第三章 物質(zhì)構(gòu)成的奧秘

1、第三章 物質(zhì)構(gòu)成的奧秘第三節(jié) 組成物質(zhì)的化學(xué)元素第四節(jié) 物質(zhì)組成的表示方法【教學(xué)目標(biāo)】1、認(rèn)識(shí)一些常見元素，會(huì)書寫它們的名稱與符號(hào)；2、了解原子序數(shù)（即質(zhì)子數(shù)）120所對(duì)應(yīng)的元素名稱及元素符號(hào)3、知道元素的簡單分類。4、能說出化學(xué)式的含義；5、能依據(jù)物質(zhì)組成、利用元素化合價(jià)書寫常見物質(zhì)的化學(xué)式；6、能根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行物質(zhì)組成的簡單計(jì)算?！窘虒W(xué)內(nèi)容】一、元素1、元素的定義：具有相同核內(nèi)質(zhì)子數(shù)（即核電荷數(shù)）的一類原子的總稱。（1）判斷是否為同種元素的唯一標(biāo)準(zhǔn)：原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是否相同；（2）同種元素可能是不同種原子，相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)的原子仍然是相同元素，被稱為同位素；如：作為相對(duì)原子質(zhì)量基準(zhǔn)的

2、碳原子是質(zhì)子數(shù)為6，中子數(shù)為6的原子，而在考古學(xué)中起著重要作用的另一原子中，質(zhì)子數(shù)為6，中子數(shù)為8，同樣也屬于碳元素。同種元素主要包括三種情況：A質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同的原子。B質(zhì)子數(shù)相同化合價(jià)不同的原子C質(zhì)子數(shù)相同的單核離子（3）元素是一種總稱，是集體名詞，因此只論種類，不講個(gè)數(shù)如：水是由氫元素和氧元素組成的，絕對(duì)不能說水是由一個(gè)氧元素和兩個(gè)氫元素組成的。（4）不同元素的原子肯定不同，相同元素的原子可能不同。自然界中發(fā)現(xiàn)的元素有90余種，人工合成的元素有20余種。2、元素的符號(hào)表示元素符號(hào)（1）表示方法：國際上統(tǒng)一采用元素拉丁文名稱的第一個(gè)字母來表示元素，有時(shí)附加一個(gè)小寫的字母。如果要表示離子

3、的話，只要在元素符號(hào)的右上方標(biāo)注所帶的電荷數(shù)目及電性，如果電荷數(shù)為1時(shí)，則數(shù)字1省略，只標(biāo)明電性即可。如：Na+；Cu2+；（2）元素符號(hào)的意義：宏觀上表示一種物質(zhì)，微觀上表示該元素的一個(gè)原子。如：H 表示氫元素，及一個(gè)氫原子；不過，如果是由原子直接構(gòu)成的物質(zhì)，或者單個(gè)元素符號(hào)就能表示該物質(zhì)的話，宏觀上又能表示該物質(zhì)如：Fe 表示鐵元素、鐵單質(zhì) 微觀上表示一個(gè)鐵原子；S 表示硫元素、硫單質(zhì) 一個(gè)硫原子。注意：若元素符號(hào)前面加數(shù)字，則只表示微觀上原子的個(gè)數(shù)如：3Fe 就只能表示3個(gè)鐵原子。（3）元素的分類A金屬元素：漢字用“钅”旁表示（汞除外），如鐵元素；B非金屬元素：通常非金屬有三種狀態(tài)，“氣

4、”字頭的表示是氣態(tài)非金屬，如氧元素；有“氵”旁的是液態(tài)非金屬，如溴元素；有“石”字旁的表示固態(tài)非金屬元素，如硫元素。3、元素周期表（1）根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，把現(xiàn)在已知的一百多種元素，按原子序數(shù)（等于核電荷數(shù)）科學(xué)的有序的排列起來，這樣得到的表就是元素周期表；（2）元素周期表上對(duì)金屬元素、非金屬元素用不同的顏色加以區(qū)別，我們可以看到，金屬集中在左下方，而非金屬集中在右上方；（3）編排結(jié)構(gòu)。元素周期表中共有7個(gè)橫行，每個(gè)橫行叫做一個(gè)周期；18個(gè)縱行，每個(gè)縱行叫做一個(gè)族（8、9、10三個(gè)縱行共同組成一個(gè)族）。因此全周期表中有7個(gè)周期，18個(gè)縱行，16個(gè)族；（4）元素周期表是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的重要

