物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)基本理論

物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)基本理論第1頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六王兆國(guó)電話mail:745100278@

wzg2238@第2頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六教材及參考書目指定教材

《化學(xué)》二十一世紀(jì)中等職業(yè)教育實(shí)用教材中國(guó)傳媒大學(xué)出版社

《基礎(chǔ)化學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社第3頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一氧化二氫1、是一種無(wú)色，無(wú)嗅，無(wú)味的化學(xué)物質(zhì)。它每年奪去成千上萬(wàn)人的生命,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)由于吸入一氧化二氫而導(dǎo)致的死亡率已經(jīng)接近萬(wàn)分之一，在人類的非正常死亡中位列前十。2、氣態(tài)一氧化二氫有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的灼傷，而長(zhǎng)時(shí)間不帶防護(hù)用具處于有固體一氧化二氫存在的環(huán)境中會(huì)引起生物的組織發(fā)黑壞死、生理機(jī)能失調(diào)；3、若生物體中的一氧化二氫含量過(guò)多還會(huì)引起汗液、尿液過(guò)量分泌，惡心，嘔吐和具有腫脹感等癥狀。此外一氧化二氫會(huì)打亂身體組織液中的電解質(zhì)固有的平衡狀態(tài)。

第4頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一氧化二氫4、不僅在許多疾病組織比如說(shuō)惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)，而且大量的科學(xué)事實(shí)已經(jīng)證明，一氧化二氫是形成疾病的必要條件。對(duì)于使用一氧化二氫上癮的人們來(lái)說(shuō)，目前沒(méi)有任何手段能夠幫助他們擺脫它，戒掉就意味死亡。5、又名氫氧酸，是酸雨的主要組成部分，能夠引發(fā)強(qiáng)烈溫室效應(yīng)，促進(jìn)泥石流和山體滑坡的發(fā)育，幾乎能夠?qū)θ祟愃胁牧袭a(chǎn)生不良影響。對(duì)電力設(shè)備和機(jī)械制動(dòng)裝置有著致命的影響。6、污染正像瘟疫一樣擴(kuò)散!今天的世界，幾乎所有的小溪，河流，湖泊和水庫(kù)均可找到一定量的一氧化二氫，甚至在北極冰川中都發(fā)現(xiàn)了這種污染物。每年由于一氧化二氫的過(guò)量給人類帶來(lái)的損失超過(guò)百億美元。

第5頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六優(yōu)點(diǎn)：盡管它有極端的危險(xiǎn)性，但一氧化二氫卻是現(xiàn)代工業(yè)的寵兒，各國(guó)政府因?yàn)椤八軐?duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)”而在工業(yè)中大量使用這種物質(zhì)。需要大量消耗這種物質(zhì)的部分行業(yè)有：核能發(fā)電和火力發(fā)電、化工行業(yè)、農(nóng)藥生產(chǎn)、泡沫塑料、選礦、造紙、皮革鞣制、農(nóng)藥和化肥的施用（值得注意的是這是一種難于完全清除的物質(zhì)）。

實(shí)際上，軍事部門一直對(duì)一氧化二氫的軍事用途有著極大的興趣，軍事部門一直在做有關(guān)一氧化二氫的的提純和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，并且為了能在戰(zhàn)爭(zhēng)中控制和利用它，設(shè)計(jì)出了耗資數(shù)億元的武器裝備，幾乎所有的大國(guó)以及一些想在軍事上有著長(zhǎng)足發(fā)展的國(guó)家目前都在這方面投入了不少人力物力。幾乎每個(gè)國(guó)家的軍事部門都有著復(fù)雜的系統(tǒng)以獲得純凈的一氧化二氫，在美國(guó)軍隊(duì)中這種物質(zhì)的儲(chǔ)備已經(jīng)超過(guò)萬(wàn)噸。

一氧化二氫第6頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六就在官員們打算將法令草案遞交市議會(huì)之際，3月12日，市執(zhí)行長(zhǎng)官XX先生卻由于發(fā)現(xiàn)禁止使用一氧化二氫將給本市市民的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和日常生活帶來(lái)極大的沖擊和不便，因此最后終止了這項(xiàng)立法動(dòng)議。一氧化二氫第7頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一氧化二氫（水H2O）第8頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一些化學(xué)基本概念化學(xué)？

化學(xué)是一門在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。化學(xué)是以研究物質(zhì)的化學(xué)變化為主的科學(xué)。第9頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六石墨結(jié)構(gòu)石墨金剛石金剛石結(jié)構(gòu)足球烯碳納米管第10頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六分子？分子是不斷運(yùn)動(dòng)著的微粒物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)由分子所決定分子由一定數(shù)目的原子組成分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒第11頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六并五苯分子結(jié)構(gòu)示意圖并五苯分子原子力顯微鏡照片第12頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原子？原子是不斷運(yùn)動(dòng)著的微粒原子是構(gòu)成分子的基本微粒原子是可以再分的，原子由更小的微粒(質(zhì)子、中子、電子等)組成原子是物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的基本微粒第13頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原子原子核電子(帶負(fù)電)(核外)質(zhì)子(帶正電)中子(不帶電)不顯電性核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)原子的構(gòu)成第14頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原子是由居于原子中心帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的繞核作高速運(yùn)動(dòng)的電子構(gòu)成的；原子核在原子中只占很小的體積，但集中了原子的絕大部分的質(zhì)量；原子中質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，它們數(shù)量相同電性相反，所以原子不帶電。第15頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六構(gòu)成原子的粒子的電性和質(zhì)量粒子種類電性質(zhì)量(kg)質(zhì)子1個(gè)單位正電荷1.6726×10-27中子不帶電1.6749×10-27電子1個(gè)單位負(fù)電荷質(zhì)子質(zhì)量的1/1836原子的質(zhì)量絕大部分集中在原子核上，核外電子的質(zhì)量忽略不計(jì)第16頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原子量？

注意：相對(duì)原子質(zhì)量不是原子的實(shí)際質(zhì)量，是一個(gè)比值相對(duì)原子質(zhì)量的單位是1以碳原子質(zhì)量的1/12為標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量跟它的比值相對(duì)原子質(zhì)量=該原子的實(shí)際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)碳原子質(zhì)量的1/12

