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分子和原子的世界欢迎来到微观世界的奇妙旅程!在这个课程中,我们将探索构成万物的基本单位分——子和原子它们虽小到肉眼不可见,却决定了我们所见所触的一切物质特性让我们一起揭开这个微观世界的神秘面纱学习目标理解基本概念掌握分子和原子的定义、特性及其在物质构成中的作用区分性质与区别清晰区分分子与原子的主要性质和本质区别应用微观解释能够运用分子观点解释日常物理、化学现象培养科学思维培养科学思维方法与探究能力,建立微观世界认知什么是微观粒子在我们生活的世界中,所有物质都是由极其微小的粒子构成的这些微观粒子虽然肉眼看不见,但决定了物质的所有性质根据现代科学理论,物质的微观粒子主要包括分子许多物质的基本构成单位•-原子更基础的微观粒子•-离子带电的原子或原子团•-微观粒子的尺寸极其微小,一般在纳米级别(米),远远超出了普通10⁻⁹显微镜的观察范围分子的定义例如,水分子由氢原子和氧原子组成,保持着水的全部化学性质若将分子是保持物质化学性质的最小粒子,是组成物质的基本单位一个水分子分解,则不再具有水的性质分子具有以下特性不同物质的分子由不同种类和数量的原子按一定方式组合而成,这就是是物质的基本组成单位•为什么不同物质具有不同性质的根本原因保持着该物质的全部化学性质•由两个或多个原子通过化学键结合而成•有些简单物质也可由单原子构成分子•原子的定义原子的基本定义原子的构成原子的特性原子是化学变化中的最小粒子,可以组成分原子由原子核和核外电子组成原子核由质在化学反应中,原子本身不会被破坏,只是子或单独存在它是元素的基本单位,决定子和中子构成,带正电;电子带负电,围绕重新排列组合这是化学变化与核反应的本了元素的化学性质原子核运动质区别原子是构成物质的更基本单位,不同种类的原子构成了不同的元素,目前已知有种元素118物质分子原子?=/由分子构成的物质直接由原子构成的物质水()、氧气()、氮气()金属元素铁、铜、金、银等•H₂O O₂N₂•二氧化碳()、甲烷()某些非金属单质碳(石墨、金刚石)•CO₂CH₄•大多数有机物质(糖、蛋白质等)某些离子化合物氯化钠(食盐)••这类物质的基本单位是分子,分子由原子组合而成这类物质不形成分子,而是直接由原子或离子构成因此,并非所有物质都是由分子构成的,了解物质的微观结构有助于我们理解其性质水的微观结构球棒模型空间填充模型氢键作用水分子中,两个氢原子与一个氧原子通过共价键从空间填充模型可以看出,氧原子体积较大,氢水分子之间通过氢键相互作用,这是水许多特殊连接,形成稳定的分子结构原子较小,整体呈弯曲结构性质的根源,如高沸点、表面张力等水分子的化学式为,表示每个水分子由两个氢原子和一个氧原子组成这种特定的组成和结构决定了水的物理和化学性质H₂O铁的微观结构原子直接构成金属键结合与水不同,铁是一种金属元素,它不形成分子,而是由铁原子直接构铁原子之间通过金属键结合在一起金属键是由金属阳离子和自由电子成之间的相互作用形成的在固态铁中,铁原子按一定规律排列成晶格结构,形成金属晶体每个这种特殊的键合方式和结构赋予了铁典型的金属性质铁原子都会失去最外层电子,形成带正电的铁离子,而失去的电子则在良好的导电性和导热性•晶格中自由移动金属光泽•可锻性和延展性•氧气和氮气氮气分子结构氮气分子由两个氮原子通过共价三键结合而成,化学式为这种强键合使氮气非常稳N₂定,不易参与化学反应氧气分子结构氧气分子由两个氧原子通过共价双键结合而成,化学式为这种双原子分子结构赋予O₂氧气特定的化学活性大气组成氮气约占大气的,氧气约占,它们是78%21%地球大气的主要成分,支持着