5、工具。為尋找新元素提供了理論依據(jù)；在元素周期表中位置越靠近的元素化學(xué)性質(zhì)就越相似，可以啟發(fā)人們在元素周期表的一定區(qū)域?qū)ふ倚挛镔|(zhì)。二、純凈物的分類單質(zhì)（elementary）：同種元素組成的純凈物；化合物（compound）：有不同種元素組成的純凈物氧化物（oxide）：有兩種元素組成的，其中一種是氧元素的化合物。由金屬元素組成的氧化物稱為金屬氧化物（如：氧化鐵）；由非金屬元素組成的氧化物稱為是非金屬氧化物（如：二氧化碳）小結(jié)：非金屬單質(zhì)物質(zhì)純凈物混合物單質(zhì)化合物金屬單質(zhì)含氧化合物其他化合物氧化物金屬氧化物非金屬氧化物一般含氧化合物三、自然界元素的存在1、地殼中含有最多的元素：氧，其次依次為硅、

6、鋁、鐵、鈣等；2、海洋中元素含量最多的是氧，其次是氫；3、人體中元素含量最多的是氧，其次依次為碳、氫、氮；4、太陽中最豐富的元素是氫，其次是氦；5、地核中主要含有的元素鐵，其次是鎳；四、元素與人體健康1、人體中含有的微量元素起了不可缺少的作用如：缺鈣可能造成骨骼疏松，畸形；缺鋅可能造成發(fā)育停滯，智力低下，甚至侏儒癥；缺碘會(huì)的甲狀腺腫大；缺鐵、鈷易得缺鐵性貧血癥等。2、人體中的微量元素也不可過多攝入如：吸收過多的鈣，可能造成白內(nèi)障、動(dòng)脈硬化、結(jié)石的形成；吸收過多的容易形成甲亢；吸收過量的能夠防癌的硒元素，也會(huì)導(dǎo)致致癌。3、人體有害的元素在日常生活中，對(duì)我們?nèi)梭w有害的元素，主要是鉛、汞、砷等。五、

7、化學(xué)式反映了物質(zhì)的組成1、化學(xué)式（formular），就是用元素符號(hào)和數(shù)字的組合來表示純凈物組成的式子。 提出的依據(jù)：任何純凈物都有固定的組成，不同的物質(zhì)組成不同2、化學(xué)式所表示的含義（一般包括宏觀和微觀角度） 微觀上：表示某物質(zhì)；表示該物質(zhì)由哪些元素組成的 宏觀上：表示該物質(zhì)的一個(gè)分子或者一個(gè)原子；由分子構(gòu)成的物質(zhì)，還可以表示一個(gè)分子的構(gòu)成情況 我們以水（H2O）為例說明化學(xué)式的涵義以H2O為例宏觀表示一種物質(zhì)表示水這種物質(zhì)表示該物質(zhì)有哪些元素組成的表示水由氧元素和氫元素組成的微觀表示該物質(zhì)的一個(gè)分子表示一個(gè)水分子表示一個(gè)分子里有多少個(gè)原子表示一個(gè)水分子中由2個(gè)氧原子和1個(gè)原子構(gòu)成質(zhì)量表示物

8、質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2+16=18表示物質(zhì)中各種元素的原子個(gè)數(shù)比水中氫元素和氧元素的原子個(gè)數(shù)比為2：1表示物質(zhì)中各種元素的質(zhì)量比水中氫元素和氧元素的質(zhì)量比為1：83、化學(xué)式中元素符號(hào)周圍的數(shù)字的意義如 aRbc a表示有a個(gè)這樣的微粒b 表示一個(gè)微粒中有b個(gè)原子或原子團(tuán)c 表示一個(gè)該離子中帶有c個(gè)正（負(fù)）電荷一個(gè)硫酸分子中含有4個(gè)氧原子一個(gè)硫酸分子中含有1個(gè)硫原子一個(gè)硫酸分子中含有2個(gè)氫原子3個(gè)硫酸分子如：3H2SO4Ca2+ 表示鈣離子，一個(gè)鈣離子帶2個(gè)單位的正電荷注意：同元素符號(hào)的意義相似，在化學(xué)式前有數(shù)字后，就不能表示宏觀含義，只能表示微觀含義六、簡

9、單化合物的命名1、兩種元素組成的化合物的命名根據(jù)元素的名稱，從右往左讀作“某化某”。如NaCl讀作“氯化鈉”，ZnO讀作“氧化鋅”，F(xiàn)e3O4讀作“四氧化三鐵”。但要注意，H2O就是“水”，不能讀成“氧化氫”，NH3就是“氨氣”。2、含有OH原子團(tuán)的化合物的命名一般命名為“氫氧化某”如：NaOH讀作“氫氧化鈉”，Cu(OH)2讀作“氫氧化銅”3、含有其他原子團(tuán)的化合物的命名一般根據(jù)原子團(tuán)和另一元素的名稱從右到左的順序讀作“某酸某”。如：CaCO3讀作“碳酸鈣”，Cu(NO3)2讀作“硝酸銅”但注意，H2CO3就讀作“碳酸”，H2SO4就讀作“硫酸”等。4、某些比較復(fù)雜物質(zhì)的命名 如：Cu2(O

