1、第四单元 物质构成的奥秘第一节 原子的构成1. 原子的构成原子（不带电）原子核（带正电）核外电子（每个电子带一个单位负电荷）质子（每个质子带一个单位正电荷）中子（不带电）在核外一个相对很大的空间内做着高速运动体积很小，约占原子体积的十万分之一原子一般是由质子、中子和电子构成，有的原子不一定有中子，质子数也不一定等于中子数。原子的种类由核电荷数（质子数）决定。2. 构成原子的各种粒子间的关系在原子中，原子序数核电荷数核内质子数核外电子数。由于原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷的电量相等，电性相反，所以原子整体不显电性。3. 相对原子质量以一种碳原子（碳 12）质量的 1/12（1.6610
2、 -27kg）为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量，符号为 Ar。相对原子质量是通过比较得出的比值，单位为“1” 。12(kg)标 准 碳 原 子 的 质 量一 个 原 子 的 实 际 质 量相 对 原 子 质 量原子中质子和中子的质量接近碳原子质量的 1/12，而电子的质量约为质子质量的 1/1836，可以忽略不计，所以原子的质量集中在原子核上，即相对原子质量质子数中子数第二节 元素1. 定义：元素就是具有相同电荷数（即核内电子数）的一类原子的总称。元素与原子的区别和联系：元素 原子只表示一类原子的总称；只表示种类，不论个数，是宏观概念 原子是微观概念，既表
3、示种类，又表示数量含义区别化学变化中元素种类不变，但形态可能变化 化学变化中，原子种类和数量不变，但最外层电子数可能变化联系 元素是同一类原子的总称，原子是构成元素的基本单元2. 元素之最地壳中含量（质量分数）排在前五位的元素：氧、硅、铝、铁、钙地壳中含量最多的金属元素：铝地壳中含量最多的非金属元素：氧生物细胞中含量最多的元素：氧人体中含量最多的金属元素：钙3. 元素的分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素4. 元素符号：元素用元素符号表示。元素符号是用元素拉丁文名称的第一个字母表示的，如果第一个字母相同，则再附加一个小写字母加以区别。5. 元素符号的意义：元素符号不仅表示一种元素，还表示这
4、种元素的一个原子。如果物质由原子构成，元素符号还可以表示一种物质。如果元素符号前加上系数，就只表示该原子的个数，只具有微观意义。如：H 表示氢元素、1 个氢原子。 2H 表示 2 个氢原子。Cu 表示铜元素、一个铜原子、金属铜。6. 描述物质宏观组成和微观构成： 宏观组成（描述物质的组成时用元素叙述）：铁是由铁元素组成的。二氧化碳是由碳元素、氧元素组成的。 微观构成（描述物质的构成时用分子、原子、离子叙述）铁是由铁原子构成的。二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。（描述分子的构成时用原子叙述）1 个二氧化碳分子是由 1 个碳原子和 2 个氧原子构成的。7. 元素周期表：元素周期表的每一横行叫做一个周
5、期，共 7 个周期；每一纵行叫做一个族，共 16 个族。周期的变化规律：从左到右，原子序数由少变多。除第一周期以外，每一周期都是以金属元素开始，逐渐过渡到非金属元素，最后以稀有气体元素结束，从左到右金属性逐渐减弱。同一周期元素的原子的电子层数相等。第三节 离子1. 核外电子的排布在含有很多电子的原子里，电子的能量并不相同，能量高的通常在离核较远的区域运动，能量低的电子通常在离核较近的区域运动，就像分了层一样。这样的运动，我们称为分层运动或分层排布。现在发现的元素，原子核外电子最少的有 1 层，最多的有 7 层。电子层序数越大，层内电子的能量越大，离原子核距离越远。规律： 核 外 电 子 总 是