地球上的生命活动虽然氧气和氮气都是双原子分子,但由于原子种类不同,它们具有截然不同的化学性质氧气支持燃烧,而氮气则相对惰性其它常见气体分子二氧化碳CO₂由一个碳原子和两个氧原子组成,分子结构呈线性是温室气体的主要成分,也是植物光合作用的原料甲烷CH₄由一个碳原子和四个氢原子组成,分子结构呈四面体形是天然气的主要成分,也是强效的温室气体氦气He由单个氦原子构成,是最简单的惰性气体不与其他元素反应,常用于气球和深海潜水呼吸混合气氢气H₂由两个氢原子组成,是最轻的气体具有高能量密度,被视为未来清洁能源的重要选择分子的主要性质微小尺寸质量轻微分子的体积极其微小,直径通常在纳米级别分子质量极其轻微,通常以原子质量单位u米,无法用普通显微镜观察这种微小计量例如,一个水分子的质量约为,相10⁻⁹18u尺寸使物质可以形成各种复杂结构当于克3×10⁻²³存在间隔不断运动分子之间存在空隙,这些空隙的大小取决于物分子处于永不停息的随机运动状态,这种运动质的状态和温度气体分子间隔最大,液体次与温度直接相关温度越高,分子运动越剧之,固体最小烈分子永不停息扩散现象溶解现象扩散是分子运动的直接证据当不同物质的分子相互接触时,它们会从溶解同样反映了分子运动的存在当可溶性物质接触溶剂时,其分子或浓度高的区域向浓度低的区域移动,最终均匀分布离子会分散到溶剂分子之间例如例如香水分子在空气中扩散,使我们能闻到香味糖在水中溶解,糖分子均匀分布于水分子之间••墨水滴入水中,逐渐扩散至整杯水盐溶于水,形成离子溶液••茶叶在热水中的颜色扩散维生素片在水中溶解释放活性成分••C温度对分子的影响低温状态温度低时,分子获得的热能较少,运动缓慢分子间作用力相对占优势,物质倾向于凝聚成固态如水在℃以下结冰,分子排列规则0中温状态温度适中时,分子具有一定动能,能够相对自由移动但仍受到一定束缚物质通常呈液态,如室温下的水,分子能流动但仍紧密接触高温状态温度高时,分子获得大量热能,运动剧烈分子间作用力相对弱化,物质倾向于气化如水在℃沸腾,分子能量足以克服表面张力形成气泡100温度本质上是分子平均动能的宏观表现,它直接影响分子运动速度和物质状态分子间的间隔分子之间并非紧密相连,而是存在一定的间隔这些间隔的大小取决于物态变化示例物质的状态以水为例,当其从固态(冰)变为液态(水)再到气态(水蒸气)时固态分子排列紧密且规则,间隔最小,但仍然存在冰融化时,分子间距略微增大,规则排列被打破•液态分子排列较为紧密但无序,间隔略大水蒸发时,分子间距急剧增大,分子获得足够能量克服相互作用力•气态分子排列极为稀疏,间隔非常大一克水变成水蒸气后,体积可增大约倍•1700分子模型展示球棒模型用球体表示原子,棒状连接表示化学键能清晰显示分子中原子的连接方式和空间结构空间填充模型用不同大小的球体表示原子实际空间尺寸能更真实地展示分子的体积和形状电子云模型展示分子中电子分布的概率云图能反映分子中电子密度分布和化学键的本质这些模型帮助我们形象理解分子的微观结构,但需注意每种模型都是从特定角度对分子的简化表示,各有侧重原子的主要性质微小尺寸原子直径约为纳米米,比分子更小氢原子是最小的原子,直径约为纳
0.110⁻¹⁰
0.1米基本单位原子是元素的基本单位,同种元素的原子具有相同的质子数目前已知有种元素,118对应种不同原子118不可再分在化学变化中,原子是不可再分的最小粒子原子内部结构的变化属于核反应范畴,而非普通化学反应内部结构原子由原子核和核外电子组成原子核包含质子和中子,带正电;电子带负电,围绕原子核运动原子结构初步原子核核外电子位于原子中心,由质子和中子组成围绕原子核运动,带负电荷质子带正电荷,决定元素种类电子分布在不同能级的轨道上•中子电中性,影响原子质量最外层电子决定原子的化学性质•电子数等于质子数,使原子整体电中性•原子核占据原子质量的以上,但体积极小,仅为原子体积的十万亿
