初中化学分子和原子课件

初中化学分子和原子本课件将探索化学中最基础的单位分子和原子我们将学习它们的结构、性质以及它们如何相互作用什么是分子定义特性分子是构成物质的最小微粒它分子具有特定的化学性质和物理们由两个或多个原子通过化学键性质，例如熔点、沸点和密度连接而成示例水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，二氧化碳分子由一H2O CO2个碳原子和两个氧原子组成分子的构成原子结合最小单元种类繁多分子是由两个或多个原子通过化学键结合分子是物质的最小独立单元，它们保持着自然界中存在着各种各样的分子，例如而成的稳定结构例如，水分子是由两个物质的化学性质水、二氧化碳、糖、蛋白质等氢原子和一个氧原子通过共价键结合而成原子的结构原子是构成物质的基本单位，是化学变化中的最小粒子原子由原子核和电子构成，原子核位于原子中心，包含质子和中子，电子在原子核外运动原子核的质量几乎占整个原子的全部质量，电子质量远小于质子和中子原子的化学性质主要取决于电子在核外空间的运动和排列方式原子核和电子原子核位于原子的中心，包含质子和中子质子带正电，中子不带电，两者共同构成原子核的质量电子带负电，绕原子核运动，构成原子的电子云原子核的电荷数等于质子数，也等于原子的核电荷数电子在原子核外空间的运动规律由量子力学决定，并非像行星绕太阳一样运动原子的量子态量子化概念能级跃迁原子中的电子运动遵循量子力学原理，能电子可以吸收或释放能量，在量子态之间量状态不是连续的，而是量子化的跃迁，这会导致原子发射或吸收光子这意味着电子只能占据特定的能量水平，这些能量水平被称为量子态这些跃迁过程遵循特定的选择规则，决定了哪些跃迁是可能的轨道和电子的分布123电子云能级和轨道电子排布电子云描述了电子在原子核周围运动时原子中的电子占据不同能级和轨道，这电子根据能量最低原理和泡利不相容原的概率分布，电子云密度越大，电子出些轨道具有不同的形状和空间方向，比理，按顺序填充各个轨道，每个轨道最现在该区域的概率越高如轨道是球形，轨道是哑铃形多容纳两个电子，且自旋方向相反s p化学键的形成稳定性能量稳定结构原子通过形成化学键，达到稳定状态这化学键的形成或断裂会伴随能量变化化不同的原子通过化学键连接，形成了分子意味着原子核具有最稳定且稳定的结构学反应中，能量的变化通常表现为热量的吸分子的形状和性质取决于构成它的原子以及收或释放它们之间形成的化学键离子键和共价键离子键共价键12由金属和非金属元素之间形成由非金属元素之间形成的化学的化学键，金属元素失去电子键，两个原子共同拥有电子形成带正电的阳离子，非金属对，形成共用电子对，从而达元素获得电子形成带负电的阴到稳定结构离子，通过静电吸引力结合在一起离子键的性质共价键的性质34离子键通常形成晶体，具有高共价键通常形成分子，具有较熔点、高沸点、导电性等性低熔点、较低沸点、不导电等质性质金属键和氢键金属键氢键金属原子之间共享电子，形成自由电子，这些电子在金属晶格中自氢键是一种特殊的分子间作用力，发生在具有极性共价键的分子之由移动金属键是金属特性的原因，例如延展性和导电性间，例如水氢键比范德华力更强，对水的性质有重要影响，例如高沸点和高熔点分子的形状分子的形状是由构成分子的原子之间的空间排列决定的分子的形状对物质的物理性质和化学性质有重要影响，例如熔点、沸点、溶解性、反应活性等例如，水分子是弯曲的，而二氧化碳分子是线性的不同的分子形状会导致不同的极性，影响物质的溶解性和反应活性分子间力氢键范德华力偶极-偶极力氢键是分子间作用力中最强的一种，在水等范德华力是由于分子之间的瞬时偶极矩产生偶极偶极力存在于具有永久偶极矩的极性-极性分子中起重要作用的弱相互作用，存在于所有分子之间分子之间，比范德华力更强熔点和沸点熔点物质从固态转变为液态时的温度沸点物质从液态转变为气态时的温度物质的熔点和沸点与其分子间力的强弱有关分子间力越强，熔点和沸点越高气体分子的平均动能气体分子处于不断运动状态，其平均动能与温度成正比这意味着温度越高，气体分子运动越快，平均动能也越大气体分子之间的碰撞是随机的，但它们遵循统计规律我们可以用玻耳兹曼常数和开尔文温度来计算气体分子的平均动能1/2*k*T平均动能k为玻耳兹曼常数，T为开尔文温度

1.38*10^-23J/K玻耳兹曼常数玻耳兹曼常数是一个物理常数

273.15K摄氏零度摄氏零度对应于开尔文温度

273.15K原子量和分子量化学反应中的质量守恒物质守恒化学反应前后物质的种类和质量保持不变，仅发生了物质的转化原子不变化学反应中原子不会消失或产生，而是重新组合成新的物质质量守恒化学反应前后总质量保持不变，反应物的总质量等于生成物的总质量化学反应方程式反应物和生成物1反应物在反应中被消耗生成物是反应的结果化学计量系数2表示反应物和生成物的相对数量平衡状态3反应物和生成物达到平衡状态能量变化4化学反应可能放热或吸热化学反应方程式是描述化学反应的简明符号表示，它包含了反应物、生成物、化学计量系数和反应条件等重要信息，并遵循质量守恒定律通过化学反应方程式，我们可以直观地了解化学反应的过程、反应物和生成物的数量关系以及反应的能量变化反应物和生成物反应物生成物化学反应方程式反应物是化学反应中被消耗的物质，它生成物是化学反应中由反应物转化而来化学反应方程式用化学式和化学计量系们参与化学反应并发生化学变化的新物质，它们在反应中产生数表示化学反应中反应物和生成物的物质变化反应的限制因素反应物浓度温度

11.