=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)第17頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六分子量？分子量是構(gòu)成分子的所有原子的相對(duì)原子質(zhì)量之和，通常用M表示三聚氰胺第18頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六元素？元素是原子核里質(zhì)子數(shù)（即核電荷數(shù)）相同的一類原子的總稱1.具有相同核電荷的原子都具有相同的化學(xué)性質(zhì)，所以元素是以原子核的核電荷數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原子進(jìn)行分類的2.表示元素的符號(hào)與表示原子的符號(hào)相同，如H，既表示氫元素，也表示氫原子3.原子是微觀概念，元素是宏觀概念。原子有量的涵義，元素沒(méi)有。如

H

和2H第19頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六單質(zhì)？元素、單質(zhì)、化合物都是宏觀概念，它們都可以通過(guò)微觀概念——從原子的角度來(lái)理解由一種元素組成的物質(zhì)稱為單質(zhì)，例如H2化合物？由不同種(不止一種)元素組成的物質(zhì)稱為化合物，例如H2O第20頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六SI制中的基本物理量及其單位名稱和符號(hào)在化學(xué)中,前面六種單位是常用單位。國(guó)際單位制(SI)物理量長(zhǎng)度質(zhì)量時(shí)間電流溫度物質(zhì)的量光強(qiáng)度單位名稱米千克秒安培開(kāi)爾文摩爾坎德拉單位（中）米千克秒安開(kāi)摩坎符號(hào)（英）mkgsAKmolcd第21頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六物質(zhì)的量？以摩爾為單位來(lái)表示組成物質(zhì)的基本單元數(shù)目多少的物理量稱為物質(zhì)的量。通常用符號(hào)n表示1.“物質(zhì)的量”是一種物理量的名稱，用于量度物質(zhì)的基本單元數(shù)目，是廣度性質(zhì)的物理量。它的SI單位是mol。2.表示物質(zhì)的量時(shí)，應(yīng)先指明基本單元。物質(zhì)的基本單元可以是各種任意指定的微粒如：原子、分子、離子、2H、H2O、3OH-等等。第22頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六阿佛加德羅常數(shù)1摩爾基本單元數(shù)目與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等，這個(gè)數(shù)目稱為阿佛加德羅常數(shù)。用NA表示：

NA=6.02×1023例如，1mol12C含有NA個(gè)12C原子。1molH2O含有2NA個(gè)H原子和1NA個(gè)O原子。AmedeoAvogadro1776-1856第23頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六Chemistry化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史第24頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六“化學(xué)”一詞的由來(lái)Chemistry

由“chemia”演化而來(lái)。最早出現(xiàn)在埃及第四世紀(jì)的記載。化學(xué)最早見(jiàn)諸于19世紀(jì)中葉偉烈亞力主編的《六合叢談》，并定義為研究物質(zhì)本質(zhì)變化的學(xué)問(wèn)。第25頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六化學(xué)的萌芽

近代化學(xué)理論的創(chuàng)立

現(xiàn)代化學(xué)的興起

化學(xué)的繼往開(kāi)來(lái)

1234第26頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六火山爆發(fā)火

從怕火到用火人類與化學(xué)最早的接觸第27頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六現(xiàn)代海南黎族鉆木取火

恩格斯說(shuō)：“就世界性的解放作用而言，摩擦生火還是超過(guò)了蒸汽機(jī)，因?yàn)槟Σ辽鸬谝淮问谷酥淞艘环N自然力，從而最終把人同動(dòng)物分開(kāi)。”

利用火是人類走向文明的起點(diǎn)

第28頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

制陶的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)燒制來(lái)人為地改變粘土的性質(zhì)，使粘土的組分二氧化硅（SiO2）、三氧化二鋁（Al2O3）、碳酸鈣（CaCO3）、氧化鎂（MgO）等在燒制過(guò)程中發(fā)生一系列的化學(xué)變化，從而使陶器具備防水耐用的優(yōu)良性質(zhì)。陶器不但有新的技術(shù)意義，而且有新的經(jīng)濟(jì)意義。它使人們處理食物時(shí)增添了蒸煮的辦法，陶制的紡輪、陶刀、陶挫等工具也在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，同時(shí)陶制儲(chǔ)存器可以使谷物和水便于存放。因此，陶器很快成為人類生活和生產(chǎn)的必需品，特別是定居下來(lái)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人們更是離不開(kāi)陶器。陶器的發(fā)明，在制造技術(shù)上是一個(gè)重大的突破。歷史悠久的制陶工藝第29頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六古代煉銅分為干法和濕法。干法煉銅的化學(xué)原理：2CuO+C=2Cu+CO2（出現(xiàn)較早，早于煉鐵）濕法煉銅的化學(xué)原理：CuO+Fe=Cu+FeO（出現(xiàn)較晚，晚于煉鐵）煉銅與煉鐵

干法煉銅時(shí)銅礦里的錫（Sn）等金屬元素常一起被還原出來(lái)，這種混入了錫的銅（青銅）能極大的降低銅的熔點(diǎn)、提高其硬度和可鑄性。青銅器的出現(xiàn)，推動(dòng)了當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)、兵器、金融、藝術(shù)等方面的發(fā)展，把社會(huì)文明向前推進(jìn)了一步。人類文明在石器時(shí)代結(jié)束后很快進(jìn)入青銅器時(shí)代。

第30頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六古代煉鐵：將鐵礦石和木炭一層夾一層地放在煉爐中，點(diǎn)火焙燒，在650-1000℃溫度下，利用炭的不完全燃燒產(chǎn)生一氧化碳，使鐵礦石中的氧化鐵還原成鐵。2C+O2=2COFeO+CO=CO2煉銅與煉鐵

鐵硬且有延展性，被廣泛用于制造各種生產(chǎn)生活器具，當(dāng)然也用于制造兵器。由于鐵比青銅更堅(jiān)硬，煉鐵的原料也遠(yuǎn)比銅礦豐富，在絕大部分地方，鐵器代替了青銅器。人類文明從此進(jìn)入鐵器時(shí)代。

鐵的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用不僅開(kāi)辟了人類文明發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)新時(shí)代，而且也成了現(xiàn)代文明社會(huì)的支柱之一。

第31頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六人類最早發(fā)明利用的有機(jī)化學(xué)工藝是釀酒。酒的原料是谷物，用作發(fā)酵的催化劑是曲。這是人類最早利用酶催化谷物水解、制作酒精的方法。

