探索物质基本单位：分子、原子、离子课件

探索物质基本单位分子、原子、离子欢迎来到探索物质基本单位课程在这个精彩的科学之旅中，我们将深入研究构成万物的基本单位分子、原子和离子通过本课程，——您将了解这些微观粒子的基本特性、它们之间的关系以及它们如何共同构建了我们所熟知的物质世界无论是构成我们身体的分子，还是星辰中核聚变的原子，或是电池DNA中流动的离子，这些微观粒子都在我们的日常生活和科技发展中扮演着至关重要的角色让我们一起踏上这段微观世界的探索之旅！课程概述了解物质的基本构成单探索原子、分子和离子位的特性探索构成万物的微观粒深入研究这些微观粒子的子，了解它们如何组成我基本性质，包括它们的结们身边的一切物质通过构、形成过程以及各自独原子、分子和离子的视特的物理化学特性理解角，重新认识我们所生活它们如何决定物质的宏观的世界性质学习它们之间的关系和区别分析原子、分子和离子之间的转化关系和本质区别，掌握它们在化学反应和自然现象中的不同角色和作用机制第一部分原子组成物质的基本单内部复杂结构元素特性的决定因位素虽然微小，原子内部原子是构成一切物质原子的种类决定了元却有着复杂的结构，的最基本粒子，也是素的特性，不同原子包括带正电的原子核参与化学反应的最小的排列组合则构成了和围绕其运动的电子单位它保持了元素宇宙间的各种物质，云，这种结构决定了的基本化学性质，是从最简单的氢气到最元素的化学性质理解物质世界的基复杂的生物大分子础原子的定义化学变化中的最小粒子原子是在化学反应中不能再被分割的最小粒子尽管原子内部含有更小的亚原子粒子（如质子、中子和电子），但在一般的化学反应中，这些亚原子粒子不会分离或改变当物质发生化学变化时，实际上是原子之间的重新排列和组合，而原子本身保持完整保持元素基本化学性质的最小单位每种元素都有其特定类型的原子，这些原子具有独特的结构和性质，决定了该元素的化学行为例如，氢原子具有一个质子和一个电子，这使得氢具有特定的化学性质一个元素的原子分裂成更小的粒子后，就不再保持该元素的特性这是原子作为元素基本单位的本质特征原子的发现古希腊时期公元前世纪，古希腊哲学家德谟克利特首次提出原子概念，认为5物质由不可分割的微小粒子组成这一思想纯属哲学猜想，没有实验依据，但奠定了原子理论的思想基础科学实验阶段世纪末，拉瓦锡等科学家通过大量实验，发现了质量守恒定律和定18比定律，为原子理论提供了实验基础这些发现表明物质可能由固定比例的微小粒子组成道尔顿原子理论年，英国科学家约翰道尔顿在前人实验基础上，提出了系统的原1808·子理论，指出不同元素由不同种类的原子组成，同种元素的原子完全相同这标志着现代原子理论的诞生原子的结构原子核电子云位于原子中心，由质子和中子组围绕原子核高速运动的电子形成的成，集中了原子以上的质量区域，决定了原子的化学性质

99.9%核外电子能级分布价电子位于最外层，是参与化学键电子在原子中按不同能级分布，能形成的关键电子级之间存在能量差原子的这种结构模型解释了元素的许多性质，包括原子大小、电离能、化学活性等原子核的组成决定了原子的质量和元素类型，而电子云的排布则决定了原子的化学性质和反应能力原子核质子中子原子质量质子是带正电荷的基本粒子，电荷量中子是不带电荷的基本粒子，电性为原子核集中了原子几乎全部的质量，为⁻库仑每个质子的质量中性中子的质量略大于质子，约为约占原子总质量的以上原子+

1.602×10¹⁹

99.9%约为⁻千克，约为电子质量⁻千克质量主要由质子数和中子数决定

1.673×10²⁷

1.675×10²⁷的倍1836中子与质子一起构成原子核，增加原原子核中的质子数决定了元素的种子核的稳定性同一元素可以有不同由于电子质量极小，在计算原子质量类，也称为原子序数例如，氢原子数量的中子，形成同位素中子数与时通常可以忽略不计原子质量单位核含个质子，氦原子核含个质子，质子数之比对原子核的稳定性有重要通常使用统一原子质量单位，12u以此类推影响⁻千克1u≈

1.66×10²⁷电子电荷特性带有单位的基本电荷-1运动方式在原子核周围形成电子云区域化学性质决定原子的化学反应活性和键合能力电子是构成原子的基本粒子之一，质量极小，仅为⁻千克，约为质子质量的尽管质量微小，但电子在决定原子的化学

9.109×10³¹1/1836性质方面起着决定性作用电子在原子中的分布遵循量子力学原理，可以用电子云模型描述原子的外层电子（尤其是最外层的价电子）参与化学反应，决定了元素的化学活性不同元素具有不同的电子排布，这导致了元素周期表中元素性质的周期性变化规律了解电子的特性和排布，是理解化学键形成和化学反应本质的基础原子序数定义原子序数是指原子核中质子的数量，用符号Z表示每种元素都有独特的原子序数，它是区分不同元素的根本标志元素特征原子序数决定了元素的化学性质和在周期表中的位置例如，氢的原子序数为1，氦为2，锂为3，依此类推电子数关联在中性原子中，电子数等于质子数，即等于原子序数这保证了原子的电中性离子则因得失电子而带电周期表排序现代元素周期表正是按照原子序数递增的顺序排列元素的，这反映了元素性质的周期性变化规律质量数质量数的定义质量数与原子质量质量数是指原子核中质子数与中子数质量数虽然接近于原子的相对原子质的总和，用符号A表示质量数是表量，但两者并不完全相等原子质量示原子质量的一个近似整数，它反映还考虑了同位素的自然丰度和核结合了原子核的总质量能等因素例如，碳-12的质量数为12，表示其原在表示某一特定核素时，质量数通常子核中有6个质子和6个中子；氧-16的写在元素符号的左上角，如¹²C表示质质量数为16，表示其原子核中有8个量数为12的碳原子，即碳-12质子和8个中子质量数的应用质量数在核化学和同位素研究中有重要应用不同质量数的同一元素同位素，可能具有不同的半衰期、核稳定性和应用领域例