99.9%分之一左右电子云占据了原子的大部分体积,但质量极小,仅为原子质量的约1/1836元素与原子元素的本质是原子种类元素是由相同质子数的原子构成的纯净物每种元素对应一种特定的原子,具有独特的核电荷数(质子数)原子决定元素性质一种元素的所有原子具有相同的核外电子排布特征,这决定了该元素的化学性质例如,所有氧原子都有个核外电子,这使氧具有特定的化学活性6原子种类的多样性目前已知有种元素,对应种不同的原子其中有种自然存在,其余为11811894人工合成每种原子都有独特的物理和化学性质元素周期表按原子序数(质子数)排列所有元素,反映了元素性质的周期性变化规律元素符号元素符号的意义常见元素符号示例元素符号是用字母表示元素的国际通用符号,通常由一个或两个字母组氢H Hydrogen成氧O Oxygen第一个字母必须大写•如有第二个字母,则小写•碳C Carbon每个元素符号代表一种原子,同时也代表该原子的一个摩尔氮N Nitrogen铁Fe Ferrum铜Cu Cuprum钠Na Natrium氯Cl Chlorine分子和原子的联系原子基本单位原子是构成物质的基本粒子,具有特定的质子数和电子排布不同种类的原子对应不同的元素化学键连接方式原子通过共价键、离子键或金属键等化学键连接这些键的形成涉及电子的共享、转移或集体化分子组合结果分子是由两个或多个原子通过化学键结合形成的粒子分子的性质由组成原子及其排列方式决定在化学反应中,分子可以分解为原子,原子也可以重新组合形成新分子原子本身在化学反应中保持不变,仅发生重新排列分子、原子与化学式化学式的基本概念常见物质的化学式化学式是用元素符号和数字表示物质组成的符号表达式水个原子,个原H₂O2H1O元素符号表示原子种类子•下标数字表示原子个数•二氧化碳个原子,个原CO₂1C2O括号表示原子团•子化学式既表示一个分子,也可表示一摩尔物质葡萄糖个,个,个C₆H₁₂O₆6C12H6O氯化钠和离子比NaCl Na⁺Cl⁻1:1硫酸个,个,个H₂SO₄2H1S4O化学变化的实质初始分子分子分解化学反应开始前,反应物以其特定分子形式存在反应过程中,原有的化学键断裂,分子分解1在例如水的电解反应中,起始物质是分为独立的原子或原子团水分子分解为氢原子H₂O子和氧原子原子重组新分子形成分解后的原子按新方式重新组合,形成新的化重组后形成具有新性质的产物分子最终得到学键氢原子和氧原子重新组合成和分H₂O₂氢气和氧气两种新物质H₂O₂子化学反应的本质是原子的重新组合,而原子本身在反应中不会被创造或消灭,这就是质量守恒定律的微观基础纯净物与混合物纯净物混合物纯净物是由同种分子或原子构成的物质混合物是由两种或多种纯净物组成的物质组成确定,性质固定组成可变,性质不固定••无法通过物理方法分离出其他物质可通过物理方法分离成几种纯净物••例如水、氧气、铁例如空气、海水、合金•H₂O O₂Fe•纯净物可分为单质和化合物两类单质由同种元素的原子组成,化合物混合物可分为均匀混合物溶液和非均匀混合物均匀混合物各处成分相由不同元素的原子组成同,非均匀混合物各处成分不同纯净物实例分析水H₂O水是由氢和氧两种元素组成的化合物每个水分子由两个氢原子和一个氧原子通过共价键连接纯水在标准大气压下,沸点为100℃,凝固点为0℃二氧化碳CO₂二氧化碳是由碳和氧组成的化合物每个二氧化碳分子含一个碳原子和两个氧原子,呈线性结构常温下为无色气体,在-
