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第二章 微粒的模型與符號知識點
1節 模型、符號的建立與作用
一、模型
1、符號：
★常見符號：單個字母（如v、t、m、ρ、p、I、U、R）、冷鋒、暖鋒符號等、廁所符號、電源符號、交通標志符號、元素符號、分子式……
符號的作用和意義：簡單明了地表示事物；避免由于外形不同引起的混亂；避免表達的文字語言不同而引起的混亂。
2、模型：可以幫助人們認識和理解一些不能直接觀察到的或復雜的事物。
★常見模型：一幅圖、一張表、計算機圖像、復雜的對象或過程的示意圖、一個數學或科學的公式、化學方程式、一張電路圖。。。。
如：地球儀、眼球模型、水分子模型……
第2節 物質的微觀粒子模型
一、物質是有分子、原子和離子構成的。
2、分子：是構成物質，并保持物質化學性質的一種微粒。由分子構成的物質中，分子是保持物質化學性質的最小微粒。如：保持水、氧氣化學性質的最小微粒分別是水分子、氧分子。
由分子直接構成的物質：水H2O、二氧化碳CO2、氮氣N2、氫氣H2、二氧化硫SO2、一氧化碳CO、五氧化二磷P2O5、甲烷CH4、氧氣O2、蔗糖、酒精等
2、原子：是化學變化中的最小微粒。由原子構成的物質中，原子是保持物質化學性質的最小微粒。如：保持金剛石C、鐵Fe化學性質的最小微粒分別是碳原子C、鐵原子Fe。
由原子直接構成的物質：金屬單質（如：鐵Fe、鈉Na等）；稀有氣體單質（:如氦氣He、氖氣Ne、氬氣Ar等）；部分固態非金屬單質（如：碳C、磷P、硫S、硅Si等）
3、離子：帶電的原子或原子團叫離子。由離子構成的物質中，離子是保持物質化學性質的最小微粒。如：保持硫酸銅CuSO4化學性質的最小微粒是銅離子Cu2+、硫酸根離子SO42-。
失去電子——陽離子 如：鈉離子（Na+）、銅離子（Cu2+）
得到電子——陰離子 如：氯離子（Cl-）、硫酸根離子（SO42-）
由離子直接構成的物質：食鹽（氯化鈉NaCl）硫酸銅CuSO4、氫氧化鈉NaOH等
物質 分子 原子 離子
★4、分子原子比較
分 子 原 子
相異點 保持物質化學性質的一種粒子。在化學反應中分裂，重新組成新物質的分子。 化學變化中的最小粒子。在化學反應中不可再分，化學反應后沒有變成其他原子。
相似點 質甚微，體甚小，有間隙，永恒運動，同種性質相同，不同種性質不同。
相關關系 分子分裂成原子，原子組成分子（分子由原子構成），都可以構成物質。
注意 分子比構成分子本身的原子大，但不能說原子一定比分子小。
根本區別 在化學變化中是否可分
★5、化學變化和物理變化的實質
由分子構成的物質，發生物理變化時，分子本身不變，只是 分子間的距離 發生了變化，如：水變成水蒸氣時，水分子本身沒有變化，只是分子間的 間隔變大 。
發生化學變化時，分子本身發生變化，變成其他物質的分子，即生成新的物質 。如：水通直流電時，水分子發生了變化先分解為氫原子和氧原子，氫原子和氧原子再重新組合成氫分子和氧分子。
二、粒子的大小與質量
1、原子半徑一般在10-10米數量級。
2、原子質量在 10-26 千克的數量級。
3、不同種類的分子和原子，質量不同，體積也不相同。
第3節 原子結構的模型
一、原子結構模型的發展史
★1、原子結構模型的發展歷史：1803年道爾頓：實心球模型 →1897年湯姆森：“西瓜模型、棗糕模型” →1911年盧瑟福： “核式結構模型”→1913年波爾：“分層模型” →現代：“電子云模型”。
2、建立模型的思想與方法
從原子結構模型建立的過程，我們可以發現建立模型往往需要有一個不斷完善、不斷修正的過程，以使模型更接近事物的本質。
★3、盧瑟福原子模型（1911年）：行星繞太陽模型（核式結構模型）