如，碳-14（¹⁴C）用于考古学中的放射性测年，而碳-12（¹²C）则是测量原子质量的标准参考物同位素同位素的定义常见同位素例子同位素的应用同位素是指原子核中含有相同数量质氢元素有三种自然存在的同位素氢稳定同位素常用于追踪生物学和地质子但不同数量中子的原子因为质子（普通氢，无中子）、氢（氘，学过程，如使用氧同位素研究古气候-1-2数相同，所以它们属于同一元素；但含个中子）和氢（氚，含个中变化放射性同位素则广泛应用于医1-32由于中子数不同，导致它们的质量数子，具有放射性）学诊断和治疗、考古测年、工业无损不同检测等领域碳元素主要有碳（个中子）和碳-126-同位素拥有相似的化学性质，但可能（个中子）两种稳定同位素，以例如，锝用于医学成像，铀137-99m-235具有不同的物理性质和核性质，特别及放射性同位素碳（个中子），用于核能发电，碳用于测定生物样-148-14是在稳定性和放射性方面后者广泛用于考古测年品年代同位素技术已成为现代科学研究的重要工具元素周期表118已知元素数量目前已发现或合成的元素总数94自然存在元素地球上自然存在的元素数量7周期数元素周期表的横行数量18族数元素周期表的纵列数量元素周期表是按照原子序数排列的元素分类系统，由俄国科学家门捷列夫于1869年首次提出周期表横行称为周期，纵列称为族同一周期的元素，其最外层电子层相同；同一族的元素，其最外层电子数相同，因此化学性质相似周期表直观地展示了元素性质的周期性变化规律，如原子半径、电离能、电负性等它不仅是化学研究的基础工具，也是预测未知元素性质的重要依据现代周期表已成为化学教育和研究不可或缺的工具原子模型的演变道尔顿实心球模型（1803年）约翰·道尔顿提出原子是不可分割的实心小球，不同元素的原子有不同的质量和性质这一模型解释了质量守恒定律和定比定律，但无法解释原子的内部结构汤姆逊葡萄干布丁模型（1897年）约瑟夫·汤姆逊在发现电子后提出，原子是由均匀分布的正电荷布丁中嵌入带负电的电子葡萄干组成这一模型首次揭示了原子的内部结构卢瑟福核式模型（1911年）欧内斯特·卢瑟福通过α粒子散射实验发现，原子由中心的小而密集的正电荷原子核和围绕其运动的电子组成，类似太阳系结构这一发现彻底改变玻尔轨道模型（1913年）了人们对原子结构的认识尼尔斯·玻尔结合量子论提出，电子在原子中只能在特定的能级轨道上运动，不能存在于轨道之间电子跃迁时会吸收或释放特定能量的光子这一模型成功解释了氢原子光谱现代原子模型量子力学模型由薛定谔、海森堡等科学家在世纪年代建立，是目前最准确的原子模型2020电子云概念电子不再被视为围绕核运动的实体粒子，而是以概率云的形式存在原子轨道理论电子分布在不同能量的轨道中，由四个量子数描述其状态现代量子力学原子模型彻底摒弃了经典物理学中粒子必须有确定位置和速度的观念，引入了不确定性原理和概率波函数的概念在这一模型中，电子的位置只能以概率分布的形式描述，形成所谓的电子云量子力学模型成功解释了多电子原子的光谱和化学键的形成，为现代化学和物理学奠定了理论基础尽管这一模型在数学上较为复杂，且违背直觉，但它提供了目前为止最准确的原子结构描述，被实验结果反复验证第二部分分子原子的结合体稳定的化学单位物质性质的决定者分子是由两个或多个分子通过共价键、离分子的结构、组成和原子通过化学键结合子键等化学键的形成排列方式决定了物质而成的粒子，是许多达到稳定状态这些的物理和化学性质物质的基本构成单化学键的形成和断裂了解分子结构是理解位从简单的氢气分构成了化学反应的本物质性质和发展新材子到复杂的蛋白质分质，也是生命活动的料的关键子，它们都遵循相同基础的化学键合原理分子的定义分子的基本概念分子的稳定性分子是由两个或多个原子通过化学键分子形成的本质是原子通过化学键达结合形成的粒子，是许多化合物的基到更稳定的电子构型原子通过共享本构成单位分子可以由相同种类的电子，使价电子层趋向惰性气体的稳原子组成（如O₂、N₂），也可以由不同定电子排布（通常是8个电子的满壳层种类的原子组成（如H₂O、CO₂）构型）分子内的原子通过共享电子对（形成这种稳定性使分子能够作为一个整体共价键）紧密结合在一起，整体上表存在，并在物理和化学变化中保持其现为一个相对独立的粒子特性，除非化学键被破坏分子与物质性质分子是保持物质化学性质的最小粒子一个分子包含了该物质的全部化学信息，决定了其在化学反应中的行为特征例如，一个水分子（H₂O）具有水的所有化学特性，而单个氢原子或氧原子则表现出完全不同的性质分子的大小、形状和极性等特征直接影响物质的物理和化学性质分子的形成共价键原理电子共享机制配位共价键共价键是分子形成的主要方式，它通根据参与共享的电子对来源，共价键除了普通共价键外，还存在一种特殊过原子间共享电子对而形成当两个可分为非极性共价键和极性共价键类型的共价键配位共价键在这种——原子靠近时，它们的价电子轨道重在非极性共价键中（如、），参与键中，共享的电子对完全由一个原子H₂O₂叠，形成共享的电子对，从而降低系键合的原子对电子对的吸引力基本相（称为供体）提供，另一个原子（称统的总能量，达到更稳定的状态等，电子对均匀分布为受体）只提供空轨道共价键的形成遵循八电子规则（又而在极性共价键中（如、），由配位共价键在许多重要的生物分子和H₂O