原子、元素与化合物

进阶

原子是物质的基本粒子;元素只含一种原子,化合物就由两种或以上元素的原子按固定比例结合而成。

适合:中一科学 · 单元:原子世界(中二预习) · 建议学习路径第 8/12 课

学完呢课,你会识:
  • 元素只含一种原子
  • 化合物是元素固定比例化学结合
  • 混合物只是多种物质混合,比例可变
科学Science
读呢课前,你应该识: 物质的粒子模型

§课文原文 Passage

1世界上的物质千变万化,组成的蓝图却非常简单。原子是构成物质的基本砌块,也是化学变化中的最小单位;由同一种原子组成的纯物质叫元素,例如氧气只含氧原子,金块只含金原子;当两种或以上的元素以固定比例化合,便形成化合物。

2水由氢和氧按固定比例化合而成,食盐由钠和氯组成;铁钉生锈后变成新的物质氧化铁。空气却是混合物:氮、氧等气体只是混在一起,并没有化学结合;盐水也一样,各成分仍保留原本性质,可以用蒸发、过滤等物理方法分离。

3有趣的是,化合物的性质可以和组成元素完全不同:氢气容易燃烧,氧气帮助燃烧,但两者化合生成的水却能用来灭火;钠是遇水便猛烈反应的金属,氯是有毒气体,化合后却成为餐桌上的食盐。可见化学结合产生全新的性质,判断物质必须看整体。

4元素符号和化学式是国际通用的化学语言:氢是 H、氧是 O、碳是 C,H₂O 一写出来,世界各地的科学家都知道是水。掌握这套语言,就能准确描述物质的组成,理解化学反应如何产生新材料,支撑药物、材料以至电子科技的发展。

1重点摘要 Summary

原子是物质的基本粒子;元素只含一种原子,化合物就由两种或以上元素的原子按固定比例结合而成。

2生字卡 Vocabulary

A
Atom原子

构成元素的基本粒子,是化学变化中的最小单位。

E
Element元素

只由一种原子组成的纯物质。

C
Compound化合物

不同元素按固定比例化学结合而成的纯物质。

M
Mixture混合物

多种物质混合在一起,但没有形成新化学物质,比例可以改变。

M
Molecule分子

由两个或以上原子结合而成的粒子,例如一个水分子含有两个氢原子和一个氧原子。

C
Chemical formula化学式

用元素符号和数字表示物质组成的式子,例如水的化学式是 H₂O。

C
Chemical reaction化学反应

产生新物质的变化,例如铁生锈生成氧化铁。

P
Pure substance纯物质

只由一种物质组成,成分和性质固定;元素和化合物都属于纯物质。

3逐步讲解 Steps

  1. 由小到大分层这一课的概念可以由小到大分层记忆:原子是化学变化中的最小单位;同类原子组成元素,例如氧气只含氧原子,金块只含金原子;不同元素按固定比例发生化学结合,便成为化合物,例如氢和氧化合成水,铁与氧化合生成锈。层次分明,判断物质类别时便不会混乱。
  2. 分清化合物和混合物化合物与混合物要分清楚:水是化合物,氢原子和氧原子的比例固定为 2:1,全世界的海水河水都一样;空气中的氮、氧等气体只是混合在一起,比例随地点和天气变化,属于混合物;盐水也一样,盐多盐少都是盐水。固定比例的化学结合,正是化合物的标志。
  3. 性质可以改变化合物的性质可以和组成元素完全不同:氢气容易燃烧,氧气帮助燃烧,但两者化合生成的水却能用来灭火,可见化学结合产生了全新的性质。盐由钠和氯组成:钠是遇水便猛烈反应的金属,氯是有毒气体,化合后却成为日常的调味料。判断物质的性质,必须看整体,不能只看成分。
  4. 化学式是语言元素符号和化学式是国际通用的化学语言:H₂O 一写出来,世界各地的科学家都知道是水,即两个氢原子加一个氧原子;CO₂ 则代表二氧化碳。掌握这套语言,才能准确描述物质的组成和反应,正如学会字母才能阅读一样,它是继续学习化学的基础工具。
  5. 记住常用符号元素符号多以英文名称的首一两个字母组成:氢是 H、氧是 O、碳是 C、氮是 N、铁是 Fe、铜是 Cu;部分来自拉丁名称,例如钠是 Na、钾是 K。书写规则是首字母大写、第二个字母小写,写错了意思便完全不同:Co 是钴元素,CO 是一氧化碳气体,考试时千万要留意大小写。
  6. 分离混合物混合物可以用物理方法分离:盐水蒸发后留下盐粒,沙和水用过滤分开,沙中的铁粉可以用磁铁吸出。正因为各成分没有化学结合,仍保留原本的性质,这些方法才可行,这也是辨认混合物的重要线索。物理分离在日常的饮用水处理和资源回收中天天应用,是化学知识最实际的体现。

4图解 Diagrams

原子 → 元素 → 化合物 From atom to compoundO一粒原子 atom同种相连OO氧分子 O₂(元素)遇氢燃烧OHH水 H₂O(化合物)元素 element只得一种原子化合物 compound:多种原子按比例结合水系化合物:两粒氢一定配一粒氧——拆唔开就唔系物理方法做得到空气唔系化合物——氮氧等气体只是混埋一齐,无固定比例 air is a mixture
图 1:原子・元素・化合物

5例题示范 Example

例题:氧气、海水、二氧化碳、金,哪些是元素、化合物或混合物?

  1. 氧气只含氧原子 → 元素
  2. 海水含水、盐等几种物质 → 混合物
  3. 二氧化碳由碳氧固定比例结合 → 化合物
  4. 金只含金原子 → 元素
  5. 答案:氧气和金只含一种原子,是元素;二氧化碳由碳和氧按固定比例化学结合,是化合物;海水同时含水、盐等多种物质,成分没有固定比例,是混合物。判断要诀:先数成分的种类,再看各成分之间有没有固定比例的化学结合,三者不可混淆;答题时宜先分类,再各写一项判断理由。

6常见错误 Mistakes

✗ 有两种元素就一定是混合物。
✓ 如果两种元素化学结合成固定比例,就是化合物。
✗ 化合物只是将物质捞埋。
✓ 化合物有新化学键同新性质;混合物通常可以用物理方法分离。
✗ 把元素符号全部写成大写,例如把钠写成 NA。
✓ 符号首字母大写、其余小写:钠是 Na;NA 不是任何元素的符号。
✗ 以为混合物一旦混在一起,便无法再分开。
✓ 混合物可以用物理方法分离,例如过滤、蒸发,或用磁铁吸走铁粉。

75 题快测 Quick check

Q1元素由多少种原子组成?

Q2水是化合物定混合物?为什么?

Q3空气为什么是混合物?

Q4写出氧、铁、钠的元素符号。

Q5盐水是混合物还是化合物?可以怎样分离?

8重点回顾 Recap

  • 元素只含一种原子
  • 化合物是元素固定比例化学结合
  • 混合物只是多种物质混合,比例可变
  • 化合物的性质可能与组成它的元素完全不同
  • 化学式是国际通用的化学语言

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