6、 尽 先 排 在 能 量 最 低 的 电 子 层 里 ， 第 一 层 排 满 才 能 排 第 二 层 ， 第 二 层 排 满 才 能 排 第 三 层 。 每个电子层最多能容纳 2n2个电子（n 为层序数，第一层 n=1，第二层 n=2） 。 最外层电子数不超过 8 个（第一层为最外层时，不超过 2 个） 。2. 原子结构示意图：一个氯原子的原子结构示意图如下+17 2 8 7弧线表示电子层弧线上的数字表示该层填充的电子数表示原子核和核内质子数3. 元素的种类 金属元素：原子的最外层电子数一般少于 4 个（是不稳定结构） ，在化学变化中易失去最外层电子，而使次外层成为最外层，形成稳定结构。这种性
7、质叫做金属性。 非金属元素：原子的最外层电子数一般多于或等于 4 个（是不稳定结构） ，在化学变化中易获得电子，而使最外层达到 8 电子的稳定结构。这种性质叫做非金属性。 稀有气体元素：原子的最外层有 8 个电子（He 为 2 个） ，为相对稳定结构。元素类别 最外层电子数 得失电子趋势 性质 结论金属元素 4 易失去最外层电子（形成阳离子）非金属元素 4（H：1） 易获得电子使最外层达到 8 电子的稳定结构（形成阴离子）易发生化学反应稀有气体元素 8（He：2） 难得失电子（为相对稳定结构） 极难发生化学反应元素的化学性质由最外层电子数决定。4. 离子的形成：带电的原子或原子团叫做离子。在化
8、学反应中，金属元素原子失去最外层电子，非金属元素原子得到电子，从而使参加反应的原子带上电荷。带电荷的原子叫做离子。带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。阴、阳离子由于静电作用互相吸引，结合形成稳定的、不带电性的化合物。5. 离子内质子数不等于核外电子数，离子的最外层电子一般是 8（氢是 0）个电子的稳定结构。原子通过得失电子变成离子，离子也可以通过得失电子变回原子。6. 离子符号离子用离子符号表示：在原子团或元素符号的右上角标出离子所带的电荷的多少及电荷的正负（数字在前，符号在后） ，当离子所带电荷数为 1 时，1 可以不写。如 Na+（钠离子） 、Ca 2+（钙离子） 、H +
9、（氢离子） 、Cl -（氯离子） 、O 2-（氧离子） 、OH -（氢氧根离子）等。离子符号表示的意义：Mg 2+表示 1 个镁离子带 2 个单位的负电荷。2O 2-表示 2 个氧离子。离子符号只有微观含义，没有宏观含义。7. 一定带正电的粒子：质子、原子核、阳离子一定带负电的粒子：电子、阴离子不带电的粒子有：中子、原子、分子8. 物质与其构成粒子之间的关系： 原子直接构成物质。如汞、金刚石直接由原子构成。 金属元素原子和非金属元素原子分别形成阳离子和阴离子。如氯化钠是由氯离子和钠离子构成的。 非金属元素离子和非金属元素离子各提供电子形成共用电子对，结合成分子。如氧气是由氧分子构成的。第四节
10、化学式与化合价1. 化学式：用元素符号和数字组合来表示物质组成的式子。2. 化学式（如 H2O）的意义：表示一种物质（宏观意义）表示水这种物质；表示一个分子（微观意义）表示 1 个水分子；表示某物质是由什么元素组成的（宏观意义）表示水是由氢元素、氧元素组成；表示某物质是由什么粒子构成（微观意义）表示水由水分子构成；表示某物质的分子由什么粒子构成（微观意义）表示 1 个水分子由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成；3. 化学式的写法：纯净物单质化合物金属单质、稀有气体单质、其他由原子构成的物质直接用元素符号表示（如 Fe、Al）常温下为固态的非金属单质用元素符号表示（如 S、P、C ）由双原子分子
11、或多原子分子构成在元素符号右下角标出原子个数（如 O2、H 2、Cl 2）正价元素或原子团写在前，负价元素或原子团写在后（特例：NH 3 氨气、CH 4 甲烷） 。在元素符号右下角写出该种元素的原子数目，所有元素的原子个数比为最简比（特例：H 2O2） 。当原子团不是一个时需要加括号，把个数写在括号的右下角（1 省略不写） 。书写化合物的化学式时，首先要弄清以下两点： 这种物质由哪种物质组成； 化合物中各元素的原子个数比是多少。4. 化合价：元素化合价是一个原子在化合时表现出来的性质。在元素符号或原子团的上方标出化合价， “+”、 “-”写在前，数字写在后。5. 化合价的一般规律：金属元素跟非