古代有機(jī)化學(xué)工藝

第32頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六油漆是中國(guó)古代人民的一大發(fā)明。在距今4000年前，中國(guó)勞動(dòng)人民就把漆樹(shù)的汁經(jīng)簡(jiǎn)單處理后涂在物體表面，形成一層高聚物的膜，以保護(hù)器具不受空氣中氧氣、水的腐蝕。油漆的主要作用：防腐、美觀。古代有機(jī)化學(xué)工藝

第33頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六染色工藝在中國(guó)的發(fā)展也是很早的。在周代，已把青、黃、赤、白、黑五種顏色作為主要顏色，并且用五種顏色染絲帛制衣，以區(qū)分人們的身分等級(jí)。同時(shí)把染色工序概括為煮、湅、暴、染幾個(gè)步驟，并設(shè)有“染人”掌染絲帛。染色所用的原料，據(jù)古代文獻(xiàn)所載，是經(jīng)過(guò)化學(xué)加工而提煉出來(lái)的植物性染料，如藍(lán)靛（染藍(lán)）、茜草（染絳）等。

古代有機(jī)化學(xué)工藝

1972年，中國(guó)湖南長(zhǎng)沙馬王堆古墓中出土的西漢紡織品，色彩仍很清晰，利用近代分析技術(shù)，確證朱紅色為硫化汞，銀灰色為硫化鉛，粉白色為絹云母，一共有36種色象。由此可見(jiàn)當(dāng)時(shí)的染料應(yīng)用技術(shù)水平。第34頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六當(dāng)社會(huì)發(fā)展到一定的階段，生產(chǎn)力有了較大提高后，統(tǒng)治階級(jí)對(duì)物質(zhì)享受的要求也越來(lái)越高，皇帝和王公貴族自然而然地產(chǎn)生了兩種奢望：第一是希望掌握更多的財(cái)富，供他們享樂(lè)；第二，當(dāng)他們有了巨大的財(cái)富以后，總希望能永遠(yuǎn)享用下去。于是便出現(xiàn)了煉金術(shù)和煉丹術(shù)。煉金家和煉丹家夜以繼日地在做最原始的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，卻從沒(méi)有一個(gè)人達(dá)到“點(diǎn)石成金”和“長(zhǎng)生不老”的目的。但是，煉丹家和煉金家對(duì)化學(xué)的興起和發(fā)展是有功績(jī)的，后世之人把他們敬為開(kāi)拓化學(xué)科學(xué)的先驅(qū)。因此，在英語(yǔ)中化學(xué)家（chemist）與煉金家（alchemist）兩個(gè)名詞極為相近，其真正的含義是“化學(xué)源于煉金術(shù)”?；瘜W(xué)的起源

第35頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六化學(xué)的萌芽

近代化學(xué)理論的創(chuàng)立

現(xiàn)代化學(xué)的興起

化學(xué)的繼往開(kāi)來(lái)

1234第36頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六燃燒之謎17世紀(jì)以來(lái)，歐洲的資本主義生產(chǎn)關(guān)系逐漸確定，工業(yè)蓬勃發(fā)展，冶金、陶瓷、肥皂、玻璃等工業(yè)發(fā)展很快，人們急需了解燃燒的本質(zhì)。于是科學(xué)家們把注意力集中在探究燃燒的秘密上。

對(duì)燃燒現(xiàn)象的解釋最具代表性的學(xué)說(shuō)有兩個(gè)：燃素說(shuō)和氧化說(shuō)。其中燃素說(shuō)的代表人物是波義耳和施塔爾；氧化說(shuō)得代表人物是拉瓦錫。第37頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六“懷疑派的化學(xué)家”英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家羅伯特·波義耳（RobertBoy1e,1627～1691）

燃素說(shuō)第38頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六實(shí)驗(yàn)中，波義耳使用了天平，把定量的手段帶進(jìn)了化學(xué)研究之中。

金屬煅燒實(shí)驗(yàn)中使用的天平

Cu+O2CuO金屬+燃素——>金屬灰

第39頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六德國(guó)化學(xué)家恩斯特·施塔爾（GeorgErnstStahl,1660－1734）

金屬—燃素——>金屬灰

燃素說(shuō)第40頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六“化學(xué)之父”法國(guó)化學(xué)家安圖瓦·羅朗·拉瓦錫（Antoine-LaurentLavoisier，1743～1794）氧化說(shuō)燃燒實(shí)質(zhì)是物質(zhì)和空氣中的氧氣相化合的過(guò)程

第41頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)設(shè)備

座右銘：“不靠猜想，而要根據(jù)事實(shí)?！钡?2頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六約瑟夫·拉格朗日痛心地說(shuō)：“他們可以一瞬間把他的頭割下，而他那樣的頭腦一百年也許長(zhǎng)不出一個(gè)來(lái)?！?/p>

1794年

拉瓦錫死于絞刑

第43頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索世界是由物質(zhì)構(gòu)成的。但是，物質(zhì)又是由什么組成的呢？物質(zhì)的化學(xué)組成是反映物質(zhì)內(nèi)化學(xué)元素的質(zhì)與量的范疇，是人們認(rèn)識(shí)化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)的出發(fā)點(diǎn)，其基本理論主要是元素學(xué)說(shuō)和原子分子論。

第44頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

元素學(xué)說(shuō)是人類在認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成過(guò)程中最早提出的學(xué)說(shuō)，是化學(xué)組成理論的基礎(chǔ)，也是哲學(xué)探討的重要課題。

元素學(xué)說(shuō)中國(guó)古人提出了陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)，認(rèn)為萬(wàn)物是由金、木、水、火、土五種基本物質(zhì)組合而成，而五行則是由陰陽(yáng)二氣相互作用而成的。用“陰陽(yáng)”這個(gè)概念來(lái)解釋自然界兩種對(duì)立和互相消長(zhǎng)的物質(zhì)勢(shì)力，認(rèn)為二者的相互作用是一切自然現(xiàn)象變化的根源。第45頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六元素學(xué)說(shuō)而古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《發(fā)生和消滅》一書中論證物質(zhì)構(gòu)造時(shí)，以四種“原性”作為自然界最原始的性質(zhì)，它們是熱、冷、干、濕，把它們成對(duì)地組合起來(lái)，便形成了四種“元素”，即火、氣、水、土，然后構(gòu)成了各種物質(zhì)。

第46頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六在化學(xué)發(fā)展的歷史上，是英國(guó)化學(xué)家波義耳第一次給元素下了一個(gè)明確的定義。