HCl称满壳层规则），即原子通过形成于原子电负性的差异，电子对偏向电配合物中起关键作用，如血红蛋白中化学键，使其价电子层趋向于具有个负性更大的原子，形成分子内的电荷铁与氧的结合就是通过配位键实现8电子的稳定构型（氢和氦除外，它们分布不均，产生偶极矩，影响分子的的尽管形成机制不同，一旦形成，趋向于个电子的构型）物理和化学性质配位键与普通共价键在性质上没有显2著区别分子式结构式概念定义结构式是表示分子中原子排列方式的化学式，它不仅显示原子的种类和数量，还显示原子之间的连接方式和化学键类型键的表示在结构式中，单键通常用一条直线（-）表示，双键用两条平行线（=）表示，三键用三条平行线（≡）表示这些表示方法直观地反映了原子间共享的电子对数量结构信息结构式提供了比分子式更丰富的信息，能够区分同分异构体例如，乙醇（CH₃CH₂OH）和二甲醚（CH₃OCH₃）具有相同的分子式C₂H₆O，但结构式清楚地显示它们的原子连接方式不同应用价值结构式是理解和预测分子性质的重要工具通过分析分子的结构，科学家可以预测其物理性质（如沸点、溶解性）和化学反应活性，为新材料和药物的设计提供指导分子的类型双原子分子单原子分子由两个原子组成的分子常见的有氢气由单个原子构成的分子，主要是惰性气、氮气、氧气、氯气、溴H₂N₂O₂Cl₂体元素（）这些气He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn气、碘气、一氧化碳、氯化氢Br₂I₂CO体元素的原子外层电子已达到稳定构2等其中，由同种元素原子组成的HCl型，不易与其他原子形成化学键，因此称为同核双原子分子，由不同元素原子以单原子分子形式存在组成的称为异核双原子分子多原子分子三原子分子由四个或更多原子组成的分子，如甲烷由三个原子组成的分子，如水、二43H₂O、氨、葡萄糖、蛋白质CH₄NH₃C₆H₁₂O₆氧化碳、臭氧等这类分子开始CO₂O₃等这类分子结构更加复杂，可能具有展现出更复杂的空间构型，如水分子呈V链状、环状或网状结构，在生物体中扮形，二氧化碳分子则呈直线形演着至关重要的角色分子间作用力氢键最强的分子间作用力，关键于生物大分子结构1偶极偶极作用-2极性分子之间的静电吸引力范德华力普遍存在于所有分子之间的微弱吸引力分子间作用力是指分子之间的相互吸引或排斥力，它们决定了物质的许多物理性质，如沸点、熔点、溶解性等氢键是一种特殊的强偶极作用，存在于氢原子与强电负性原子（如氧、氮、氟）之间，它在水的特殊性质和生物大分子（如、蛋白质）的结构稳定性中起着关键DNA作用偶极偶极作用发生在极性分子之间，由分子的永久偶极矩产生范德华力则是由电子云瞬时波动引起的，虽然单个力很弱，但大分子间的-累积效应可能很显著理解这些分子间力对解释和预测物质的宏观性质至关重要，也是分子设计和材料科学的基础极性分子与非极性分子极性分子非极性分子极性分子中的电荷分布不均匀，形成分子偶极矩这是由非极性分子中的电荷分布均匀，分子偶极矩接近于零这于分子中含有极性键（电负性差异大的原子间形成的可能是因为分子中的原子电负性相似，或者极性键的取向键），且这些键的矢量和不为零使偶极矩相互抵消水分子（）是典型的极性分子由于氧原子比氢原子的甲烷（）是典型的非极性分子虽然键有微弱的极H₂O CH₄C-H电负性更强，氧原子一侧带部分负电荷，氢原子一侧带部性，但由于甲烷分子的四面体对称结构，各键的偶极矩相分正电荷，加上分子的弯曲结构，使得水分子具有显著的互抵消，整个分子呈现非极性偶极矩其他非极性分子例子氢气（）、氮气（）、二氧•H₂N₂其他极性分子例子氨（）、氯化氢（）、乙醇化碳（）、苯（）•NH₃HCl CO₂C₆H₆（）C₂H₅OH特点相对较低的沸点和熔点；能溶解其他非极性物•特点较高的沸点和熔点；能溶解其他极性物质；在电质；在电场中不受影响•场中会定向排列分子的空间构型线型构型平面三角形四面体构型如二氧化碳（）分子，所有原子排列如三氟化硼（）分子，中心原子周围如甲烷（）分子，中心碳原子与四个CO₂BF₃CH₄在一条直线上，键角为这种构型的三个原子位于同一平面内，彼此之间氢原子形成正四面体构型，任意两个氢180°通常出现在中心原子只有两组电子对的的键角约为这种构型出现在中心原子之间的键角约为这是中心120°

109.5°分子中在中，碳原子位于中心，与原子周围有三组电子对且没有孤对电子原子周围有四组电子对且没有孤对电子CO₂两个氧原子形成双键，没有孤对电子，的分子中电子对间的排斥力使它们尽时的最稳定构型在这种排列中，电子因此呈线型构型可能远离，形成平面三角形结构对之间的排斥力达到最小分子的物理性质熔点和沸点溶解性分子的熔点和沸点主要由分子分子的溶解性遵循相似相溶原间作用力的强弱决定一般而则，即极性分子易溶于极性溶言，分子量越大、分子间作用剂，非极性分子易溶于非极性力越强，熔点和沸点越高极溶剂例如，葡萄糖（极性分性分子（如水）由于存在较强子）易溶于水（极性溶剂），的氢键和偶极偶极作用，通常而油脂（非极性分子）则易溶-具有较高的熔点和沸点；而非于汽油等非极性溶剂溶解过极性分子（如甲烷）则相对较程涉及溶质溶剂分子间新的相-低互作用形成电导率大多数分子化合物在固态或纯液态下不导电，因为它们不含自由电荷载体例外的是离子型分子化合物，如酸、碱和盐的水溶液，它们在水中电离产生离子，从而具有导电性电导率与溶液中离子的浓度、电荷数和迁移速率有关分子在生物体中的重要性水分子生命之源蛋白质生命的基础遗传信息的载体DNA水是地球上生命存在的基础，占人体重量蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的大脱氧核糖核酸（）是遗传信息的储存和DNA的约水分子的独特性质，如高比热分子，是细胞结构和功能的基本单位它传递分子，由核苷酸单体通过磷酸二酯键70%容、高表面张力、密度异常等，都源于其们在生物体内执行多种功能作为酶催化连接而成，形成著名的双螺旋结构分DNA极性结构和氢键网络这些特性使水成为生化反应；作为抗体参与免疫防御；作为子中的遗传密码指导着蛋白质的合成，决理想的生物溶剂，能溶解多种极性物质，激素调节生理过程；形成肌肉、皮肤等组定生物的遗传特性分子的自我复制机DNA促进生化反应，并维持生物体内部环境的织结构蛋白质的功能直接取决于其特定制确保了遗传信息能够准确地传递给后恒定的