12、金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价。氧元素通常显-2 价，氢元素通常显+1价。在化合物里正负化合价的代数和为 0。在单质中元素的化合价为 0。同一元素在不同物质里可显不同的化合价。在同一种物质里，同一元素也可显不同的化合价（如 NH4NO3） 。6. 根据化合价写化学式：“正价前，负价后，十字交叉右下处，化简才是原子数” 。如 P2 O5 P 2O57. 数字的意义： 元素符号前的数字表示几个某原子。如 2H 中的“2”表示 2 个氢原子。 化学式前的数字表示几个某分子。如 2H2O 中的“2”表示 2 个水分子。 元素符号右下角数字表示一个某分子或离子中有几个某原子。如 CO2
13、 中的“2”表示 1 个二氧化碳分子中有 2 个氧原子。 元素符号右上角的数字表示一个某离子中带几个单位的正或负电荷。如 Fe3+中的“3”表示 1 个铁离子带3 个单位的正电荷。 元素符号正上方数字表示某元素的化合价。如 Fe 表示铁元素的化合价是+3。+3+5 -2-3 +58. 根据化学式进行计算（计算时要注意式子的化学意义）1) 相对分子质量（相对原子质量原子个数）之和2) 组成元素的质量比（相对原子质量原子个数）之比在计算时要注意标清元素的顺序。3) 原子个数之比（元素质量相对原子质量）之比4) 化合物中某元素的质量分数 %10量该 化 合 物 的 相 对 分 子 质原 子 个 数该
14、 元 素 的 相 对 原 子 质 量5) 某元素的质量某化合物的质量某元素质量分数 %10量该 化 合 物 的 相 对 分 子 质原 子 个 数该 元 素 的 相 对 原 子 质 量某 化 合 物 的 质 量【例】多少吨的氧化亚铁（FeO）中所含铁元素质量和 100t 中氧化铁所含铁元素的质量相同？解：设需氧化铁的质量为 x。 t90%164217256035tx答：需氧化亚铁的质量为 90t。【注意】列方程时所设未知数不能带有单位。6) 某元素的质量某混合物的质量纯度某元素质量分数某元素的质量 %10量该 化 合 物 的 相 对 分 子 质原 子 个 数该 元 素 的 相 对 原 子 质 量
15、纯 度某 混 合 物 的 质 量【例】现在有一种化肥，主要成分是硝酸铵，测得其含氮量为 34.3%（杂质不含氮） ，求这种化肥的纯度。解：设该化肥的质量为 100g，该化肥的纯度为 a%。 983.4g102g103624g10aa答：这种化肥的纯度为 98%。【注意】 设这种氮肥的质量是为了使方程有化学意义。 纯度是百分数，不能小于 0%，也不能大于 100%。纯度是未知数时，表示纯度的字母后要跟上百分号。7) 有一瓶不纯的硝酸铵（NH 4NO3）样品，经分析其中的含氮量为 37%，则所含杂质可能是：A. (NH4)2SO4 B. CO(NH2)2 C. NH4Cl D. NH4HCO3【分
16、析】解这道题需要三个要素：最大数、中间数、最小数（指含氮量） 。三者之间的关系为：最大数中间数最小数。这里的 37%是求出的平均含氮量，是中间数。接下来算出 NH4NO3 中的含氮量：35%。由于 35%37%，所以应该是最小数。然后算出四个候选答案中每个化合物的含氮量，它是最大数，数值应该大于 37%。在这里只有 CO(NH2)2 的含氮量为 46.7%，超过了 37%，成为最大值。所以最后答案应该是 B。物质构成的奥秘一、选择题1. 同种元素的原子和离子，一定具有相同的（ ）A、电子层数 B、质量 C、质子数 D、电子数2. 下列各示意图中，能表示阳离子的是( )3. 下列微粒中，能够保持