（1）有一小部分α粒子改變了原來的運動路徑原因是α粒子與金原子核帶同種電荷相互排斥而改變了運動方向。
（2）大多數α粒子不改變原來的運動方向原因是原子內有較大的空隙。 。
（3）極少數α粒子被彈了回來原因是α粒子撞擊到了帶正電荷、質量大、體積很小的核。 。
★二、原子的內部結構
1、原子的構成：原子有帶正電荷的原子核和帶負電荷的核外電子構成。
原子是呈電中性的原因：是因為原子核帶正電荷，核外電子帶負電荷。兩者所帶的電量大小相等，電性相反，因而原子呈電中性。
★2、原子核的結構
質子（帶正電）：每一個質子帶一個單位的正電荷
原子核 夸克
原子 （帶正電） 中子（不帶電）（氫原子沒有中子）
核外電子（帶負電）：每個電子帶一個單位的負電荷
★說明：①、核電荷數 = 質子數 = 核外電子數 （原子核和核外的電子所帶的電荷總數相等，電性相反，整個原子不顯電性，即顯電中性。）
②、質子和中子又是由更小的微粒夸克構成
③、相對原子質量=質子數+中子數 （中子數不一定等于質子數；原子內可以沒有中子）
④、質子數不同，原子種類一定不同
⑤、原子的質量主要集中在原子核上。核內質子和中子的質量接近，電子質量很小，在整個原子的質量中所占的比例極小，可忽略不計。原子核所占的質量很大，但占據的體積很小。
三、構成物質的微粒——離子
（一）、核外電子的排布
1、原子結構圖：
①圓圈內的數字：表示原子核內的質子數
②+：表示原子核的電性 ③弧線：表示電子層
④弧線上的數字：表示該電子層上的電子數
核外電子排布的規律：
①第一層最多容納2個電子；②第二層最多容納8個電子；
③最外層最多容納8個電子（若第一層為最外層時，最多容納2個電子）
★3、元素最外層電子數與元素性質的關系
金屬元素：最外層電子數＜4 易失電子
非金屬元素：最外層電子數≥4 易得電子
稀有氣體元素：最外層電子數為8（He為2） 不易得失電子
最外層電子數為8（若第一層為最外層時，電子數為2）的結構叫相對穩定結構
因此元素的化學性質由原子的最外層電子數決定。當兩種原子的最外層電子數相同，則這兩種元素的化學性質相似。
（二）、離子
1、概念：帶電的原子或原子團
2、分類及形成：陽離子（由于原子失去電子而形成）帶正電
陰離子（由于原子得到電子而形成）帶負電
注意：原子在變為離子時，質子數、元素種類沒有改變；電子數、最外層電子數、元素化學性質發生了改變。
★四、原子的“孿生兄弟”---同位素
1、元素：具有相同核電荷數（即質子數）的同一類原子的總稱。元素種類由質子數決定。
注：元素只講種類，不講個數（宏觀） 原子既講種類，又講個數（微觀）
2、同位素：原子中原子核內質子數相同、中子數不相同的同類原子的統稱。如氫有氕、氘、氚三種同尾數原子。大多數元素都有同位素原子。
3、同位素的應用：核設施、化學分析、消除細菌、文物鑒定、醫學診斷等
4、同位素原子的表達： 左下角數字表示質子數，左上角數字表示相對原子質量。
第4節 組成物質的元素
一、元素的種類
1、元素的種類數量：目前人類已知的元素有110多種。
2、從宏觀角度分析，物質是由元素組成。從微觀角度分析物質是有分子，原子，離子構成的。
★二、物質的分類
1、混合物：由不同種物質組成的物質叫混合物。
純凈物：由一種物質組成的物質叫純凈物。
單質：由同種元素組成的純凈物。
有的由分子構成：氯氣Cl2 碘I2
有的由原子構成：銅Cu 鐵Fe
化合物：由不同種元素組成的純凈物。
氧化物：由兩種元素組成的，其中一種是氧元素的化合物。
★注意點：單質與化合物都是純凈物，所以概念陳述時，必須強調純凈物。若說成同種元素組成的物質，則可能是單質，也可能是混合物，如金剛石和石墨放在一起只有碳元素；若說成不同元素組成的物質，則可能是化合物，也可能是混合物。
三、元素的分布
★1、地殼中元素：O Si Al Fe
2、人體中元素：O C H