78.5℃下直接从气态变为固态干冰金Au金是一种元素,由单一种类的金原子构成它是典型的金属单质,具有良好的导电性、延展性和化学稳定性金原子通过金属键结合,形成面心立方晶体结构混合物实例分析空气食盐水空气是一种气体混合物,主要成分包括食盐水是氯化钠溶于水形成的溶液NaCl H₂O氮气约水作为溶剂,食盐作为溶质•N₂78%•氧气约食盐在水中分解为钠离子和氯离子•O₂21%•Na⁺Cl⁻其他气体约(二氧化碳、氩气等)浓度可变,影响其物理性质•1%•空气中的各种气体分子相互独立,保持各自的化学性质可通过分馏液食盐水是均匀混合物,可通过蒸发水的方法回收食盐化空气的方法分离出各组分实验扩散现象实验材料实验现象烧杯高锰酸钾晶体进入水中后•清水•晶体周围立即出现紫红色•高锰酸钾晶体•紫红色区域逐渐向四周扩展•玻璃棒•开始时底部颜色较深,上部较浅•计时器•随时间推移,整杯水颜色逐渐均匀•实验步骤如果水温较高,扩散速度明显加快;如果水温较低,扩散速度减慢向烧杯中倒入清水至处
1.2/3轻轻放入一粒高锰酸钾晶体
2.不搅动,观察颜色变化
3.记录不同时间点的扩散情况
4.实验现象分析晶体溶解高锰酸钾晶体在水中溶解,固体晶格中的钾离子和高锰酸根离子被水分K⁺MnO₄⁻子分离,进入溶液离子扩散高锰酸根离子带有紫红色,由于分子热运动,这些离子从高浓度区域向MnO₄⁻低浓度区域随机移动浓度均衡随着时间推移,离子分布趋于均匀,最终整杯水呈现均匀的紫红色,表明扩散过程已完成这种扩散现象是分子不断运动的直接证据扩散速度与温度正相关,温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快这也解释了为什么泡茶用热水比冷水快分子的动能、势能分子动能分子势能分子动能是由于分子运动而具有的能量分子势能是由于分子位置或状态而具有的能量与分子运动速度的平方成正比与分子间相互作用力有关••与分子质量成正比固体分子势能最低,气体最高••温度是分子平均动能的宏观表现物态变化伴随势能变化••温度越高,分子平均动能越大化学键中也储存着势能••例如℃的水蒸气中水分子的平均动能大于℃的冰中水分子的平均例如水变成水蒸气需要吸收热量,这部分能量转化为分子势能1000动能状态变化与分子液态(水)水分子排列无序但相对紧密分子可自由移动但仍紧密接触,分子间作用力中等,间距适中,具有一定流动性固态(冰)水分子排列规则,形成晶格结构分子仅在固定位置附近振动,分子间作用力强,间距小,运动自由度低气态(水蒸气)水分子排列极其稀疏无序分子高速运动且几乎不受束缚,分子间作用力很弱,间距很大,运动自由度高状态变化的本质是分子排列方式和分子间距的改变,这需要能量的吸收或释放例如,冰融化需要吸收热量,水凝固则释放热量原子不可再分化学反应中的原子守恒化学变化与核反应的区别在化学反应过程中化学反应不涉及原子核的变化,而核反应则是原子的种类不变原子核结构发生变化••原子的数量不变元素可能转变为另一种元素••原子的内部结构不发生变化通常伴随巨大的能量变化••例如,在水的电解反应中例如,铀核裂变分裂产物能量2H₂O→2H₂+O₂²³⁵U+n→+反应前后氢原子和氧原子的数量都保持不变,只是重新组合形成了新物这种反应中,铀原子核分裂为其他元素的原子核质原子重新组合反应物分子反应开始前,反应物以特定分子形式存在如甲烷和氧气分子在CH₄O₂燃烧反应前各自独立存在分子碰撞分子间发生有效碰撞,原有化学键断裂甲烷与氧气分子碰撞,键和C-H键断裂,释放出碳原子、氢原子和氧原子O=O原子重排原子按新方式重新组合,形成新化学键碳原子与氧原子结合形成,CO₂氢原子与氧原子结合形成H₂O产物形成新分子作为反应产物生成最终得到二氧化碳和水分子CO₂H₂O CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O物理变化与化学变化物理变化化学变化物理变化是指物质的形状、状态等物理性质发生变化,但化学性质不变化学变化是指物质的化学性质发生变化,生成新物质的过程的过程微观特征微观特征原子重新组合•分子种类不变•分子结构发生变化•分子内部结构保持不变•形成新种类的分子•仅分子间排列方式或距离变化•例子例子铁生锈•冰融化为水•木材燃烧•糖溶解在水中•光合作用•铁丝弯曲成环•经典案例一铁锈的形成1初始状态金属铁表面接触空气中的氧气和水铁原子在金属晶格中通Fe O₂H₂O过金属键连接,表面铁原子活性较高2电子转移表面铁原子失去电子,被氧化成铁离子或同时,氧分子获得Fe²⁺Fe³⁺电子被还原这一过程由水分子和电解质加速3氧化物形成铁离子与氧和水反应,形成氢氧化铁或氧化铁这个复杂过程涉及多种中间产物,最终生成(水合氧化铁)Fe₂O₃·nH₂O4锈蚀扩展铁锈形成多孔结构,允许更多水和氧接触下层铁,使腐蚀过程持续进行如不处理,铁制品最终可能完全转化为铁锈经典案例二蜡烛燃烧燃烧的微观过程反应方程式蜡烛燃烧是一个复杂的化学反应过程以十六烷(,石蜡的主要成分之一)为例C₁₆H₃₄熔化与气化石蜡(主要成分为长链烷烃)首先被热熔化,然C H₂₊₂ₙₙC₁₆H₃₄+
24.5O₂→16CO₂+17H₂O+能量后通过毛细作用上升到灯芯,在高温下气化热分解气态烷烃在高温下部分分解为更小的碳氢化合物观察现象与解释氧化反应碳氢化合物与氧气反应,生成二氧化碳和水蓝色火焰底部完全燃烧区域,碳氢化合物充分氧化•黄色火焰上部不完全燃烧区域,含有发光的碳颗粒•烟雾未完全燃烧的碳颗粒和其他产物•分子数量和阿伏伽德罗常数摩尔升
6.02×10²³
122.4阿伏伽德罗常数物质的量标准状况下气体体积阿伏伽德罗常数表示摩尔物质中所含的粒摩尔是物质的量的单位,摩尔物质含有阿伏伽在标准状况下℃,千帕,摩尔任何气N_A
110101.3251子数量,适用于分子、原子、离子等微观粒子德罗常数个分子或原子例如,摩尔水克含体占据升体积这是气体摩尔体积,源于阿
11822.4有个水分子伏伽德罗定律
6.02×10²³阿伏伽德罗常数之大难以想象如果我们有个水分子,它们能填满约个奥运会标准游泳池这个数字帮助我们连接微观粒子与宏观物
6.02×10²³1300质纳米世界与微粒⁻米⁻米⁻米10¹⁰10⁹10⁶原子直径分子尺寸微米世界典型原子的直径约为纳米,相当于米小分子的尺寸通常在纳米左右,而大分子如蛋细菌的尺寸通常在微米之间,红细胞直径约
0.110⁻¹⁰11-10如果将原子放大到苹果大小,那么苹果将放大到白质可达几十纳米双螺旋的宽度约为纳为微米这个尺度已经可以用光学显微镜观DNA27地球大小米察纳米技术正是基于对纳米尺度物质的操控,在这个尺度上,物质表现出不同于宏观世界的性质,为新材料和新技术的发展开辟了广阔空间微观世界的单位埃纳米Ånm1埃=10⁻¹⁰米=
0.1纳米1纳米=10⁻⁹米=10埃•原子直径通常以埃为单位表示•小分子尺寸通常以纳米表示•氢原子直径约为1Å•水分子直径约为
0.3nm•化学键长度通常为1-2Å•病毒大小约为20-400nm•多用于原子物理学和晶体学•纳米技术的基本长度单位10⁻¹⁰米1原子直径210⁻⁹米小分子10⁻⁸米3大分子410⁻⁷米细胞器10⁻⁶米5细菌科学家眼中的微观粒子约翰道尔顿阿梅代奥阿伏伽德罗欧内斯特卢瑟福···年提出现代原子论,认为元素由不可分割的年提出阿伏伽德罗定律,指出在相同条件年通过粒子散射实验发现原子核,提出原180318111911α小粒子(原子)组成,同一元素的原子性质相下,相同体积的气体含有相同数量的分子他也子行星模型,指出原子主要由中心的原子核和围同,不同元素的原子性质不同首次区分了原子和分子的概念绕它运动的电子组成探究活动水的蒸发实验设计微观解释准备三个相同的浅盘,分别倒入等量的水水的蒸发过程可以从分子运动角度解释