10、H)2CO3讀作“堿式碳酸銅”，H2O2讀作“過氧化氫”等七、化合價(jià)和化學(xué)式的寫法1、各種物質(zhì)的化學(xué)式都是通過實(shí)驗(yàn)方法測定出來的，一種純凈物只能由一個(gè)化學(xué)式來表示，不能主觀臆造2、化合價(jià)。大量的化合物中不同元素的原子數(shù)目中都是一個(gè)固定的比值，體現(xiàn)這種關(guān)系的數(shù)值就是化合價(jià) 某種元素的化合價(jià)數(shù)值與它原子的最外層電子數(shù)是密切相關(guān)的3、單質(zhì)的化學(xué)式的寫法（1）金屬單質(zhì)、固體非金屬單質(zhì)、稀有氣體單質(zhì)用元素符號(hào)表示。如金屬單質(zhì)：Fe（鐵）、Na（鈉）；固體非金屬：S（硫）、P（磷）等；稀有氣體：He（氦）、Ne（氖）等（2）氧氣等多原子分子構(gòu)成的單質(zhì)，在元素符號(hào)的右下角添上下標(biāo)，表示一個(gè)分子含有多少個(gè)該原

11、子。如：O2（氧氣）、O3（臭氧），Cl2（氯氣）4、化合物的化學(xué)式的寫法根據(jù)化合價(jià)來寫化學(xué)式（1）一般是正價(jià)的元素（或原子團(tuán)）寫在左邊，負(fù)價(jià)元素（或原子團(tuán)）寫在右邊（2）在金屬化合物中，金屬元素一般呈正價(jià)，非金屬呈負(fù)價(jià)；在化合物中，氧元素一般呈-2價(jià)，氫元素一般呈+1價(jià)（3）化合物中，各種元素化合價(jià)的代數(shù)和為零注意：+2CuO（1）標(biāo)注某元素的化合價(jià)時(shí)，務(wù)必要寫在該元素符號(hào)的正上方，先標(biāo)電性，后標(biāo)數(shù)目如 +2表示在氧化銅中銅元素呈+2價(jià)（2）某些元素具有可變價(jià)態(tài)，它們表示在與其他元素化合形成化合物時(shí)，會(huì)出現(xiàn)多種可能 特別：Fe 在命名時(shí)，+3價(jià)就是鐵，而在+2價(jià)時(shí)要被稱為亞鐵補(bǔ)充：初中一般常

12、見的原子團(tuán)及化合價(jià)原子團(tuán)化學(xué)式化合價(jià)原子團(tuán)化學(xué)式化合價(jià)氫氧根OH-1硝酸根NO3-1碳酸氫根HCO3-1高錳酸根MnO4-1碳酸根CO3-2錳酸根MnO4-2氯酸根ClO3-1硫酸根SO4-2磷酸根PO4-3亞硫酸根SO3-2氨根NH4+1識(shí)記：課本P80的常見元素的化合價(jià)八、根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算（1）某物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算 將化學(xué)式中所有的原子的相對(duì)原子質(zhì)量加和，即是該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量如：Ca(OH)2答：MrCa(OH)2=Ar(Ca)+2(Ar(O)+Ar(H)=40+2(16+1)=74（2）計(jì)算化合物中的原子個(gè)數(shù)之比在化學(xué)式中，元素符號(hào)右下角的數(shù)字就是表示該元素原子的個(gè)數(shù)，因此這些

13、數(shù)字的比值就是化合物中的原子個(gè)數(shù)如：Fe2O3中，鐵原子與氧原子個(gè)數(shù)比就是2：3，碳酸鈣CaCO3中鈣、碳、氧原子個(gè)數(shù)比為1：1：3但注意某些物質(zhì)的化學(xué)式中，同種元素并不寫在一起的，這時(shí)要注意原子個(gè)數(shù)如：NH4NO3中，氮、氫、氧原子個(gè)數(shù)比應(yīng)該為2：4：3Cu2(OH)2CO3中，銅、碳、氫、氧原子個(gè)數(shù)比為2：1：2：5（3）計(jì)算化合物中各元素質(zhì)量之比在化合物中，各元素質(zhì)量之比就是各元素的原子個(gè)數(shù)與它的相對(duì)原子質(zhì)量積之間的比值如：氯酸鉀（KClO3）中，m（K）：m（Cl）：m（O）=39：35.5：16×378：71：96硝酸銨（NH4NO3）中，m（N）：m（H）：m（O）14&