3、海水中元素：O H Al Na Mg
4、有機物中元素：C H O
5、人造元素：是通過核反應制得的。
6、放射性元素：對人體有害，但利用放射性可以檢查和治療一些疾病。
第5節 表示元素的符號
一、元素符號
★1、元素符號
①書寫規則：國際上統一采用的符號，使用該元素拉丁文的第一個大寫字母來表示。
②熟記下表中元素名稱和符號
1 H 1 2 He 4 3 Li 7 4 Be 9 5 B 11 6 C 12 7 N 14 8 O 16 9 F 19 10 Ne 20 11 Na 23 12 Mg 24 13 Al 27
14 Si 28 15 P 31 16 S 32 17 Cl 35.5 18 Ar 40 19 K 39 20 Ca 40 25 Mn 55 26 Fe 56 29 Cu 64 30 Zn 65 47 Ag 108 53 I 127
★2、元素符號的含義：既有宏觀的含義，又有微觀的意義。以N(氮)、C(碳)為例：
① 表示一種元素； 如：“N”表示氮元素，“C”表示碳元素
② 表示這種元素的1個原子； 如：“N”表示一個氮原子，“C”表示一個碳原子
③ 由原子直接構成的物質，元素符號還表示一種物質。除H、N、O、F、Cl、Br、I外，其它元素符號都可表示一種物質。 如：“C”還可以表示金剛石、石墨，“He”可以表示氦氣，“Cu”可以表示銅
★3、例1：符號Cu的意義有哪些？
宏觀）表示銅元素 ②（微觀）表示一個銅原子 ③（宏觀）表示金屬銅（這種物質）
例2：H2和2H中數字“2”含義相同嗎？
H2中2表示一個氫分子由2個氫原子構成。2H中的2表示2個氫原子。
★4、元素符號周圍數字的意義
數字位置 數字的意義 實際例子
元素符號前面 表示微粒（分子、原子或離子）的個數 2H表示2個氫原子； 2Na+表示2個鈉離子
元素符號右下角 表示每個分子（原子團）含有某原子的個數 H2中2表示一個氫分子中含有2個氫原子
元素符號右上角 表示離子所帶的電荷數 Ca2+中2表示一個鈣離子帶兩個單位正電荷
元素符號上方 表示元素的化合價 +2 CaO表示氧化鈣中鈣元素的化合價為＋2價
例1、說出下列符號表示的意義
N Na 3O O3
N：表示氮元素；表示1個氮原子
Na：表示鈉元素；表示1個鈉原子；表示金屬鈉
3O：表示3個氧原子
O3：表示一個臭氧分子由3個氧原子構成
二、元素周期表
1、110種元素科學的排列起來的表格就是元素周期表。第一張元素周期表是俄國科學家門捷列夫排列的。
★2、元素周期表的特點：
①每一橫行中元素原子電子層數相同。
②每一縱列中元素原子的最外層電子數相同。
③元素周期表是依據元素的原子結構和性質來編排的。即按元素原子的核電荷數（原子序數）有序排列。
3、元素周期表排列規律
①.7個橫行，每一橫行稱一個周期，共有7個周期。從左到右元素原子的核電荷數逐漸增加。
②.18個縱列，每縱行叫做族（8、9、10列合一族），共有16個族。同族各元素的化學性質相似。
4、元素周期表的作用：
查找：元素符號，質子數，相對原子質量。
判斷：元素單質的物理狀態，元素分類。元素是人工合成還是自然存在的；元素是金屬、非金屬還是稀有氣體。
推測：元素的性質，新的元素等等。
★ 元素的種類由原子的質子數決定。元素的性質由原子的最外層電子數決定。
第6節 表示物質的符號
一、化學式
1、化學式定義：用元素符號來表示物質組成的式子。
2、化學式書寫依據：化學式不能憑空想象。先通過實驗確定物質的組成，然后按國際通用規則書寫。一種物質只用一個化學式表示。
3、化學式書寫規則
★（一）、單質化學式的寫法
（1）氫氣、氮氣、氧氣、氟氣、氯氣、溴、碘這七種單質：在元素符號右下角加2表示。例如：氫氣：H2、氧氣：O2