元素學(xué)說(shuō)他指出：“元素是構(gòu)成物質(zhì)的基本，它可以與其他元素相結(jié)合，形成化合物。但是，如果把元素從化合物中分離出來(lái)以后，它便不能再被分解為任何比它更簡(jiǎn)單的東西了?！?/p>

波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)。

——恩格斯第47頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六人類對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是永無(wú)止境的，物質(zhì)是由元素構(gòu)成的，那么，元素又是由什么構(gòu)成的呢？1803年，英國(guó)化學(xué)家道爾頓創(chuàng)立的原子學(xué)說(shuō)進(jìn)一步解答了這個(gè)問(wèn)題。

原子分子論①一切元素都是由不能再分割和不能毀滅的微粒所組成，這種微粒稱為原子；②同一種元素的原子的性質(zhì)和質(zhì)量都相同，不同元素的原子的性質(zhì)和質(zhì)量不同；③一定數(shù)目的兩種不同元素化合以后，便形成化合物。

第48頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六“近代化學(xué)之父”英國(guó)科學(xué)家約翰·道爾頓JohnDalton(1766～1844)

1801年，“氣體分壓定律”1803年，“倍比定律”，并引入了元素的相對(duì)原子量（提出最初的原子量表）1808年，“道爾頓原子學(xué)說(shuō)”第49頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六受當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平和形而上學(xué)自然觀的限制，道爾頓的原子論仍舊存在著缺陷和錯(cuò)誤：道爾頓的原子論沒(méi)有區(qū)分原子和分子；在現(xiàn)代科學(xué)揭示了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之后，原子不可分割的論點(diǎn)顯然是錯(cuò)誤的。

原子分子論意大利化學(xué)家阿伏加德羅于1811年提出了分子學(xué)說(shuō)：許多物質(zhì)往往不是以原子的形式存在，而是以分子的形式存在；同溫同壓下，同體積氣體所含分子數(shù)目相等。

至此，近代化學(xué)總體的理論基礎(chǔ)基本建立了，它表明：不同元素代表不同原子，原子按一定方式或結(jié)構(gòu)結(jié)合成分子，分子的結(jié)構(gòu)直接決定其性能，分子進(jìn)一步組成物質(zhì)。這個(gè)理論基礎(chǔ)在化學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中不斷深化和擴(kuò)展。

第50頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六化學(xué)的萌芽

近代化學(xué)理論的創(chuàng)立

現(xiàn)代化學(xué)的興起

化學(xué)的繼往開(kāi)來(lái)

1234第51頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六現(xiàn)代化學(xué)的興起19世紀(jì)末，物理學(xué)上出現(xiàn)了三大發(fā)現(xiàn)，即倫琴射線（X射線）、放射性和電子。這些新發(fā)現(xiàn)猛烈地沖擊了道爾頓關(guān)于原子不可分割的觀念，從而打開(kāi)了原子和原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的大門，揭露了微觀世界中更深層次的奧秘。

第52頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三大發(fā)現(xiàn)倫琴射線第53頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六倫琴射線倫琴（1845~1923）及人類史上第一張X光照片

第54頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六放射性居里夫人將鈾產(chǎn)生放射線的過(guò)程定名為“放射性”，把有放射性的元素命名為“放射性元素”。后來(lái)居里夫婦在鈾瀝青礦石中發(fā)現(xiàn)了兩種新的放射性元素：釙和鐳，并被人們被人們稱為“鐳的父母”。

第55頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六愛(ài)因斯坦說(shuō):

“在像居里夫人這樣一位祟高人物結(jié)束她的一生的時(shí)候，我們不要僅僅滿足于回憶她的工作成果對(duì)人類已經(jīng)作出的貢獻(xiàn)。第一流人物對(duì)于時(shí)代歷史進(jìn)程的意義，在其道德品質(zhì)方面，也許比單純的才智成就方面還要大?！?0世紀(jì)的化學(xué)巨匠----居里夫人

第56頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電子19世紀(jì)后期德國(guó)物理學(xué)家哥耳德斯坦發(fā)現(xiàn)陰極射線后，倫琴?gòu)姆烹姽荜帢O發(fā)出的射線發(fā)現(xiàn)了X射線，貝克勒爾又從對(duì)X射線的研究發(fā)現(xiàn)了鈾的天然放射性，居里夫婦又進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了鐳。但陰極射線本身到底是什么呢？

1897年，英國(guó)物理學(xué)家湯姆生通過(guò)稀薄氣體放電實(shí)驗(yàn)，揭開(kāi)了陰極射線的真面目：陰極射線是帶負(fù)電的物質(zhì)粒子，他稱之為“微?！?，后被命名為“電子”。

第57頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六后來(lái)，湯姆生巧妙地將電場(chǎng)和磁場(chǎng)結(jié)合起來(lái)，首先測(cè)出了陰極射線的速度，并進(jìn)一步測(cè)量出了陰極射線中帶負(fù)電的“粒子”所攜帶的電荷量和它的質(zhì)量的比值，稱為“荷質(zhì)比”。湯姆遜還發(fā)現(xiàn)，不論射線是怎樣產(chǎn)生的，對(duì)于射線中的粒子來(lái)說(shuō)，都具有相同的荷質(zhì)比值。第58頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六“葡萄干布丁”原子結(jié)構(gòu)模型

電子的發(fā)現(xiàn)，明確地表明“原子”是可以再分的。那原子到底具有怎樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢？湯姆生在缺乏實(shí)驗(yàn)證據(jù)的前提下，通過(guò)主觀臆想勾勒出了“葡萄干布丁”原子結(jié)構(gòu)模型。電子的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著科學(xué)的一個(gè)新時(shí)代。從此，人們打開(kāi)了神秘的原子世界的大門，物理學(xué)進(jìn)入了微觀世界的新紀(jì)元。人們稱湯姆生是“一位最先打開(kāi)通向基本粒子物理學(xué)大門的偉人”。第59頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原子結(jié)構(gòu)的秘密湯姆生發(fā)現(xiàn)電子的事實(shí)，使人們打破了原子是不可分割的物質(zhì)最小單位的概念。既然電子是從原子里出來(lái)的，那么除電子之外，原子里還有什么東西呢？電子在原子里又是怎樣分布的呢？湯姆生提出的“葡萄干布丁”原子結(jié)構(gòu)模型是不是正確的呢？