14、#215;2：1×4：16×37：1：12（4）計(jì)算化合物中某一元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）×100×100如：計(jì)算MgSO4中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(O)×100×10053.3（5）計(jì)算一定質(zhì)量的物質(zhì)中某元素的質(zhì)量某元素的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量×該元素在物質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如：求60gMgSO4中含有氧的質(zhì)量m（O）m（MgSO4）×(O)60g×53.332g（6）有關(guān)化合物中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算如：例1 硝酸銨樣品中含有雜質(zhì)10（雜質(zhì)中不含氮元素），求樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)首先，先求出純凈的硝酸銨中，氮的質(zhì)量分

15、數(shù)為：尿素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(N)×100×10035設(shè)不純的硝酸銨中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則有如下關(guān)系：純硝酸銨不純的硝酸銨含有硝酸銨10090含有氮元素35x故：，x31.5%例2 某不純的尿素CO(NH2)2中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42.4%，求這種尿素中雜質(zhì)（不含氮元素）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：尿素的相對(duì)分子質(zhì)量=12+16+（14+2×1）×260尿素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(N)×100×10046.7設(shè)不純的尿素中含尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則有如下的關(guān)系純尿素不純尿素含尿素100x含氮元素467424故：，x90. 8%例3 多少克碳酸氫銨（

16、NH4HCO3）與400g硝酸銨（NH4NO3）含氮元素質(zhì)量相等解：根據(jù)所含氮元素質(zhì)量相等來列等式設(shè)需要碳酸氫銨的質(zhì)量為x則，質(zhì)量為x的碳酸氫銨中含有氮元素的質(zhì)量為m1（N）x17.7x400g硝酸銨中含有氮元素質(zhì)量為m1（N）400×35故：17.7x400g×35；x790g【典型例題】例1 下列說法中正確的是（ ）A.二氧化碳是由氧氣和碳兩種物質(zhì)組成的B.二氧化碳分子是由一個(gè)碳元素和兩個(gè)氧元素組成的C.二氧化碳是由一個(gè)碳原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成的D.二氧化碳分子是由碳原子和氧原子構(gòu)成的分析：A.氧氣是由氧分子構(gòu)成的，碳是由碳原子構(gòu)成的，而二氧化碳是由二氧化碳分子構(gòu)成的，既

17、沒有氧分子也沒有單獨(dú)的碳原子，所以這句話不對(duì)；B.元素是宏觀概念，不能講個(gè)數(shù)的。這句話應(yīng)該改成：二氧化碳是由碳元素和氧元素組成的；C.二氧化碳是由二氧化碳分子構(gòu)成的，里面沒有單獨(dú)的氧原子和碳原子。這句話應(yīng)該為：二氧化碳分子中是由一個(gè)碳原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成。故答案為D。例2 下列說法中，正確的是（ ）A.一種元素與另一種元素的原子一定不相同B.凡含有氧元素的物質(zhì)就是氧化物C.某物質(zhì)中只含有一種元素，該物質(zhì)一定是一種單質(zhì)D.含有多種元素的物質(zhì)一定是混合物分析：A中，一種元素與另一種元素的原子相比，質(zhì)子數(shù)肯定不同，元素的種類判斷的唯一標(biāo)準(zhǔn)就是原子的質(zhì)子數(shù)，所以A正確；氧化物的概念是含有兩種元素并且其

18、中一種是氧元素的化合物。如果含有兩種元素的含氧化合物或者混合物就不屬于氧化物了，故B錯(cuò)誤；某物質(zhì)是單質(zhì)的前提條件就是純凈物，如果只含有一種元素組成的混合物就不屬于單質(zhì)了，如臭氧和氧氣的混合物，故C錯(cuò)誤；含有多種元素的物質(zhì)可能是化合物。例3 農(nóng)村經(jīng)常使用氮肥硝酸銨，化學(xué)式NH4NO3，經(jīng)過測定含氮量為37，已知該化肥中只含有一種雜質(zhì)，則該化肥中可能混有下列物質(zhì)中的哪種氮肥（ ）A.氯化銨（NH4Cl） B.硫酸銨(NH4)2SO4 C.尿素CO(NH2)2 D.碳銨（NH4HCO3）分析：本題是有關(guān)化合物中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，可用比較法解。分別計(jì)算氮肥中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因?yàn)橄跛徜@樣品中的含氮量37高于純硝酸銨中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以只有含氮量超過37的氮肥混入，才能使樣品含量達(dá)到37。故選C同步練習(xí)1、按質(zhì)量計(jì)算，無論在地殼里還是在空氣中，或是在生物的細(xì)胞內(nèi)，其含量很豐富的一種元素是（ ）A.氫 B.碳 C.氧 D.鋁2、蒸餾水不宜養(yǎng)魚，是因?yàn)檎麴s水中幾乎不含（ ）A.氧原子 B.氧分子 C.氧原子 D.氧元素3、多吃海帶可預(yù)防“大脖子病”，這是因?yàn)楹е泻胸S富的（ ）A.鉀元素 B.碘元素 C.鈣元素 D.鈉元素4、下列廣告用語中，你