三维结构代第三部分离子中性原子电子和质子数相等，整体电荷为零的基本粒子它是元素的基本形式，具有该元素的所有化学特性电子得失当原子失去或获得电子时，会形成带电的粒子这个过程涉及能量变化，通常是为了达到更稳定的电子构型离子形成失去电子的原子形成带正电的阳离子；获得电子的原子形成带负电的阴离子离子具有与其原始原子不同的物理和化学性质离子化合物相反电荷的离子通过静电引力结合，形成离子化合物这些化合物通常以晶体形式存在，具有高熔点和沸点离子的定义带电荷的粒子阳离子与阴离子离子的稳定性离子是带有电荷的原子或原子团当一个中阳离子（正离子）是失去一个或多个电子而原子形成离子的趋势与其达到稳定电子构型性原子失去或获得一个或多个电子时，就会带正电荷的粒子例如，钠原子（Na）失去（通常是满足八电子规则）的倾向有关周形成带电荷的离子离子的电荷数等于其电一个电子形成钠离子（Na⁺）；钙原子期表左侧的金属元素倾向于失去外层电子形子数与质子数之差的绝对值（Ca）失去两个电子形成钙离子（Ca²⁺）成阳离子；右侧的非金属元素倾向于获得电子形成阴离子离子与其对应的原子具有相同数量的质子，阴离子（负离子）是获得一个或多个电子而但电子数不同离子的化学性质与其对应的带负电荷的粒子例如，氯原子（Cl）获得离子态通常比对应的中性原子更稳定，尤其中性原子有很大差异，这主要是由于电子构一个电子形成氯离子（Cl⁻）；氧原子（O）是当离子具有惰性气体的电子构型时这解型的变化导致的获得两个电子形成氧离子（O²⁻）释了为什么原子会愿意通过得失电子形成离子离子的形成过程初始状态中性原子1所有原子最初都是电中性的，其中质子数等于电子数例如，钠原子Na有11个质子和11个电子，而氯原子Cl有17个质子和17个电子原子的外层电子决定其化学反应倾向能量变化与电子转移离子的形成涉及能量变化金属原子失去电子需要吸收能量电离能；非金属原子获得电子则释放能量电子亲和能在适当条件下，这种电子转移是能量有利的，尤其是当形成的离子具有稳定的电子构型时阳离子形成当原子失去一个或多个电子时，形成带正电的阳离子例如，钠原子失去一个电子后，拥有11个质子但只有10个电子，形成Na⁺离子这一过程可表示为Na→Na⁺+e⁻阳离子通常比原始原子小阴离子形成当原子获得一个或多个电子时，形成带负电的阴离子例如，氯原子获得一个电子后，拥有17个质子和18个电子，形成Cl⁻离子这一过程可表示为Cl+e⁻→Cl⁻阴离子通常比原始原子大阳离子阴离子阴离子的形成阴离子的特性常见阴离子举例阴离子是由原子获得一个或多个电子与对应的中性原子相比，阴离子具有卤素离子⁻⁻⁻⁻（各•F,Cl,Br,I形成的带负电荷的粒子非金属元素更大的原子半径这是因为额外获得获得个电子）1通常倾向于形成阴离子，特别是周期的电子增加了电子之间的排斥力，使氧族离子⁻⁻（各获得个•O²,S²2表右上角的元素（如氧、氟、氯电子云膨胀同时，核电荷保持不电子）等），因为它们的外层电子接近八电变，对增加的电子的吸引力相对减氮族离子⁻（获得个电子）•N³3子满壳层构型弱多原子阴离子⁻（氢氧根）•OH,形成阴离子的过程可表示为X+e⁻阴离子通常具有惰性气体的电子构CO₃²⁻（碳酸根）,SO₄²⁻（硫酸→X⁻，其中X代表非金属原子获得型，使其化学性质相对稳定例如，根）,PO₄³⁻（磷酸根）电子的过程通常伴随着能量的释放，氯离子⁻具有与氩相同的电子ClAr这些阴离子在自然界中广泛存在，是这个能量称为电子亲和能电子亲和构型，氧离子⁻具有与氖相同O²Ne许多矿物、盐类和生物分子的重要组能越大，表示原子越容易获得电子形的电子构型这种稳定的电子排布是成部分成阴离子阴离子形成的主要驱动力单原子离子定义与形成常见单原子阳离子单原子离子是由单个原子通过得失电子形•第一主族元素Li⁺,Na⁺,K⁺,Rb⁺,成的带电粒子与多原子离子不同，它们Cs⁺（各失去1个电子）只含有一个原子核单原子离子的形成主•第二主族元素Be²⁺,Mg²⁺,Ca²⁺,要遵循八电子规则，即原子倾向于通过得Sr²⁺,Ba²⁺（各失去2个电子）失电子达到最外层含8个电子（或氦的2个•过渡金属Fe²⁺/Fe³⁺,Cu⁺/Cu²⁺,电子）的稳定构型Zn²⁺,Ag⁺（失去不同数量电子）形成单原子离子的能力与元素在周期表中阳离子通常比其对应的中性原子小，因为的位置密切相关周期表左侧的金属元素失去电子后，剩余电子受到更强的核吸引易失去电子形成阳离子，右侧的非金属元力素易获得电子形成阴离子常见单原子阴离子•第七主族元素（卤素）F⁻,Cl⁻,Br⁻,I⁻（各获得1个电子）•第六主族元素O²⁻,S²⁻,Se²⁻（各获得2个电子）•第五主族元素N³⁻,P³⁻（各获得3个电子）阴离子通常比其对应的中性原子大，因为额外获得的电子增加了电子间的排斥力多原子离子多原子离子是由两个或多个原子通过共价键结合而成，整体带有电荷的粒子团尽管内部原子通过共价键连接，但多原子离子作为一个整体参与化学反应，表现为一个独立的离子单位多原子离子在水溶液中保持稳定，不会分解为单独的原子常见的多原子阳离子有铵根离子NH₄⁺，由一个氮原子和四个氢原子组成，整体带一个正电荷常见的多原子阴离子包括氢氧根离子OH⁻、碳酸根离子CO₃²⁻、硫酸根离子SO₄²⁻、硝酸根离子NO₃⁻和磷酸根离子PO₄³⁻等这些离子在生物体内和无机化学反应中扮演着重要角色离子半径离子大小影响因素核电荷、电子数量和电子排斥力的平衡阳离子特征体积小于原子，半径随电荷增加而减小阴离子特征体积大于原子，半径随电荷增加而增大离子半径是描述离子大小的重要参数，直接影响离子在晶体中的排列和化学反应活性阳离子通常比其对应的中性原子小，这是因为电子数减少导致电子间排斥力减小，且剩余电子受到相同核电荷的更强吸引相反，阴离子通常比其对应的原子大，因为额外的电子增加了电子间排斥力同