的氫中和的產物,如;堿式鹽是指在堿中部分中和的產物,如;復鹽是指由多種陽離子和壹種酸根離子組成的鹽,如。壹部分鹽能與金屬反應,另外,鹽能與酸反應,鹽能與堿反應。氧化物指的是兩種元素,其中壹種是氧。氧化物可細分為酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物。非鹽氧化物和過氧化物。酸性氧化物是指與堿反應生成鹽和水的氧化性氣體,如;酸性氧化物大多是非金屬氧化物,也可以是金屬氧化物,如,等。酸性氧化物中元素的價態必須與相應的酸和鹽中的壹致。例如,酸性氧化物是指與酸反應生成鹽和水的氧化物。比如。堿性氧化物必須是金屬氧化物。兩性氧化物是指能與酸和堿反應生成鹽和水的氧化物,如。另外,還有壹些種類的氧化物不能與酸堿反應生成鹽和水,或者沒有相應的酸、堿或鹽的價態,稱為非鹽氧化物,如NO等。還有叫做過氧化物的東西。
以上是無機化合物的主要類型。有機化合物可分為烴類和烴類衍生物兩大類,每壹類又根據不同的結構特征和官能團細分為不同類型的物質。當談到有機物時,將詳細回顧這壹部分。
2.化學術語
化學術語包括三個方面:(1)代表組成壹種物質的粒子的化學術語;(2)用來表示物質宏觀組成的化學術語;(3)表示物質變化的化學術語。區別如下:
(1)用來表示粒子組成的化學術語有元素符號、原子結構圖、離子結構圖、原子電子型、離子電子型、離子符號等等。
(2)用來表示物質宏觀組成的化學術語有化學式(用元素符號表示物質組成的公式是分子晶體的分子式)、最簡公式(用元素符號表示其組成元素原子的最簡整數比的公式)、結構式(用短線表示電子對的* * *的公式)、結構式(結構式的縮寫)電子公式(在元素符號周圍,用小黑點表示最外層電子的得失)。
(3)用來表示物質變化的化學術語有電離方程式(強電解質用“=”強調,弱電解質用“”)和化學方程式(註意平衡,生成沈澱時註“↑”或“↓”)。熱化學方程式(必須註明每種物質的狀態,反應放出或吸收的熱量與方程式的系數成正比),離子方程式(只有可溶性強電解質才能以離子的形式存在並參與反應,其余物質要用化學式表示,需要註意的是方程式兩邊的電荷要相等), 以及電極反應方程式(註意氧化反應發生在原電池的陰極和電解槽的陽極,還原反應發生在原電池的陰極和電解槽)。
3、常用於化學測量
化學中常用的計量是指圍繞物質的量的計算。物質的量是國際單位制中七個基本物理量之壹。它代表壹種物質所包含的粒子數,單位是摩爾。可以與粒子數、物質的質量、標準溫壓下氣體的體積、溶液的濃度進行換算,在高中化學計算中起到橋梁作用。關於氣體的問題經常應用於阿伏伽德羅定律及其推論。在相同的溫度和壓力下,任何體積相同的氣體都有相同的分子數。如果我們延伸壹下,氣體的體積比等於它們在相同溫度和壓力下的物質之比。因為氣體的體積是由分子的數量和分子間的距離決定的,所以在相同的溫度和壓力下,分子間的距離是相等的。
4.化學反應的基本類型
在討論化學反應的基本類型之前,我們首先要搞清楚什麽是物理變化,什麽是化學變化。這兩種變化的本質區別在於是否產生新的物質。化學變化的微觀理解是指化學反應前後原子的種類和數量沒有變化,只是原子之間的結合方式發生了變化,如同素異形體之間的轉化,結晶水合物和無水鹽之間的轉化等。都屬於化學變化。化學反應的基本類型可以分為化合反應。分解反應、置換反應、復分解反應。
化合反應是指兩種或兩種以上物質形成壹種物質的反應,其中有些屬於氧化還原反應,有些屬於非氧化還原反應。
分解反應是指壹種物質分解生成兩種或兩種以上其他物質的反應。簡單物質的分解反應是氧化還原反應,有些分解反應屬於非氧化還原反應。
置換反應是指壹種單質和壹種化合物形成另壹種單質和另壹種化合物的反應。置換反應都是氧化還原反應。
復分解反應是指兩種化合物相互反應形成另外兩種化合物的反應。發生復分解反應的條件是:產生氣體、沈澱或難以電離的物質。這裏的復分解反應主要是指離子交換反應,不是氧化還原反應。