（2）除上述七種以外的單質：稀有氣體、金屬和固態非金屬單質（石字旁），通常用元素符號表示。例如：氦氣：He；鐵：Fe；紅磷：P
（二）、化合物化學式的寫法
（1）先按照一定順序，寫出組成化合物的所有元素符號。
（2）再在每種元素符號右下角，寫出每個化合物分子中該元素的原子個數。
（3）直接由離子構成的化合物，其化學式常用其離子最簡單整數比表示。
元素符號順序：
一般規律：氧在右；氫在左；金屬元素在左邊；非金屬在右邊。如：二氧化碳 CO2；如：水　H2O，（CH4 、NH3除外）；如：氯化銅　CuCl2。
4、化學式的讀法
一般從右到左讀 “某化某” 或 “幾某化幾某”
如：“CuO” 讀 氧化銅 ；“P2O5” 讀作 五氧化二磷
★5、化學式的意義
宏觀上：1、表示一種物質 （宏觀） 2、表示該物質的元素組成（宏觀）
微觀上：3、表示該物質的一個分子（微觀） 4、表示該物質的分子構成 （微觀）
例如CO2表示1、二氧化碳這種物質；2、由氧元素和碳元素組成；3、表示一個二氧化碳分子；4、一個二氧化碳分子由一個碳原子和二個氧原子構成。
二、離子符號
1、表示方法：在元素符號右上角標明電性和電荷數，數字在前，符號在后。若數字為1時，可省略不寫。例如：鈉離子：Na＋。
2、離子符號表示的意義：表示一個某種離子；表示帶n個單位某種電荷的離子。例如：Fe3+ ：帶3個單位正電荷的鐵離子
3、元素符號右上角的數字的含義：表示一個離子所帶的電荷數。例如：Fe3+ ：3表示一個鐵離子帶3個單位的正電荷
4、離子中質子數與電子數的關系：
陽離子：質子數>電子數 陰離子：質子數<電子數
7、離子個數的表示方法：在離子符號前面加系數。例如：2個鈉離子：2Na＋
8、原子團：象SO42-在化學反應里作為一個整體參加，好象一個原子一樣，這樣的原子集團叫原子團。
9、必須背熟的離子符號：
K＋ 、Ca2＋ 、Na＋ 、Mg2＋ 、Zn2＋、Al3＋ 、Fe3＋ 、Fe2＋ 、Ag＋、H＋ 、NH4＋ 、Cl－ 、O2－ 、S2－ 、SO42－ 、SO32－ 、CO32－ 、HCO3－ 、NO3－ 、OH－ 、PO43－等
★指出下列式子中 “2”表示的意義：
Ca2+：一個鈣離子帶2個單位的正電荷
CO32-：一個碳酸根離子帶2個單位的負電荷
2OH-：2個氫氧根離子
H2SO4：一個硫酸分子中含有2個氫原子
三、化合價
1、化合價的概念：一種元素一定數目的原子跟其它元素一定數目的原子化合的性質，叫做這種元素的化合價。 +3 -2 +2 -2
2、化合價的表示方法：標在該元素符號正上方。如Al2O3 Mg O
3、化合價數值: 化合價有正價和負價
★4、化合價的一般規律：
（1）常見的化合物中氫總是顯 +1 價，氧總是顯 -2 價。
（2）金屬元素常顯 正價。
（3）非金屬元素跟氧化合時常顯 正 價，跟氫化合時常顯 負價。
（4）單質中元素的化合價為 0價。
（5）在化合物里，元素正負化合價的代數和為 零。
（6）有些元素在不同的化合物里常顯 不同的化合價。
（7）化合價記憶口訣：
鉀鈉銀氫正一價， 鈣鎂鋇鋅正二價， 氟氯溴碘負一價，
通常氧是負二價， 三鋁四硅五價磷， 一二銅二三鐵，
二四六硫二四碳， 單質化合價為零， 分子式成總價零。
第7節 元素符號表示的量
一、相對原子質量
國際上規定：采用相對原子質量來表示原子的質量關系。
1、相對原子質量定義：以一種碳原子質量的1/12作為標準，其它原子質量跟它相比較所得的數值，就是該種原子的相對原子質量。簡稱原子量。
★2、相對原子質量計算公式：
某原子的實際質量 某原子的實際質量x12
相對原子質量= =
C-12原子的質量x1/12 C-12原子的質量
①相對原子質量單位：1 （單位1一般不寫出）
②原子的實際質量越大，相對原子質量也越大。