一周期中，从左到右，阳离子半径通常减小，这是由于核电荷增加导致的电子云收缩；同一族中，从上到下，离子半径通常增大，这主要是因为主量子数增加导致电子云膨胀了解离子半径变化规律有助于预测离子化合物的结构和性质，是无机化学和晶体学研究的基础离子化能电子亲和能电子亲和能的定义元素周期表中的变化趋势第二电子亲和能电子亲和能是指一个气态原子获得一个电子亲和能在元素周期表中也显示出周类似于离子化能，电子亲和能也可以有电子形成阴离子时释放的能量，通常以期性变化在同一周期内，从左到右，多级第二电子亲和能是指阴离子进一千焦摩尔为单位它是衡量原电子亲和能一般增大（更正），达到卤步获得一个电子所需的能量由于负离/kJ/mol子获得电子倾向的重要指标电子亲和素族第族时达到最大值，然后在惰子对额外电子的排斥作用，第二电子亲17能值越大（更正值），表示原子越容易性气体族第族急剧下降（变为负和能通常为负值（吸能过程），表明这18获得电子，形成阴离子的能力越强值）一过程不利于自发进行需要注意的是，与离子化能（始终为吸在同一主族内，从上到下，电子亲和能电子亲和能与元素的化学性质密切相能过程）不同，电子亲和能通常是放能的变化趋势不如离子化能明显，但通常关，特别是非金属元素电子亲和能较过程，因此通常表示为正值然而，某是略微减小，这是由于原子半径增大，大的元素（如）通常具有较强的氧F,Cl些原子（如惰性气体）获得电子是不利核对外层电子的吸引力减弱一些特例化性，容易从其他元素夺取电子了解的，其电子亲和能为负值如氧族第族，的电子亲和能小于，电子亲和能有助于理解元素的化学反应16O S主要是由于原子较小，电子间排斥力活性和化合物的形成机制O较大离子键电子转移离子键形成的第一步是电子的完全转移金属原子（电负性低）将其外层电子转移给非金属原子（电负性高）例如，在氯化钠NaCl形成过程中，钠原子Na将其最外层的1个电子转移给氯原子Cl离子形成电子转移后，金属原子失去电子形成阳离子（如Na⁺），非金属原子获得电子形成阴离子（如Cl⁻）这些离子通常具有稳定的电子构型，类似于相邻的惰性气体原子静电吸引带相反电荷的离子之间产生强烈的静电吸引力，这种吸引力就是离子键离子键的强度与离子电荷大小成正比，与离子间距离成反比，遵循库仑定律F∝q₁q₂/r²晶格形成由于离子键无方向性，带相反电荷的离子倾向于按最紧密的方式堆积，形成规则的三维晶体结构在这种结构中，每个离子被多个相反电荷的离子所环绕，进一步增强了结构的稳定性离子化合物晶体结构化学式表示离子化合物通常以晶体形式存离子化合物的化学式表示组成在，其中阴阳离子按照确定的离子的种类和比例例如，几何形状排列，形成晶格结表示钙离子和氯离子以CaCl₂1:2构每个离子被多个异性电荷的比例结合；表示铝离Al₂SO₄₃离子所包围，整个晶体由静电子和硫酸根离子以的比例结2:3力维持稳定例如，在氯化钠合化学式必须满足电荷平晶体中，每个⁺离子被个衡，即总正电荷等于总负电Na6⁻离子包围，形成面心立方结荷Cl构常见实例我们日常生活中接触到的许多物质是离子化合物例如食盐、小NaCl苏打、碳酸钙、硫酸铜、硝酸钾等这些化合NaHCO₃CaCO₃CuSO₄KNO₃物在医药、农业、工业和日常生活中具有广泛的应用离子化合物的性质离子化合物具有一系列独特的物理和化学性质，这些性质直接源于其内部强大的离子键力首先，离子化合物通常具有高熔点和高沸点，因为需要大量能量才能克服离子之间的强静电吸引力例如，氯化钠的熔点高达，这远高于共价化合物801°C在导电性方面，固态离子化合物是绝缘体，因为离子在晶格中的位置固定；但当熔融或溶解时，离子获得移动自由，能够导电离子化合物通常易溶于水，因为水分子的极性能够与离子相互作用，降低离子间的吸引力此外，离子晶体通常较硬但易碎，因为受到冲击时，同种电荷的离子可能会对齐，产生排斥力导致晶体断裂离子在水溶液中的行为水合作用溶解过程1水分子极性端与离子相互作用，稳定溶液中的离离子化合物溶解时，水分子围绕离子形成水合层子电导现象电离解离自由移动的离子使溶液能够导电，形成电解质溶离子化合物在水中完全解离为独立移动的离子液当离子化合物溶于水时，水分子的极性起到关键作用水分子中氧原子的部分负电荷吸引阳离子，而氢原子的部分正电荷吸引阴离子这种相互作用克服了离子之间的静电引力，使离子化合物溶解，并形成水合离子水合作用释放的能量（水合热）常常足以克服将离子从晶格中分离所需的能量（晶格能）在水溶液中，离子被水分子包围，形成溶剂化壳，这使离子能够自由移动不同离子的水合程度不同，通常电荷密度越大的离子，水合程度越高由于带电离子的存在和移动，离子溶液能够导电，被称为电解质溶液电解质的导电能力取决于溶液中离子的浓度、电荷和迁移率离子在生物体中的作用维持细胞内外的渗透平衡神经信号的传导肌肉收缩离子，特别是钠（⁺）、钾（⁺）和氯神经信号传导依赖于离子流动产生的电脉钙离子（⁺）在肌肉收缩中扮演核心角Na KCa²（⁻）离子，在细胞膜两侧的不均匀分冲当神经元受到刺激时，钠离子通道打色当神经冲动到达肌肉细胞时，钙离子Cl布创造了跨膜电位差，这对细胞功能至关开，钠离子迅速内流，产生去极化；随后从肌质网释放到细胞质中，与肌联蛋白结C重要细胞通过主动运输机制（如钠钾钾离子通道打开，钾离子外流，使膜电位合，改变肌丝构象，允许肌动蛋白与肌球泵）维持这种离子梯度，消耗大量能量恢复这个过程产生的电信号（动作电蛋白相互作用，产生收缩力钙离子水平这种离子平衡控制着细胞体积、水分进出位）沿着神经元轴突传播，是神经系统信的精确调控确保了肌肉收缩的准确性和效和细胞压力息传递的基础率第四部分原子、分子、离子的比较比较方面原子分子离子基本定义元素的基本单由原子通过化带电荷的原子位学键结合形成或原子团的粒子组成质子、中子、两个或多个原得失电子的原电子子子或原子团电荷电中性通常电中性带正电或负电结合方式不适用共价键离子键代表例子⁺⁻⁺He,Na,Fe