1.一个放在阳光下,一个放在阴凉处,一个放在通风处
2.水分子不断运动,速度各不相同•定时观察并记录水量变化
3.表面附近速度快的分子可以克服分子间引力逃逸•比较不同条件下水的蒸发速率
4.温度升高,分子平均动能增加,逃逸概率提高•通风可以带走水蒸气,降低水蒸气浓度,加速蒸发•表面积增大,提供更多分子逃逸的机会•探究活动气体的压缩实验准备准备注射器一个(不带针头),拉出活塞吸入空气,用手指堵住注射器口观察压缩尝试推动活塞,观察活塞移动情况发现可以压缩但有阻力,松手后活塞会弹回微观解释气体可被压缩是因为分子间存在大量空隙压缩时,分子间距减小,分子碰撞壁面频率增加,产生更大压强对比实验如果注射器中装入水,则几乎无法压缩,因为液体中分子已经相当紧密排列,间隙很小这证明了气体、液体分子排列的差异分子和原子的应用纳米技术在原子和分子尺度上操控物质,创造新材料和设备例如,碳纳米管强度超过钢铁但重量更轻;量子点可用于高效显示器精准医疗基于分子水平的疾病理解,开发靶向药物例如,单克隆抗体可特异性识别癌细胞表面分子;基因编辑技术可修复缺陷基因分子计算利用分子特性构建计算系统DNA计算可并行处理大量信息;分子开关可用于构建更小更高效的电子元件能源技术设计分子结构优化能源转换和存储例如,定制分子结构的太阳能电池可提高光电转换效率;分子筛可用于更高效的气体分离生活中的微观粒子香味扩散糖的溶解当我们打开香水瓶或烹饪食物时,香味分子通过扩散在空气中传播香当糖加入茶或咖啡中时,糖分子逐渐离开晶体,分散到水分子之间这味分子通常是较小的挥发性有机分子,能够与鼻腔中的嗅觉受体结合个过程可通过分子运动解释香味扩散速度受温度影响热食物香味扩散更快,因为温度升高使分子水分子不断撞击糖晶体表面•运动加剧水分子与糖分子形成氢键•糖分子被水分子包围并带入溶液•搅拌加速这一过程,升高温度也会加速溶解•思维训练微粒解释题现象干冰升华固态二氧化碳(干冰)在常温常压下直接变成气态,而不经过液态微观解释干冰中分子排列成晶格结构,分子间作用力较弱在常压下,当温CO₂度升高时,表面分子获得足够能量直接逃离固体,形成气态这是因为在该压CO₂力下,分子的运动动能大于分子间的作用力,但不足以形成液态所需的特定分CO₂子排列现象金属导电金属是良好的电导体,而大多数非金属不导电微观解释金属原子在晶格中排列时,最外层电子容易脱离原子成为自由电子这些自由电子可在整个金属中移动,形成电子海当施加电压时,自由电子定向移动形成电流非金属原子通常通过共价键结合,电子被牢固束缚,不易形成自由电子,因此大多不导电巩固练习一判断正误参考答案与解析水是由水分子组成的()正确水由分子组成,每个水分子含两个氢原子和一个氧原子
1.
1.H₂O所有物质都是由分子构成的()错误有些物质如金属和离子化合物不是由分子构成,而是由原子或
2.
2.离子直接构成分子是保持物质化学性质的最小粒子()
3.正确这是分子的基本定义若将分子再分,则不再具有原物质的化
3.原子在化学反应中会被破坏()
4.学性质温度升高会使分子运动变慢()
5.错误在化学反应中,原子保持不变,只是发生重新组合原子核的
4.变化属于核反应范畴错误温度升高会使分子运动加快,而非变慢温度本质上是分子平
5.均动能的宏观表现巩固练习二选择题参考答案与解析关于原子和分子的关系,下列说法正确的是()分子是由原子构成的,但并非所有物质都由分子构成如金属铁、
1.