22.反应物浓度越高，反应速率越升高温度可以加速反应速率，快，生成物的量也越多但当但温度过高会导致反应失控一种反应物过量时，另一反应温度也是限制因素之一物会成为限制因素催化剂反应时间

33.

44.催化剂可以加速反应速率，但反应时间也影响最终生成物的催化剂并不会改变反应的平衡产量，时间越长，反应越完常数，也不影响反应物的最终全产量化学平衡可逆反应平衡常数化学反应达到平衡状态后，正反应和逆反应速率相等表示可逆反应在一定温度下，反应达到平衡状态时，生成物浓度之积与反应物浓度之积的比值反应体系中各物质的浓度保持不变平衡常数可以用来判断反应进行的方向和程度平衡常数和自由能平衡常数反映了可逆反应在特定条件下达到平衡时的反应物和生成物的相对浓度自由能衡量化学反应自发进行的可能性自由能变是反应发生时自由能的变化，它可以帮助预测反应的方向正值表示非自发反应，负值表示自发反应平衡常数与自由能变之间存在密切关系1K平衡常数ΔG自由能反应自发性0ΔG平衡状态酸碱反应酸碱中和反应酸通常具有酸味，可以使指示剂变色碱通常具有涩味，可以使指示剂变色酸和碱反应生成盐和水，是典型的中和反应值的定义pH值中性酸性碱性pH表示溶液酸碱性的指标，用值为的溶液被称为中性值小于的溶液被称为酸值大于的溶液被称为碱0pH7pH7pH7到的数值表示溶液性溶液性溶液14数值越低，溶液酸性越强例如纯净水例如柠檬汁、醋例如肥皂水、漂白剂数值越高，溶液碱性越强缓冲溶液定义组成缓冲溶液是指能够抵抗少量酸或碱的加入而保持值相对稳通常由弱酸及其盐或弱碱及其盐组成，例如醋酸和醋酸钠溶pH定的溶液液原理应用缓冲溶液通过弱酸和弱碱的平衡，以及其盐的共轭酸碱对，广泛应用于生物化学、医学和工业生产中，例如维持人体血来抵消值的变化液值稳定pH pH氧化还原反应生锈电池燃烧铁钉在潮湿环境中与氧气反应，形成氧化电池中发生化学反应，产生电流，电子转物质燃烧时，与氧气发生反应，生成氧化铁，即铁锈移，形成氧化还原反应物，释放热量，属于氧化还原反应电化学电池电化学电池是一种将化学能转化为电能的装置它利用氧化还原反应，通过电子流动的形式将化学能释放出来常见的有干电池、铅酸蓄电池等电池由正极、负极和电解质组成正极发生还原反应，负极发生氧化反应电解质提供离子通道，使电子可以在外部电路中流动，形成电流化学反应速率化学反应速率是指化学反应进行的快慢程度浓度1反应物浓度越高，反应速率越快温度2温度越高，反应速率越快催化剂3催化剂可以加速反应速率，但本身不参与反应表面积4反应物表面积越大，反应速率越快影响化学反应速率的因素有很多，包括反应物浓度、温度、催化剂、表面积等温度和反应速率温度的影响阿伦尼乌斯方程温度升高，粒子运动加剧，碰撞该方程描述了温度和反应速率之频率和有效碰撞次数增加，反应间的定量关系，并引入了活化能速率加快的概念常见例子食物在高温下更容易腐败，这是因为温度升高加速了微生物的代谢反应催化剂和反应机理催化剂反应机理催化剂可以加速化学反应，但不反应机理描述了反应发生的步参与反应本身它们通过降低活骤，包括反应物、中间体和产物化能来实现这一点的形成过程催化剂的作用催化剂通过提供新的反应路径来加速反应，降低活化能，提高反应速率活化能高山之巅火山爆发火焰燃烧活化能就像一座山峰，只有越过这座山峰，火山爆发需要足够的能量来克服地壳的阻火焰燃烧需要活化能来克服燃烧物质的稳定化学反应才能发生力，活化能也是化学反应发生所需要的能结构，引发化学反应量生活中的化学实例生活中到处都有化学物质，化学在我们的生活中扮演着重要的角色从我们吃的食物到我们穿的衣服，化学都与我们息息相关例如，我们吃的食物中含有各种营养物质，这些营养物质都是由化学元素组成的我们穿的衣服是由各种纤维制成的，这些纤维也是由化学物质组成的我们住的房子、使用的汽车、手机等，都是由化学物质制成的化学发展对社会的意义医药和健康农业和食品环境保护材料和科技化学为医药研发提供基础，提化学合成肥料和农药，提高粮化学方法可以处理污染物，改化学合成新材料，推动科技进升医疗水平，延长人类寿命食产量，保障人类食物供应善环境质量，促进可持续发步，改善生活质量展。