H₂O,CO₂,CH₄Na,Cl,NH₄电荷原子的电荷特性分子的电荷特性离子的电荷特性原子通常是电中性的，因为它们含有分子通常也是电中性的，因为它们是离子的本质特征就是带有电荷，这是相等数量的质子（带正电）和电子由完整原子通过共享电子（而非转移由于电子的得失不平衡导致的阳离（带负电）例如，一个碳原子含有电子）形成的例如，水分子子由于失去电子而带正电，例如钠离个质子和个电子，总电荷为零这（）整体不带电荷，尽管分子内子（⁺）；阴离子由于获得电子而66H₂O Na种电中性是原子在自然状态下的基本部可能存在电荷分布不均的情况带负电，例如氯离子（⁻）Cl特征某些特殊分子，如自由基或离子化合离子的电荷数量（如等）+1,+2,-1,-2然而，原子可以通过获得或失去电子物的分子单元，可能带有电荷例取决于原子得失的电子数电荷影响而改变其电荷状态，这正是离子形成如，羟基自由基（）带负电荷，离子的许多性质，如半径、水合作用·OH的基础原子的电荷平衡对理解化学铵根离子（⁺）带正电荷分子强度、在电场中的行为等多原子离NH₄反应和结合方式至关重要的电荷状态直接影响其化学反应活性子（如⁻⁻）的总电荷是其NO₃,SO₄²和与其他物质的相互作用组成原子电荷的总和稳定性原子1相对稳定，但外层电子排布若不满足八电子规则，则有形成化学键的趋势分子2通过化学键结合稳定，原子间共享电子对使各原子趋于稳定电子构型离子通过得失电子达到稳定构型，通常具有与惰性气体相同的电子排布原子的稳定性主要由其电子构型决定惰性气体原子（He,Ne,Ar等）由于外层电子排布已满（He有2个，其他有8个），因此特别稳定，很少参与化学反应而其他元素的原子则倾向于通过形成化学键达到类似惰性气体的稳定电子构型分子通过原子间形成共价键而稳定存在在共价键中，原子通过共享电子对，使参与键合的每个原子都趋向于获得稳定的电子构型例如，在氯气分子（Cl₂）中，两个氯原子各自共享一个电子，使得每个氯原子都有8个外层电子，达到类似氩气的稳定构型离子则是通过完全得失电子（而非共享）达到稳定的电子构型离子的稳定性取决于其电子构型、电荷大小和环境因素（如溶剂化效应）化学反应中的角色原子反应的基本单位原子是化学反应中最基本的参与者，但自由原子在自然界中相对罕见单个原子通常具有高活性，容易与其他原子结合在反应过程中，原子通过形成或断裂化学键重新排列，但原子本身的核心组成（质子和中子）保持不变分子反应的实际参与者分子是大多数化学反应的直接参与者反应通常涉及分子之间的碰撞，导致化学键的断裂和形成例如，在燃烧反应中，氧气分子与燃料分子反应生成水和二氧化碳分子的结构、极性和能量状态直接影响反应的速率和机理离子溶液反应的关键离子在水溶液中的反应中扮演核心角色离子反应通常速率快，因为带相反电荷的离子之间存在强烈的静电吸引力沉淀反应、酸碱中和反应和氧化还原反应通常都涉及离子的参与在电解质溶液中，离子是电流的载体，使电化学反应成为可能电子转移过程在氧化还原反应中，电子从一个物质转移到另一个物质原子通过失去电子被氧化成离子，或通过获得电子被还原成离子这种电子转移过程是许多自然和人工化学反应的基础，包括燃烧、腐蚀、电池运行和生物体内的呼吸作用物理状态原子的物理状态分子的物理状态原子通常不以单一状态存在于自然界中，除了分子可以呈现气态、液态或固态，这主要取决惰性气体元素（如氦、氖、氩等）在常温常压于分子间作用力的强度和环境温度小分子如下以单原子气体形式存在大多数元素的原子氧气O₂、氮气N₂在室温下为气态；稍大或极倾向于与其他原子结合形成分子或晶体网络性更强的分子如水H₂O在室温下为液态；大分子或分子间力强的物质如冰或有机固体则为固态在极端条件下，如高温等离子体状态、极高真空或某些特殊实验条件下，可以观察到单个原分子的聚集状态直接影响物质的宏观性质，如子的存在例如，在气相色谱-质谱分析中，有密度、流动性、压缩性等分子化合物的状态机分子会被分解成单个原子进行检测变化（如融化、汽化）通常发生在相对较低的温度，因为只需克服分子间较弱的作用力离子的物理状态离子通常在晶体或溶液中存在，很少以单独的游离状态出现在离子晶体（如氯化钠）中，阴阳离子按照规则的几何排列形成三维晶格结构在水溶液中，离子被水分子包围，形成水合离子离子化合物通常具有高熔点和沸点，这是由于离子间强大的静电吸引力在熔融状态或水溶液中，离子可以自由移动，因此能够导电理解离子的物理状态对解释许多自然现象和工业过程至关重要在周期表中的位置原子与元素周期表分子与元素组合元素周期表中的每个元素符号代表一种分子是由周期表中的元素原子组合而成特定类型的原子元素按照原子序数的分子可以由单一元素的原子组成（质子数）递增排列，反映了元素性质1（如O₂,N₂），也可以由不同元素的原子的周期性变化例如，氢的原子序数组成（如）分子的性质往往与H H₂O,CO₂为，氦为，锂为，依此类推构成它的单个原子的性质有很大不同1He2Li3周期性规律离子与元素趋势电离能、电子亲和能、原子半径等性质元素在周期表中的位置直接影响其形成在周期表中呈现规律性变化，这些性质离子的倾向周期表左侧的金属元素直接影响原子形成分子和离子的方式和（如）倾向于失去电子形成阳离Na,Ca能力了解周期表规律有助于预测元素子；右侧的非金属元素（如）倾向于Cl,O的化学行为获得电子形成阴离子第五部分应用与实例80%现代技术应用依赖于对原子分子离子的理解90+化学元素自然存在于地球上10²³分子量级一杯水中的分子数量95%化学反应涉及电子转移或共享人类对原子、分子和离子的深入理解已转化为无数创新技术和应用，从能源生产到医疗诊断，从材料科学到环保技术这些微观粒子的行为为我们提供了理解和操控物质世界的能力，催生了现代科学技术的