對(duì)這些疑問(wèn)的探索加速了現(xiàn)代物理、化學(xué)理論的發(fā)展，“量子論”的誕生也就順理成章了。第60頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六20世紀(jì)初，德國(guó)柏林大學(xué)教授普朗克首先提出了“量子論”，從此開(kāi)啟了現(xiàn)代物理理論的新紀(jì)元。普朗克的量子學(xué)說(shuō)認(rèn)為，輻射是由一份一份的能量組成的，就如物質(zhì)是由一個(gè)個(gè)原子組成的一樣。輻射中的一份能量即是一個(gè)量子。量子的能量大小取決于輻射的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)越短，能量越大；波長(zhǎng)越長(zhǎng)，能量越小。普朗克量子論

第61頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六普朗克量子論

普朗克（1858~1947）

量子論的奠基人

第62頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六愛(ài)因斯坦光子學(xué)說(shuō)

為了解釋光電效應(yīng)，1905年愛(ài)因斯坦在普朗克能量子假說(shuō)的基礎(chǔ)上提出了光子學(xué)說(shuō)。光電效應(yīng)示意圖

第63頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六愛(ài)因斯坦光子學(xué)說(shuō)

愛(ài)因斯坦光子學(xué)說(shuō)認(rèn)為：光和原子、電子一樣也具有粒子性，光就是以光速C運(yùn)動(dòng)著的粒子流，他把這種粒子叫光量子（簡(jiǎn)稱光子）。根據(jù)愛(ài)因斯坦光子學(xué)說(shuō)，光是一束光子流。每一個(gè)光子攜帶的能量E與光的頻率ν成正比，而與光強(qiáng)度無(wú)關(guān)。光子流的密度才與光強(qiáng)度成正比。第64頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六愛(ài)因斯坦光子學(xué)說(shuō)

愛(ài)因斯坦（1879~1955）

第65頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六盧瑟福行星原子模型

根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盧瑟福在1911年提出了“行星原子模型”：原子的中心有一個(gè)核心，叫做原子核。電子圍繞原子核在不停地旋轉(zhuǎn)，原子質(zhì)量的絕大部分以及原子內(nèi)的全部正電荷都集中在原子核上。第66頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六盧瑟福行星原子模型

α粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖第67頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六盧瑟福（1871~1937）

原子核物理之父

第68頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六玻爾理論

氫原子光譜是不連續(xù)的線狀光譜。近代原子結(jié)構(gòu)理論的研究是從最簡(jiǎn)單的氫原子光譜開(kāi)始的。第69頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六玻爾理論

核外電子是分層排布的。

1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾結(jié)合氫原子線狀光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，在普朗克量子論、愛(ài)因斯坦光子學(xué)說(shuō)、盧瑟福行星原子模型的基礎(chǔ)上提出著名的“玻爾理論”。三個(gè)假設(shè)：定態(tài)假設(shè)軌道假設(shè)躍遷假設(shè)第70頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六玻爾理論的成功之處引入了量子的概念成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能計(jì)算氫原子的電離能玻爾理論的局限性無(wú)法解釋氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)不能解釋多電子原、分子的光譜無(wú)法解釋原子如何形成分子即化學(xué)健的本質(zhì)玻爾理論并未完全沖破經(jīng)典力學(xué)理論的束縛，仍然把微觀粒子（電子）在原子核外的運(yùn)動(dòng)視為太陽(yáng)系模型那樣沿著固定軌道繞核旋轉(zhuǎn)。

第71頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六微粒說(shuō)與波動(dòng)說(shuō)光是什么？光是一種非常細(xì)小的粒子流

光是由于介質(zhì)的振動(dòng)而產(chǎn)生的一種波

微粒說(shuō)波動(dòng)說(shuō)光的直線傳播、光的反射光的干涉、光的折衍射第72頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六光的干涉

楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

物理學(xué)史上最經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)之一證明了光的波動(dòng)性

兩列或幾列光波在空間相遇時(shí)相互迭加，在某些區(qū)域始終加強(qiáng)，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。第73頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六光的衍射光的單縫衍射

光的圓孔衍射

光在傳播路徑中，遇到不透明或透明的障礙物，繞過(guò)障礙物，產(chǎn)生偏離直線傳播的現(xiàn)象。第74頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六光的衍射

菲涅耳對(duì)于光的衍射的解釋及泊松亮斑的事實(shí)再一次證明了光的波動(dòng)性。

1819年，為了解釋光的衍射，法國(guó)工程師菲涅耳革命性地認(rèn)為光是一種橫波（也就是類似水波那樣，振子作相對(duì)于傳播方向垂直運(yùn)動(dòng)的波）。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，他以嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推理，圓滿地解釋了光的衍射。第75頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六波粒二象性麥克斯韋電磁理論

法拉第麥克斯韋赫茲法拉第電磁感應(yīng)定律麥克斯韋電磁理論實(shí)驗(yàn)證明電磁波的存在地基主體封頂?shù)?6頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六解釋光電效應(yīng)對(duì)于這些事實(shí)，麥克斯韋電磁理論無(wú)法給出合理的解釋。

對(duì)光電效應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)兩個(gè)事實(shí)：光能否打擊出電子來(lái)，只和光的頻率有關(guān)。

光能否打擊出電子來(lái)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。

？1905年，愛(ài)因斯坦提出光量子（光子）假說(shuō)，從量子論的角度出發(fā)很好的解釋了光電效應(yīng)。

頻率更高的光線，它的單個(gè)光量子具有更高的能量，因此光的頻率決定能否激發(fā)出電子。光線的強(qiáng)度與光量子的能量無(wú)關(guān)，強(qiáng)光只不過(guò)包含了更多數(shù)量的光量子而已，所以光的強(qiáng)度決定激發(fā)出的電子數(shù)目。第77頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六康普頓效應(yīng)上帝締造了光，愛(ài)因斯坦指出了什么是光，而康普頓，第一個(gè)在真正意義上“看到”了光。

愛(ài)因斯坦提出光量子假設(shè)后，美國(guó)物理學(xué)家康普頓就通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了光子的存在。

第78頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六波粒二象性光的波動(dòng)性光的干涉光的衍射光的電磁說(shuō)光的粒子性光電效應(yīng)光子說(shuō)康普頓效應(yīng)只是矛盾？第79頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六光具有波粒二象性光的波動(dòng)性光的粒子性大量光子傳播過(guò)程單個(gè)光子與其它物質(zhì)相互作用對(duì)立統(tǒng)一波粒二象性第80頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六波粒二象性1924年法國(guó)物理學(xué)家德布羅意在光的波粒二象性的啟發(fā)下，大膽地提出了電子、原子、分子等微觀粒子也具有波粒二象性的假設(shè)。