1.C氯化钠等是由原子或离子直接构成的错在不是所有原子都形成分子,A所有原子都能形成分子A.如惰性气体原子;错在存在由同种原子组成的分子,如、;错在B O₂N₂D原子性质与分子性质一般不同分子一定由不同种类的原子组成B.铁是金属单质,由铁原子直接构成金属晶体,不形成分子水、氧分子是由原子构成的,但有些物质不由分子构成
2.CC.气和二氧化碳都是由分子构成的物质,分别由、和分子组成H₂O O₂CO₂原子的性质与组成它的分子性质相同D.下列物质中,不是由分子构成的是()
2.水A.H₂O氧气B.O₂铁C.Fe二氧化碳D.CO₂巩固练习三简答题参考答案请用分子运动理论解释气体扩散现象,并说明影响扩散速率的因素气体扩散解释气体扩散是指气体分子从浓度高的区域向浓度低的区域自发移动的现象从分子运动角度看,这是因为气体分子处于永不停息的随机运动状态,当两种气体接触时,各自分子会逐渐进入对方区域,用分子间作用力的观点解释为什么同温度下,水是液体而氧气是气体最终均匀混合影响扩散速率的因素包括温度(温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快);分子质量(质量越小,速度越快,扩散越快);压力(压力越大,分子碰撞频率越高,扩散速率降低)水与氧气状态差异同温度下水分子与氧分子具有相同的平均动能,但水分子间存在较强的氢键作用力,这种分子间引力使水分子不易分离,趋于形成液态而氧分子间只有较弱的范德华力,这种作用力不足以在常温下将氧分子束缚成液态,因此氧气呈气态典型例题问题描述解题思路铝和氯气反应生成氯化铝分析反应物和生成物的微观构成2Al+3Cl₂
1.=2AlCl₃说明原子的重新组合过程
2.请从微观粒子角度解释该反应的本解释性质变化的微观原因
3.质,并说明反应前后物质性质变化的原因解答反应前铝是金属单质,由铝原子组成;氯气由氯分子组成,每个氯分子含两Cl₂个氯原子反应本质铝原子失去外层电子成为铝离子,氯分子得到电子分解成氯离子Al³⁺,铝离子和氯离子以的比例结合形成氯化铝Cl⁻1:3性质变化原因铝原子通过失去电子改变了电子排布,氯原子通过得到电子变成了离子原有的金属键和共价键被离子键取代,导致物理化学性质发生根本变化课堂小结原子是基本单位1化学变化中的最小粒子分子由原子构成2保持物质化学性质的最小粒子分子永不停息运动3温度影响分子运动速度,扩散和溶解反映分子运动化学反应是原子重组4原子种类和数量不变,但排列方式改变,形成新物质微观结构决定宏观性质5理解分子和原子是认识物质世界的基础,可解释各种物理化学现象课后拓展原子可以看见吗?更微小的粒子现代科技已经能以多种方式观察原子原子内部还有更微小的粒子扫描隧道显微镜利用量子隧道效应,可显示表面原子排列基本粒子电子、质子、中子STM原子力显微镜通过测量表面原子力,创建原子水平的表面地图夸克构成质子和中子的更基本粒子AFM轻子包括电子、子、子及其对应的中微子μτ电子显微镜高分辨率透射电子显微镜可直接成像原子晶格规范玻色子传递基本相互作用的粒子,如光子年,科学家首次拍摄到单个原子的高分辨率照片2018标准模型是描述这些粒子及其相互作用的理论框架谢谢观看!课程回顾我们已经了解了分子和原子的基本概念、性质和应用,掌握了用微观粒子观点解释宏观现象的方法进一步学习建议通过实验、模型构建和阅读相关科普书籍,深化对微观世界的理解可以尝试使用分子模型套件构建常见分子,或观看相关科学纪录片互动交流欢迎就课程内容提出问题,分享你对分子和原子世界的思考和疑惑学习科学知识的过程就是不断提问和探索的过程微观世界虽小,却蕴含着解释宇宙万物的钥匙!。
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