★（二）相對原子質量的近似計算公式：相對原子質量= 質子數+中子數
1、質子和中子的質量大約相等，且都約等于一種碳原子的質量的1/12。
2、電子的質量很小，相對質量可以忽略，原子的質量幾乎集中在原子核上。
二、相對分子質量
1、定義：一個分子中各原子的相對原子質量總和。
2、例：求二氧化碳、硫酸的相對分子質量
已知：C—12 O—16 H—1 S—32
CO2（二氧化碳分子）的相對分子質量 = 12x1+16x2=44
H2SO4（硫酸分子）的相對分子質量 = 1x2+32x1+16x4=98
★3、化學式CO2還可以表示什么意義？
（1）表示該種物質（二氧化碳氣體）
（2）表示該物質的一個分子的構成（CO2分子由一個碳原子和二個氧原子構成）
（3）表示這種物質的組成（二氧化碳由碳元素和氧元素組成）
（4）表示該物質的一個分子（一個二氧化碳分子）
（5）表示該物質的相對分子質量（CO2相對分子質量為44 ）
★三、根據化學式的計算
1、根據化學式，計算相對分子質量。
2、根據化學式，計算組成物質的各元素的質量比。
化合物中各元素間的質量比 = 一種元素的相對原子質量×其原子總個數 : 另一元素的相對原子質量×其原子總個數。
例1：求水中氫元素和氧元素的質量比
解：水的化學式：H2O
H : O =（1×2）:（16×1）= 1 : 8
答：H2O 中氫元素和氧元素的質量比是 1∶8。
例2、某含氮的氧化物里，氮元素和氧元素的質量比為7 ：20，求氮的氧化物的化學式？
解：設含氮的氧化物為NxOy
N : O = 14x : 16y =7:20
解得 X : y = 2 : 5
答：氮的氧化物的化學式是N2O5
例3、你能算出水中氫元素的質量分數嗎？
解：水中氫元素質量分數 氫元素的相對原子質量（總）
H % =
水的相對分子質量
=2H/H2O =2X1/18 = 11.1%（或0.11)
水中氧元素的質量分數是多少？
O%= 1 － H% =1 － 11.1% = 89.9%
3、根據化學式，計算物質中某一元素的質量分數
該元素的原子個數×該元素相對原子質量
某元素的質量分數 =×100％
化合物的相對分子質量
例4：求化肥碳酸氫銨（NH4HCO3）中氮元素的質量分數。
解：NH4HCO3的相對分子質量= 14＋ 1×4＋ 1＋ 12＋ 16×3=79
N 14
N % =×100％= ----------×100％≈ 17.7%
NH4HCO3 79
答：化肥碳酸氫銨中氮元素的質量分數為 17.7%
4、純化合物里含某元素的質量=化合物的質量×化合物里某元素的質量分數
即 m元素 ＝ m物質 ×該元素的質量分數
例5、計算5噸氧化鐵中含鐵多少噸？
解：氧化鐵的化學式是Fe2O3
氧化鐵的相對分子質量是：56×2+16×3=160
氧化鐵中鐵的質量分數=2Fe/Fe2O3×100％ = 112/160×100％=70％
5噸氧化鐵中所含鐵的質量 = 5×70% = 3.5(噸)
答：5噸氧化鐵中含鐵3.5噸。
5、不純物質中，計算某一元素的質量。
元素的質量=不純物質量x該物質的質量分數x純物質中該元素的質量分數
例6：現有含氧化鐵80%的鐵礦石500噸，問最多可冶煉出鐵多少噸？
解：氧化鐵的質量 =500噸×80% =400噸
鐵元素的質量 =400噸x70％=280噸
答：含氧化鐵80%的鐵礦石500噸，最多可冶煉出鐵280噸
6、混合物中某元素的實際質量分數=純凈物中這種元素的質量分數×純度
例7、某黃鐵礦中含FeS2為72%,計算該黃鐵礦中硫元素的質量分數(B )(已知雜質不含硫元素) A.36% B.38.4% C.42.6% D.48%

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