德布羅意預(yù)言微觀粒子運(yùn)動(dòng)的波長(zhǎng)λ和它的動(dòng)量P可通過(guò)普朗克常數(shù)聯(lián)系起來(lái)：λ：物質(zhì)波的波長(zhǎng)或德布羅意波長(zhǎng)第81頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六子彈，m=2.5×10-2Kg,v=300m/s;電子，me=9.1×10-31Kg,v=5.9×10-5m/s;

波長(zhǎng)：子彈

=h/(mv)=6.6×10-34/(2.5×10-2

300) =8.810-35(m)可忽略，主要表現(xiàn)為粒性。電子

=h/(mv) =6.6×10-34/(9.1×10-31

5.9×10-5) =1210-10(m)=1.2nm[例]第82頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六波粒二象性波粒二象性是微觀粒子運(yùn)動(dòng)的特征。

后來(lái)的實(shí)驗(yàn)又證實(shí)了微觀粒子，如運(yùn)動(dòng)著的質(zhì)子、中子、α粒子等，都有衍射現(xiàn)象。第83頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六薛定諤方程解薛定諤方程，就可以求出描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的函數(shù)──波函數(shù)ψ，以及與此狀態(tài)相應(yīng)的能量E。

描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律微粒質(zhì)量m體系總能量E

波函數(shù)ψ

波動(dòng)性

微粒性

第84頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六薛定諤——建立了波動(dòng)力學(xué)海森堡——建立了矩陣力學(xué)狄拉克——量子力學(xué)的“集大成者”數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō)是等價(jià)的第85頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六不確定性原理1927年，海森堡在建立矩陣力學(xué)的過(guò)程中，提出了量子力學(xué)中一個(gè)基本原理——不確定性原理，其表現(xiàn)形式為海森堡關(guān)系式：

Δx為位置的不準(zhǔn)量，Δp為動(dòng)量的不準(zhǔn)量，h為普朗克常數(shù)

測(cè)量微觀粒子時(shí)，位置和動(dòng)量的誤差的乘積必定要大于普朗克常數(shù)h。不確定性原理是由微觀粒子的本性即波粒二象性所決定的。

第86頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六不確定性原理不確定性原理并不是說(shuō)微觀粒子的世界及其運(yùn)動(dòng)是虛無(wú)飄渺、不可認(rèn)識(shí)的，而只是說(shuō)明不能把微觀離子和宏觀物體一樣用經(jīng)典力學(xué)的方法來(lái)處理。

80年前，兩位20世紀(jì)最偉大的物理巨擘就不確定性原理“華山論劍”，其中有過(guò)這樣一段經(jīng)典的對(duì)白：玻爾，親愛(ài)的上帝不擲骰子！愛(ài)因斯坦，別去指揮上帝應(yīng)該怎么做！第87頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六化學(xué)的萌芽

近代化學(xué)理論的創(chuàng)立

現(xiàn)代化學(xué)的興起

化學(xué)的繼往開(kāi)來(lái)

1234第88頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六化學(xué)的今天目前，對(duì)化學(xué)學(xué)科進(jìn)行進(jìn)一步的劃分，除了無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)之外，出現(xiàn)了高分子化學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)、生物有機(jī)化學(xué)、藥物化學(xué)、固體化學(xué)、金屬有機(jī)化學(xué)、激光化學(xué)、計(jì)算機(jī)化學(xué)、量子化學(xué)、表面化學(xué)等學(xué)科分支，研究目標(biāo)進(jìn)一步細(xì)化，針對(duì)性更強(qiáng)，解決生產(chǎn)和科研中的具體問(wèn)題時(shí)效果更明顯。第89頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六信息科學(xué)光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡第90頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第91頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六形狀記憶合金發(fā)動(dòng)機(jī)第92頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六形狀記憶合金第93頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六生命科學(xué)氨基酸第94頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六DNA第95頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六材料科學(xué)第96頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第97頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第98頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第99頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第100頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六納米材料制備高效太陽(yáng)能電池

第101頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六南理工納米材料工程中心第102頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六環(huán)境科學(xué)太陽(yáng)灶第103頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六超分子化學(xué)計(jì)算機(jī)化學(xué)綠色化學(xué)化學(xué)的明天。。。。。。第104頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1．揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)）。幫助我們預(yù)測(cè)物質(zhì)的性能2．合成或分離預(yù)測(cè)物質(zhì)的新材料3．從分子水平上認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象4．實(shí)現(xiàn)綠色合成，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展第105頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六碳的三種同素異形體和碳納米管的結(jié)構(gòu)模型第106頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六思考:以上物質(zhì)都是由碳元素組成的,但為什么它們的性質(zhì)和用途卻存在很大的差異,為什么?結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)第107頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六中國(guó)的化學(xué)史造紙、磁器、火藥是化學(xué)史上的偉大發(fā)明。二世紀(jì)中國(guó)造紙的流程中國(guó)的化學(xué)史也是毫不遜色的。大約5000－11000年前，我們已會(huì)制作陶器，3000多年前的商朝已有高度精美的青銅器。在十六、十七世紀(jì)時(shí)，中國(guó)算得上是世界最先進(jìn)的國(guó)家。第108頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六“國(guó)寶”