17、氢气化学性质的是（ ）A、 H B、H + C、H 2 D、H 2O4. “神州五号”不仅将杨立伟送上太空，实现了亿万中国人的梦想，同时还承担着其他的科研任务。比如探索宇宙中可能存在的完全由反粒子构成的物质反物质。物质与反物质相遇会发生“湮灭”现象，释放出巨大能量，在能源研究领域中前景可观。正电子、负质子等都是反粒子。它们与通常据说的电子、质子相比较，质量相等但电性相反。请你推测，反氢原子的结构可能是（ ）A、由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B、由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C、由一个带正电荷的质子与一个带正电荷的电子构成D、由一个带电负荷的质子与一个带负电荷的电子构
18、成5. 下列叙述中，正确的是( )A、二氧化碳分子是由一个碳原子和一个氧分子构成的B、不同元素的原子的核电荷数一定不同C、核外电子排布相同的粒子一定属于同种元素D、原子是构成物质的最小粒子6. 下列物质中氯元素的化合价最高的是( )A、 HCl B、Cl 2 C、KClO 3 D、KClO 47. 经实验测定，某物质中只含有一种元素，下列说法正确的是A、该物质一定是纯净物 B、该物质一定是单质C、该物质一定是混合物 D、该物质一定不是化合物8. 最近，美国科学家宣布其发现的二种超重新元素是错误的；俄罗斯科学家则宣布发现了 114 号超重新元素，其相对原子质量为 289，质子数为 114。下列说
19、法正确的是（ ）A、114 号元素原子的中子数为 175 B、114 号元素原子的中子数为 403 C、科学家宣布自己的研究成果错误是可耻的 D、科学研究成果是不可能有错误的9. 对 Fe、Fe 2+、Fe 3+三种微粒的判断，错误的是( )A、核电荷数相同 B、核外电子数相同C、电子层结构完全相同 D、质量几乎相同10. 下列关于相对原子质量的说法正确的是（ ）A、相对原子质量是原子的质量跟一种碳原子质量的比值B、相对原子质量是一个比值C、相对原子质量是原子质量的简称D、相对原子质量在一般化学计算中可采用它的近似值11. 2003 年 8 月 4 日在齐齐哈尔发生了侵华日军遗留的芥子气毒罐泄
20、漏伤人事件。芥子气是一种微黄色或无色的油状液体，具有芥子末气味或大葱、蒜臭味。目前还没有特效的预防和救治芥子气中毒的药物。芥子气的化学式为（ClCH 2CH2） 2S。下列关于芥子气的说法不正确的是（ ）A、芥子气是由氯、碳、氢、硫四种元素组成 B、芥子气的相对分子质量 159C、芥子气分子中氯、碳、氢、硫四种元素的原子个数比为 2:4:8:1 D、芥子气中氯元素的质量分数为 22.3%12. 下图是表示气体分子的示意图，图中“”和“”分别表示质子数不同的两种原子，其中表示化合物的是 ( )13. 在 2S03和 3S02中正确的说法是 ( )A分子个数相同 B氧元素的质量分数相等C氧原子个数
21、相同 D氧原子的个数比为 3:214. 下列符号中，同时表示一种单质、一种原子和一种元素的是 ( )AO 2 B2H CN DFe15. 下列五种物质中均含有碘元素，它们按碘的化合价的顺序排列：KI I 2 HIO X NaIO 4。则根据这种排列规律，X 不可能是 ( )AAgI BKIO 3 CI 204 DI 20516. 下列符号中的有关数字意义的叙述中正确的是 （ ）A2Al 中的“2”表示两个铝原子 B2N 中的“2”表示 2 个氮分子CO 2中的“2”表示两个氧原子 D5H 2O 中的“2”表示每个氢分子中含两个氢原子17. 下列说法正确的是 ( )A最外层有 8 个电子的粒子一