微觀上,化學反應還可以分為氧化還原反應和離子反應。有電子轉移的反應是氧化還原反應,以元素的化合價變化為特征。獲得電子的物質是氧化劑,它在氧化,發生還原反應;失去電子的物質是還原劑,它是可還原的,發生氧化反應。常見的氧化劑及其還原產物有
等等。常見的還原劑及其氧化產物有
等等。從化合價來看,正價最高的元素只能表現為氧化態,負價最低的元素只能表現為還原態。物質之間的反應遵循以下規則:
強氧化劑+強還原劑→弱還原劑+弱氧化劑
還原產物(氧化產物)
在氧化還原反應中,遵循電子守恒原理,即氧化劑獲得的電子總數=還原劑失去的電子總數。
離子反應是指離子參與的化學反應。離子反應包括兩類:①復分解反應,需要滿足復分解反應的條件,壹般在離子濃度遞減的方向進行;(2)氧化還原反應,強氧化劑與強還原劑反應。生成弱氧化劑和弱還原劑。
5.解決辦法
根據分散體系粒徑的不同,分散體系可分為濁夜、膠體和溶液。溶液中粒子的直徑小於。
解決方案主要涉及以下概念。
(1)溶解度:
在壹定溫度下,壹種物質在100g溶劑中達到飽和時溶解的克數。溶解度受溫度影響,單位為克。對於飽和溶液,存在以下關系:
飽和溶液不壹定是濃溶液,比如溶液。即使飽和,濃度也很小。不飽和溶液不壹定是稀溶液,比如溶液,即使濃度很大,也還是不飽和的。每種物質的溶解度隨著溫度的變化而變化,這裏我們重點介紹三種物質:
①溶解度隨溫度升高而迅速增加;②溶解度基本不受溫度影響。
③溶解度隨著溫度的升高而降低。
(2)溶液的質量分數——以100g溶液中所含溶質的質量表示的濃度。
(3)溶液中物質的量濃度——1L溶液中所含溶質的量。
三者之間的相互轉化(對於飽和溶液)
6.材料結構
物質結構包括原子結構。化學鍵和晶體。
(1)原子結構——原子由帶正電荷的原子核和帶負電荷的核外電子組成。原子核的正電荷等於原子核外電子的負電荷,所以整個分子是電中性的。原子核由質子和中子組成。質子帶壹個單位的正電荷,中子不帶電荷。原子核電荷數=質子數=核外電子數=原子序數。質子數和中子數之和就是質量數,質子數寫在元素符號的左下角。質量數寫在元素符號的左上角。質子數相同但中子數不同的原子是彼此的同位素。同位素是微觀概念,適用於原子。同位素原子的化學性質幾乎相同。另外,自然界中同壹元素的各種同位素的含量是不變的。我們需要知道的是,H元素有三種同位素:IH,,,C有三種同位素:,,Cl有兩種同位素。因為有些元素有多個同位素原子。因此,元素的種類必須小於原子的種類。元素的原子量被定義為原子質量的標準,其他原子的質量與它的比值就是核原子的相對原子質量,簡稱原子質量。這樣得到的其實是壹個同位素的原子量。如果壹個元素有多個同位素原子,那麽就要分別計算每個同位素的原子量,然後把自然界中這個同位素原子的原子量百分比相乘,再加起來,就可以計算出該元素的原子量。同位素的質量數稱為這種原子的近似原子量。如果將壹種同位素的近似原子量乘以這種同位素原子在自然界中的物質百分比,再相加,就得到這種元素的近似原子量。
原子核外的電子能量不同,按照能量從低到高的順序分別放電到靠近核電的空間。每個電子層所含電子數最多為2,最外層不超過8個電子,第二外層不超過18,倒數第二層不超過32。
(2)化學鍵
化學鍵是指兩個或兩個以上相鄰原子之間的強相互作用。
它的主要類型是離子鍵和* * *價鍵。(3)水晶
通過結晶過程形成的具有規則幾何形狀的固體稱為晶體。晶體根據粒子間相互作用的不同分為離子晶體、分子晶體和原子晶體。
離子晶體是由陰離子和陽離子通過離子鍵結合而成,熔點高,硬度高。要求掌握晶體的空間結構圖。妳要知道離子晶體是沒有單個分子的,所以它的化學式其實是成比例的。
分子晶體由範德華力結合的分子組成,熔點低,硬度低。對於結構相似的分子晶體,分子量越高,熔點越高。比如有機化合物中同系物的熔點隨著原子數的增加而增加,簡單的鹵素在室溫下從氣體逐漸過渡到固體。分子晶體的物理性質主要受範德華力的影響。當狀態改變時,只有範德華力被破壞,而分子中原子間的價鍵不受影響。壹般來說,當化學反應發生時,價鍵被破壞。比如水凝結成冰或者揮發成氣體,只是分子間距離發生變化,H-O鍵沒有斷裂。此外,稀有氣體也屬於分子晶體,但由於其特殊的結構,原子之間不形成化學鍵。