侯德榜著名化學(xué)家，侯氏制堿法的創(chuàng)始人

一，揭開(kāi)了索爾維制堿法的秘密

二，創(chuàng)立了中國(guó)人自己的制堿工藝——侯氏制堿法

三，發(fā)展了化肥工業(yè)第109頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第110頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六公元前100年中國(guó)發(fā)明造紙術(shù)。公元105年?yáng)|漢蔡倫總結(jié)并推廣了紙技術(shù)，而歐洲人還在用羊皮抄書呢！中國(guó)化學(xué)史上的“世界第一”公元700--800年唐朝孫思邈在《伏硫磺法》中記載了黑火藥的三組分（硝酸鉀、硫磺和木炭）?；鹚幱?3世紀(jì)傳入阿拉伯，14世紀(jì)才傳入歐洲。公元800年唐朝茅華是世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)氧氣的人。他比英國(guó)的普利斯特里（1774年）和瑞典的舍勒（1773年）發(fā)現(xiàn)氧氣早約1000年。公元前600年中國(guó)已掌握冶鐵技術(shù)，比歐洲早1900多年。公元前200年，中國(guó)煉出了球墨鑄鐵，比英美領(lǐng)先2000年。第111頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六Chemistry物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第112頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原子核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律20世紀(jì)20年代，以微觀粒子的波粒二象性為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的量子力學(xué)建立了比較符合微觀世界實(shí)際的物質(zhì)結(jié)構(gòu)近代理論。在一般的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中，原子核不發(fā)生變化，只是核外電子的數(shù)目和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，從而使原子結(jié)合方式也發(fā)生了變化。因此，原子核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和外層電子的結(jié)構(gòu)，就成為化學(xué)領(lǐng)域研究的重要問(wèn)題之一。第113頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六波粒二象性統(tǒng)計(jì)性量子化原子核外電子運(yùn)動(dòng)特性決然不同于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律第114頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六元素周期表近代原子分子論的確立，使化學(xué)家對(duì)元素的概念有了更科學(xué)的認(rèn)識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段，人們搞清了許多化合物的組成，發(fā)現(xiàn)了一大批新的元素，積累了大量關(guān)于元素及其化合物的感性材料。但這些材料龐雜凌亂，如何來(lái)歸納整理？同時(shí)，化學(xué)家也在思考：地球上到底有多少種元素？如何去尋找新元素？第115頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六元素周期律19世紀(jì)60年代，俄國(guó)著名化學(xué)家門捷列夫和德國(guó)化學(xué)家邁耶爾等分別根據(jù)相對(duì)原子質(zhì)量的大小，將元素進(jìn)行分類排隊(duì)，發(fā)現(xiàn)元素性質(zhì)隨相對(duì)原子質(zhì)量的遞增呈明顯的周期性變化的規(guī)律，由此發(fā)現(xiàn)了自然界中一個(gè)極其重要的規(guī)律——元素周期律。

1869年，門捷列夫提出第一張?jiān)刂芷诒?。?16頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六德米特里·伊萬(wàn)諾維奇·門捷列夫發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素周期律，并列出第一張?jiān)刂芷诒?/p>

是近代化學(xué)史上的又一座光輝奪目的里程碑，對(duì)以后整個(gè)化學(xué)和自然科學(xué)的發(fā)展都具有普遍的指導(dǎo)意義。

第117頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六現(xiàn)代元素周期表1905年，維爾納（1913年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者）制成了現(xiàn)代形式的元素周期表，而當(dāng)時(shí)還不知道原子序數(shù)的實(shí)在物理意義。1913年，英國(guó)物理學(xué)家莫斯萊發(fā)現(xiàn)，門捷列夫周期表里的原子序數(shù)原來(lái)是原子的核電荷數(shù)。從此，元素周期律被表述為：元素以及由它們形成的單質(zhì)和化合物的性質(zhì)，隨著元素的原子序數(shù)，即原子核電荷數(shù)遞增而呈現(xiàn)周期性的變化規(guī)律。根據(jù)元素周期律，把電子層數(shù)目相同的種元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成橫行，再把不同橫行中最外層的電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序自上而下排成縱行，這樣就得到了元素周期表。元素周期表共有7個(gè)橫行，18個(gè)縱行。每一個(gè)橫行叫作一個(gè)周期，每一個(gè)縱行叫作一個(gè)族。元素周期律是自然科學(xué)的一個(gè)基本定律，這個(gè)定律使人們對(duì)化學(xué)元素的認(rèn)識(shí)形成了一個(gè)完整的體系，使化學(xué)成為一門系統(tǒng)的科學(xué)。

第118頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第119頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第120頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六元素性質(zhì)變化的周期性減小增大原子半徑第121頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原子半徑同一元素：r（負(fù)離子）>r（原子）>r（正離子）

同一周期元素：從左向右，原子半徑變化的總趨勢(shì)是逐漸減小的。

同一族元素：電子層數(shù)的增加引起原子半徑顯著增大。

第122頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六增大減小電離能第123頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電離能同一周期元素：從左到右電離能變化的總的趨勢(shì)是增大的，但有曲折起伏。同一主族元素：從上到下，電離能減小。同一副族元素：副族的電離能變化幅度小，規(guī)律性也不強(qiáng)。第124頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電子親和能同一周期元素：從左到右，電子親和能增大。同一族元素：由上而下，電子親和能減小。第125頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電負(fù)性分子中原子吸引成鍵電子的能力

1932年，為了綜合表示元素的原子得、失電子的能力，美國(guó)化學(xué)家鮑林首先提出電負(fù)性的概念，并指定氟的電負(fù)性為4.0，電負(fù)性是一相對(duì)數(shù)值。電負(fù)性越大，原子在分子中吸引成鍵電子的能力越強(qiáng)。一般情況下，金屬元素的電負(fù)性小于2.0，非金屬元素的電負(fù)性大于2.0。第126頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六增大減小電負(fù)性第127頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電負(fù)性同一周期元素：從左到右，元素電負(fù)性逐漸增大。

同一族元素：從上到下，元素電負(fù)性遞減。

第128頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六化學(xué)鍵簡(jiǎn)介離子鍵共價(jià)鍵金屬鍵化學(xué)鍵：分子中直接相鄰的兩個(gè)（或多個(gè)）原子（或離子）之間的強(qiáng)相互作用。化學(xué)鍵第129頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六離子鍵由異種電荷離子的吸引所產(chǎn)生的化學(xué)結(jié)合力稱為離子鍵。離子鍵的形成包括形成正、負(fù)離子和成鍵兩個(gè)過(guò)程。

當(dāng)電負(fù)性小的活潑金屬原子與電負(fù)性大的活潑非金屬原子相遇時(shí)，容易發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，形成正、負(fù)離子，從而都達(dá)到稀有氣體原子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)正離子和負(fù)離子相互靠近時(shí)，正、負(fù)離子通過(guò)靜電引力結(jié)合在一起，形成化合物。由離子鍵形成的化合物叫做離子化合物。第130頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六離子鍵的特征離子鍵的本質(zhì)是靜電引力。離子鍵既無(wú)方向性也無(wú)飽和性。第131頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六共價(jià)鍵原子間靠共用電子對(duì)結(jié)合起來(lái)的化學(xué)鍵1916年，美國(guó)化學(xué)家路易斯提出了共價(jià)鍵學(xué)說(shuō)。由共價(jià)鍵形成的化合物叫做共價(jià)化合物。第132頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六共價(jià)鍵1927年，德國(guó)化學(xué)家海特勒（W.Heitler）和倫敦（F.London）首先用量子力學(xué)求解氫分子的薛定諤方程后，初步揭示了共價(jià)鍵的本質(zhì)。1931年，鮑林（L.Pauling）等人進(jìn)一步提出了雜化軌道理論。1932年，美國(guó)的密立根（R.S.Mullikin）等人提出了分子軌道理論，從而使共價(jià)鍵理論日趨完善。