22、定是稀有气体元素的原子B核电荷数相同的粒子一定是同种元素的原子C含有氧元素的化合物不一定是氧化物D纯净物不一定由同种分子构成18. 19 世纪化学家对氧化锆的化学式有过争议，便进行了一系列的实验来验证。经测定锆(Zr)原子核内有 51 个中子，核外有 40 个电子，其氯化物的相对分子质量为 233。若锆在氯化物和氧化锆中的化合价相同，则氧化锆的化学式为(相对原子质量：Cl-35.5) ( )AZrO BZr2O CZr2O3 DZrO219. 下表中与各粒子名称对应的各项内容均正确的是 ( )20. 如下粒子结构示意图得出的结论中，错误的是 ( )A属于同种元素 B属于离子 C易失去成为阴离子
23、 D的结构不稳定二、填空题1. 在下列空格里，用“元素、原子、分子或离子”填空：(1)水是由氧、氢两种 组成的；(2)带电的原子或原子团叫 ；(3)保持氢气化学性质的最小粒子是氢 ；(4)化学变化中的最小粒子是 。2. 用适当的数字和符号填写：(1)3 个钙原子 (2)氢氧根离子 (3)+2 价的镁元素 (4)2 个水分子 (5)地壳中含量最高的金属元素 3. 1998 年中国十大科技成果之一是合成氮化镓纳米材料。已知镓(Ga)的原子结构示意图如图甲所示，则：(1) x的值为 。(2)镓元素的化学性质与下列哪种元素的化学性质最相似 (在 A、B、C 图中选择，填字母)。(3)它的氯化物(氯化镓
24、)的化学式为 。4. 写出下列符号的意义O _2O_ O2_ 2O2 _+2nSO2 _ Zn _Na_ Zn2+_ 2Zn2+_Fe2+ _ SO42-_+2 +1FeO_ NH4+_三、单氟磷酸钠(Na 2PO3F)易溶于水，有杀菌作用，防龋齿效果好，是牙膏行业常用的活性添加剂.牙膏中单氟磷酸钠的含量若达到 0.76%，就可使龋齿减少 17%-38%.(1)单氟磷酸钠中 F 为-1 价，则其中磷元素的化合价为_.(2)单氟磷酸钠中钠元素与氧元素的质量比为_；(3)若使一支质量为 200g(净含量)的某种牙膏达到使龋齿减少 17%-38%的功效，则每支这种牙膏中含氟的质量为_g(精确到 0.
25、1).（4）求单氟磷酸钠中 F 元素的质量分数（计算结果保留小数点后二位）。（5）上图是市售某品牌牙膏包装盒上的部分说明。其主要活性成分就是单氟磷酸钠，试验表明牙膏中单氟磷酸钠的质量分数达到 0.76%0.80%时，防龋齿的效果较好。通过计算判断，该牙膏是否有较好的防龋齿效果（计算结果保留小数点后二位）。四、啤酒、红酒和白酒中都含有乙醇（C 2H5OH），饮酒后乙醇可进入人体血液中，科学实验表明，当乙醇在人体血液中的含量超过 80mg /100mL 血（每 100mL 血中含有 80mg 乙醇）时，便会影响人的驾车或操作机器的能力；已知饮用某啤酒 1 大杯（0.56L），会使血液中乙醇含量升高
26、 30mg/100mL 血。回答下列问题：（1）乙醇中含有_种元素。（2）乙醇分子中碳、氢、氧原子的个数比是_。（3）李明饮用了 3 大杯上述啤酒后，其体内每 100mL 血液中乙醇的含量（理论上）升高_mg，_（填影响或不影响）其驾车或操作机器的能力。答案：选择题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10C A C B B D D A BC BD11 12 13 14 15 16 17 18 19 20D A C D A A CD D D BC填空题1、（1）元素 （2）离子 （3）分子 （4）原子+22、（1）3Ca （2）OH - （3）Mg （4）2H 2O （5）Al 3、（1）31 （2）B （3）GaCl 3 4、氧元素、1 个氧原子；2 个氧原子；氧气、1 个氧分子；2 个氧分子；n 个二氧化硫分子；+2 价的锌元素；钠元素、1 个钠原子、单质钠；锌离子；2 个锌离子；亚铁离子；硫酸根离子；氧化亚铁中铁显+2 价；铵根离子显+1 价三、（1）+5 （2）23：24 （3）0.2 （4）13.2% （5）（0.11413.2%110）100% = 0.78% 具有较好效果四、（1）三 （2）2：6：1 （3）90、影响。