原子晶體是原子直接通過價鍵形成的晶體。它的熔點很高,硬度也很高。中學的原子晶體主要有金剛石、晶體矽、二氧化矽。金剛石和晶體矽的空間結構相似,但金剛石中C-C鍵的鍵能大於晶體矽中的~鍵。熔點更高,硬度更高。這兩種晶體都是空間網絡結構,每個原子與四個原子成鍵,鍵角為:晶體中,1原子與四個O原子成鍵,1原子與兩個O原子成鍵。也形成了空間網絡結構,二氧化矽晶體中沒有單個分子,也是比例而不是分子式。
7.周期律和元素周期表
元素周期表是周期律的表現形式。將電子層數相同的元素按原子序數增加的順序從左到右排成壹行,稱為壹個循環;最外層電子數相同的元素,按照電子層數增加的順序,從上到下排成縱行,稱為壹族。* * *在周期表中有七個周期,前三個是短周期,第四、五、六個是長周期,第七個周期不完整。每個周期的元素個數依次為2,8,8,18,18,32,元素所處的周期數等於元素核外的電子層數。* * *在元素周期表中有18列,包括7個主族,7個次族,壹個VIII族,壹個O族。主族元素的族數等於該元素最外層的電子數。元素周期表的結構可以簡單概括為:七個主周期,七個輔周期,VIII族,O族,鑭錒系。
元素原子的結構與其性質和在周期表中的位置密切相關。壹個原子的電子層數和最外層電子數分別決定了它處於哪個周期和哪個主族。主族元素數=元素最高價=最外層電子數。同壹周期的元素,電子層數相同,核電荷增加,所以外層電子的吸引力增加。所以同壹時期從左到右,金屬性降低,非金屬性增加;就物質及其化合物的性質而言,①最高價氧化物對應的水合物堿性減弱,酸性增強;②非金屬氫化物的穩定性增強,還原性減弱。對於同壹個主族的元素,最外層電子數相同,電子層數增加,那麽檢查外層電子的吸引力逐漸減弱,所以獲得電子的能力減弱,失去電子的能力逐漸增強。所以在同壹個主族中,從上到下,元素的非金屬性減弱,而金屬性增強,說明最高價氧化物對應的水合物酸性減弱,堿性增強,金屬與水或酸的反應越來越劇烈。最非金屬的元素是周期表右上角的氟,但氟沒有正化合價。金屬含量最高的元素在周期表的左下角。
還有答辯人補充2009-12-27 15:24電解質非電解質這是基於電解質的概念,是指在水溶液或熔融狀態下能導電的化合物。酒精不是化合物,而是有機物。
判斷壹種化合物是否是電解質,不僅要看它在水溶液中是否導電,還需要進壹步考察它的晶體結構和化學鍵的性質。比如判斷硫酸鋇、碳酸鈣、氫氧化鐵是不是電解質。硫酸鋇不溶於水(20℃時在水中的溶解度為2.4×10-4 g),溶液中的離子濃度很小,因此其水溶液不導電,似乎是非電解質。但溶於水的小部分硫酸鋇幾乎完全電離(20℃時硫酸鋇飽和溶液的電離度為97.5%)。因此,硫酸鋇是壹種電解質。碳酸鈣和硫酸鋇也有類似情況,也是電解質。從結構上看,其他難溶鹽,只要是離子化合物或強極性化合價化合物,即使不溶也是電解質。
氫氧化鐵的情況更復雜。Fe3+與OH-的化學鍵具有* *價性質,溶解度小於硫酸鋇(20℃時在水中的溶解度為9.8× 10-5 g)。而落入水中的部分,壹小部分可能會形成膠體,剩下的也可以電離成離子。但是氫氧化鐵也是壹種電解質。
判斷氧化物是不是電解質,也要具體分析。非金屬氧化物,如SO2、SO3、P2O5、CO2等。,是* * *價化合物,在液態下不導電,所以不是電解質。有些氧化物不是電解質,盡管它們在水溶液中可以導電。因為這些氧化物與水反應生成新的導電物質,在溶液中導電的不是原來的氧化物。比如SO2本身不能電離,但是它和水反應生成亞硫酸,就是電解質。金屬氧化物,如Na2O、MgO、CaO、Al2O3等,是離子化合物,在熔融狀態下能導電,所以是電解質。
可以看出,電解質包括離子或強極性化合價化合物;非電解質包括弱極性或非極性化合價化合物。電解質水溶液可以導電,因為電解質可以離解成離子。物質在水中能否電離是由其結構決定的。所以用物質結構區分電解質和非電解質才是問題的本質。
此外,壹些導電物質,如銅和鋁,不是電解質。因為它們不是導電化合物,只是簡單物質,不符合電解質的定義。