发展在接下来的几页中，我们将探索这些基本粒子在不同领域的具体应用，展示基础科学如何转化为实际解决方案这些应用不仅展示了人类对微观世界的认识水平，也预示着未来科技发展的无限可能原子在核能中的应用核裂变核聚变核裂变是重原子核（如铀）被中子轰击后分裂成较轻核聚变是轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在高温高压条-235的原子核，同时释放能量和更多中子的过程这些中子可件下融合成较重原子核（如氦），同时释放巨大能量的过以引发连锁反应，持续释放巨大能量程这也是太阳和恒星产生能量的机制核裂变是当今核电站的工作原理在受控条件下，核裂变与核裂变相比，核聚变具有更多优势燃料丰富（海水中反应产生的热能用于加热水产生蒸汽，驱动涡轮机发电的氘），几乎不产生长寿命放射性废料，理论上更安全一克铀完全裂变产生的能量相当于燃烧三吨煤然而，控制核聚变反应需要极端条件（约一亿度的温-235度）核裂变的主要挑战包括放射性废料处理和核安全问题然而，作为低碳能源，核能在应对气候变化方面具有重要潜目前，国际热核实验反应堆（）等大型科研项目正在ITER力努力实现可控核聚变的商业化，这被视为解决人类能源问题的圣杯分子在材料科学中的应用聚合物材料纳米材料功能性材料聚合物是由许多重复的分子单元（单体）通纳米材料是至少一个维度在纳米范围内功能性材料是设计用于执行特定功能的材1-100过化学键连接而成的大分子根据结构和性的材料在纳米尺度，材料的性质与宏观尺料，而非仅提供结构支持形状记忆合金可质的不同，聚合物可分为塑料、橡胶、纤维度下的性质显著不同，展现出独特的光学、以在温度变化时恢复预定形状；压电材料可等多种类型聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯电学、磁学和催化性能碳纳米管、石墨以将机械能转换为电能或反之；超导体在低、聚苯乙烯等是日常生活中常见的聚合烯、量子点等纳米材料在电子设备、能源存温下呈现零电阻；光敏材料对光照响应改变PVC物材料，用于制造包装、管道、玩具和无数储、医药传递和环境修复等领域有广泛应性质这些材料为传感器、执行器、电子设其他产品用备和能源技术提供了创新解决方案离子在电池技术中的应用锂离子电池锂离子电池是当今最流行的可充电电池类型，广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等其工作原理基于锂离子Li⁺在电极间的移动充电时，锂离子从正极通常是锂金属氧化物移动到负极通常是石墨；放电时则相反固态电池固态电池使用固体电解质而非液体电解质，提高了安全性和能量密度在这种电池中，离子通过固体材料中的晶格缺陷或特殊通道移动固态电池技术被视为下一代电池技术，有望解决传统锂离子电池的安全隐患和容量限制燃料电池燃料电池通过电化学反应将氢或其他燃料的化学能直接转化为电能质子交换膜燃料电池中，氢在阳极被氧化成质子H⁺，质子通过电解质膜迁移到阴极与氧反应生成水这种无污染的能源转换方式在汽车和分布式发电系统中有广阔应用前景液流电池液流电池使用液体电解质存储能量，通过循环泵将含活性物质的电解液送入电池堆进行充放电这种设计将能量容量和功率输出解耦，特别适合大规模能源存储钒液流电池中，钒离子在不同氧化态之间转换，存储和释放电能原子光谱在天文学中的应用元素组成分析红移现象原子光谱是天文学研究中的基础工具，用于分析遥远天体宇宙膨胀导致的红移现象也是通过原子光谱观测到的当的化学组成每种元素的原子在特定能量状态跃迁时会吸光源远离观测者移动时，其发出的光波长会变长（频率变收或发射特定波长的光，形成独特的光谱指纹通过分低），光谱向红端移动通过测量已知元素特征谱线的红析天体光谱中的这些特征线，天文学家可以确定星体、星移程度，天文学家可以计算遥远星系的退行速度，进而估云或行星大气中存在的元素种类和相对丰度算它们的距离例如，太阳光谱中发现的暗线（吸收线）可以与实验室中红移观测是支持宇宙大爆炸理论的关键证据，表明宇宙正已知元素的光谱匹配，揭示太阳主要由氢和氦组成类似在膨胀，且遥远星系移动得更快此外，通过分析不同时地，其他恒星、行星和星际物质的光谱分析为我们提供了期星系的光谱，科学家还可以追踪宇宙中重元素丰度的演宇宙化学演化的宝贵信息化，揭示恒星形成和死亡过程中元素的合成历史分子在药物设计中的应用靶向药物设计缓释技术2靶向药物是设计用于与特定生物分子缓释技术通过特殊设计的分子和材料系（如蛋白质或核酸）精确结合的分子统，控制药物在体内的释放速率和位这种钥匙和锁式的设计基于对药物靶置常用策略包括开发前药（在体内转点三维结构的详细了解，通过计算机辅化为活性形式）、利用pH敏感聚合物助药物设计CADD和分子对接技术，开发（在特定pH环境下降解释放药物）和包出与靶点高度匹配的分子例如，酪氨裹式递送系统（如脂质体和微球）这酸激酶抑制剂伊马替尼能特异性结合白些技术可减少给药频率、降低副作用并血病相关的BCR-ABL融合蛋白，阻断其活提高患者依从性例如，双丙酸倍氯米性，有效治疗慢性粒细胞白血病松气雾剂利用酯化技术延长药物在肺部的停留时间，提高哮喘治疗效果分子优化分子优化是调整候选药物分子结构以改善其药理性质的过程这包括增强效力、提高选择性、优化药代动力学特性（吸收、分布、代谢、排泄）和降低毒性常见的优化方法包括添加或替换功能基团、改变分子的空间构型和调整分子的水/脂溶性平衡例如，通过在青霉素分子侧链引入特定基团，科学家开发出了抗β-内酰胺酶的新型抗生素，克服了细菌耐药性离子在水处理中的应用软化水去离子水制备重金属离子去除水软化是去除水中钙（⁺）和镁（⁺）去离子水（或称纯净水）是通过去除水中几工业废水中的重金属离子（如⁺、⁺、Ca²Mg²Pb²Cd²等硬度离子的过程这些离子会导致水垢形乎所有离子制备而成的基本方法包括离子⁺和⁺）对环境和人体健康构成严重威Hg²Cr⁶成，影响设备使用寿命和效率最常用的水交换（使用阳离子和阴离子交换树脂）、反胁处理方法包括化学沉淀（添加试剂使金软化方法是离子交换，利用树脂中的钠离子渗透（利用半透膜阻挡离子通过）和电去离属离子形成不溶性化合物）、吸附（使用活（⁺）置换水中的钙镁离子使用后的树子（应用电场加速离子移除）去离子水在性炭或专用吸附剂）和电化学处理（利用电Na脂可用氯化钠溶液再生软化水广泛应用于实验室、电子工业和制药行业中是必不可少极上的氧化还原反应）新兴技术如生物吸家庭、商业和工业系统，特别是在锅炉、洗的，因为普通水中的离子可能干扰实验结果附也显示出良好的应用前景，利用生物材料衣和热水系统中或制造过程选择性结合重金属离子原子钟的工作原理铯原子振荡铯原子钟利用铯-133原子的能级跃迁作为时间标准铯原子在两个超精细能级之间跃迁时，会吸收或发射特定频率（9,192,631,770赫兹）的微波辐射这个频率极其稳定，受外界环境影响极小，因此被选为定义国际单位秒的标准微波共振在铯原子钟中，铯原子蒸汽通过磁场选择器，只让处于特定能态的原子通过这些原子随后进入微波腔，接受特定频率的微波辐射当微波频率精确匹配铯原子的能级跃迁频率时，原子会吸收能量并改变能态检测与反馈另一个磁场选择器检测经过微波腔后处于新能态的原子数量当微波频率精确匹配铯原子跃迁频率时，这个数量最大系统通过反馈回路不断调整微波频率，确保其始终锁定在铯原子的跃迁频率上精确计时微波发生器的频率通过电子电路分频，产生精确的一秒脉冲现代铯原子钟的精度令人惊叹，误差仅为300万年才差一秒这种精确计时能力是全球导航系统（如GPS）、通信网络同步和科学研究的基础分子生物学的基础离子通道在神经科学中的重要性静息电位的维持神经元的静息膜电位（约-70毫伏）由离子在细胞膜两侧的不均匀分布产生这种分布主要由钠-钾泵（Na⁺/K⁺-ATPase）维持，它将钠离子泵出细胞，将钾离子泵入细胞同时，钾离子通道在静息状态下部分开放，允许钾离子缓慢外流，维持负电位动作电位的产生当神经元受到足够强的刺激时，电压门控钠离子通道快速打开，允许钠离子Na⁺涌入细胞，导致膜电位迅速上升（去极化）随后，钠通道关闭，钾通道打开，钾离子K⁺外流，使膜电位恢复（再极化）这个快速的电位变化过程称为动作电位，是神经信号传递的基础神经递质的释放3当动作电位到达神经末梢时，电压门控钙离子通道打开，钙离子Ca²⁺进入细胞钙离子触发神经递质囊泡与突触前膜融合，释放神经递质分子到突触间隙这些分子随后结合到突触后膜上的受体，引发下一个神经元的电信号或其他细胞反应神经疾病与离子通道许多神经系统疾病与离子通道功能障碍相关例如，某些癫痫类型与钠或钾通道异常有关；多发性硬化症涉及钾通道功能障碍；肌肉疾病如周期性麻痹与钙通道变异相关针对特定离子通道的药物已成为治疗这些疾病的重要策略总结原子、分子、离子的关系分子1由原子通过共价键结合形成离子2由原子得失电子形成的带电粒子原子3构成一切物质的基本单位原子是构成物质的基本单位，它由原子核（质子和中子）和环绕的电子组成原子的类型（即元素）由其质子数决定，这也是元素在周期表中的位置依据原子的电子排布决定了其化学性质和反应活性，特别是外层电子对化学键的形成至关重要原子通过两种主要方式结合共享电子形成共价键，产生分子；或通过完全转移电子形成离子键，产生离子化合物分子是由两个或多个原子通过共价键结合的粒子，保持物质的化学特性；而离子是带电的原子或原子团，通过静电引力形成离子化合物虽然形式不同，这三种粒子共同构成了物质世界的微观基础，它们的相互转化和组合创造了自然界的丰富多样性未来展望对原子、分子和离子更深入的理解正在推动科技向前所未有的方向发展量子计算利用原子的量子态作为量子比特，有望解决经典计算机无法处理的复杂问题，如大分子模拟和加密系统破解纳米技术已实现在原子和分子水平操控物质，创造具有独特性能的材料和设备，包括用于靶向药物递送的纳米机器人和超高效催化剂新能源材料研究正在探索更高效的太阳能转换系统、更强大的电池技术和人工光合作用系统这些技术的突破依赖于对电子转移、分子结构和离子迁移的精确控制随着人类对微观世界认识的不断深入，我们有望开发出更清洁、更高效的能源系统，解决全球性能源挑战，同时创造出具有革命性功能的新材料和设备学习资源推荐教材《普通化学原理》（第7版），北京大学出版社，覆盖原子、分子、离子的基本知识和应用《物质科学基础》，高等教育出版社，从微观结构解释宏观性质《无机化学》（第5版），科学出版社，详细介绍元素和化合物性质《物理化学》（第6版），高等教育出版社，深入探讨量子理论和分子动力学在线课程中国大学MOOC平台提供基础化学、原子分子物理等系列课程网易公开课收录了麻省理工、哈佛等名校的化学基础课程中文翻译版学堂在线平台的物质科学导论适合初学者B站和知乎也有许多专业科普视频，如妈咪说MolecularMass系列，生动解释微观世界概念实验室实践参加高校开放日活动，体验基础化学实验各地科技馆定期举办化学实验展示和互动活动购买入门级化学实验套装，在家安全进行简单实验科学软件如分子构建器允许在虚拟环境中构建和观察分子模型化学模拟软件如Virtual 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二、四19:00-21:00对性的回答推荐学习小组可通过课程网站报名参加，与志同道合的如果课后还有问题，也可以通过电子邮件或在线学习平台同学一起学习和讨论与我们联系我们鼓励持续学习和探索，微观世界的奥秘社交媒体关注微观世界探索公众号获取更多学习资源远比我们今天所讲的更加丰富多彩和最新科研动态实验室参观每月最后一个周五开放日，请提前一周在课程网站预约。