第133頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六共價(jià)鍵的特征鍵具有方向性。鍵具有飽和性。共價(jià)鍵必須由兩個(gè)原子中自旋方向相反的單電子配對(duì)而成。而每個(gè)原子具有的單電子數(shù)目是一定的，所以它能形成的共價(jià)鍵的數(shù)目也是一定的。

不同類型的原子軌道在空間的伸展方向不同，成鍵時(shí)，只有同號(hào)原子軌道在一定方向?qū)崿F(xiàn)最大程度重疊才能形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。第134頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六金屬鍵由自由電子及排列成晶格狀的金屬離子之間的靜電吸引力組合而成。金屬鍵既沒(méi)有方向性，也沒(méi)有飽和性。第135頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、元素和元素符號(hào)自然界里的物質(zhì)，有的是由同種元素組成的，如氧氣是由氧元素組成的，鐵是由鐵元素組成的，像這種由同種元素組成的物質(zhì)叫做單質(zhì)。有的單質(zhì)由分子構(gòu)成，如氧氣、氫氣、氮?dú)獾龋挥械膯钨|(zhì)由原子構(gòu)成，如鐵、鎂、銅、鋁、銀等?；瘜W(xué)的基本概念第136頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

根據(jù)單質(zhì)的不同性質(zhì)，單質(zhì)一般可分為非金屬和金屬兩大類。例如氫氣、氧氣、硫、磷等都屬于非金屬單子。鐵、銅、鋁、銀、錫等都屬于金屬單質(zhì)。

有些物質(zhì)的組成比較復(fù)雜。例如氯化鈉是由鈉和氯兩種不同元素組成的；硫酸銅是由銅、硫和氧三種不同的元素組成的；碳酸氫鈉是由碳、氧、氫和鈉四種不同的元素組成的。像這些由不同元素組成的物質(zhì)叫做化合物。第137頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六元素符號(hào)具有二種意義：表示一種元素；表示這種元素的一個(gè)原子；元素符號(hào)表示元素的原子量

例如，元素符號(hào)“O”既表示氧元素，也表示一個(gè)氧原子和氧的原子量。表示每種元素的名稱都有一個(gè)專用的漢字。氣態(tài)非金屬元素的名稱都有“氣”字頭，液態(tài)非金屬元素的名稱有“氵”旁，固態(tài)非金屬元素的名稱都有“石”字旁，金屬元素的名稱都有“钅”字旁（汞除外）。第138頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、原子組成元素的最小單元。由原子核和圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子組成。原子（atom）指化學(xué)反應(yīng)的基本微粒，原子在化學(xué)反應(yīng)中不可分割。原子核外分布著電子，電子躍遷產(chǎn)生光譜，電子決定了一個(gè)元素的化學(xué)性質(zhì)，并且對(duì)原子的磁性有著很大的影響。所有質(zhì)子數(shù)相同的原子組成元素，原子中的三等式：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)＝原子序數(shù)分子和原子的根本區(qū)別是在化學(xué)反應(yīng)中分子可分原子不可分第139頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六原子結(jié)構(gòu)示意圖

原子結(jié)構(gòu)示意圖是表示原子核電荷數(shù)和電子層排布的圖示形式。小圈和圈內(nèi)的數(shù)字表示原子核和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該層的電子數(shù)。第140頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1,核外電子是分層排列的,從里到外1,2,3,4,5,6,7.

2,第一層最多2個(gè)電子,第二層最多8個(gè)電子,最外層不超過(guò)8個(gè)電子.倒數(shù)第二層不超過(guò)18個(gè)電子，倒數(shù)第三層最多不超過(guò)32個(gè)電子。

3,最外層8個(gè)電子的結(jié)構(gòu)叫做穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（特殊的是稀有氣體中的氦是最外層2個(gè)電子）.

4,金屬原子最外層電子數(shù)<4易失電子.

5.每層最多排2×(n)^2個(gè)電子（n表示層數(shù)）非金屬原子最外層電子數(shù)≥4容易得到電子.化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定稀有氣體最外層電子數(shù)是8個(gè).He:(2個(gè))不得不失（達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài)，所以稀有氣體性質(zhì)較穩(wěn)定）。第141頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六怎樣了解原子結(jié)構(gòu)示意圖

現(xiàn)以磷原子結(jié)構(gòu)示意圖為例，具體說(shuō)明。

“Ο”，表示原子核，圈內(nèi)“+”號(hào)，表示質(zhì)子所帶電荷的性質(zhì)；圈內(nèi)數(shù)字“15”，表示核內(nèi)15個(gè)質(zhì)子；圈外弧線，表示電子層，弧線所夾的數(shù)字為該層容納的電子的數(shù)目。磷原子有3條弧線，表示它共有3個(gè)電子層。2,8,5表示第一、二、三電子層有2,8,5個(gè)電子。(K、L、M、N、O、P、Q由里到外）第142頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三、分子分子是獨(dú)立存在而保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。分子有一定的大小和質(zhì)量；分子間有一定的間隔；分子在不停的運(yùn)動(dòng)；分子間有一定的作用力。分子由原子組成,原子由原子核跟核外電子組成,原子核則由質(zhì)子跟中子組成。第143頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、分子式和分子量1、分子式（1）分子式的定義：各種純凈物都有一定的組成，化學(xué)上常用元素符號(hào)表示物質(zhì)的分子組成。例如氧分子、氫分子、水分子、硫化氫分子和二氧化碳分子的組成，可分別用O2、H2、H2O、H2S、CO2來(lái)表示；把這種用元素符號(hào)表示物質(zhì)分子組成的式子叫做分子式。不同的物質(zhì)其分子式也不同，一種物質(zhì)只有一個(gè)分子式。第144頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（2）分子式的寫法①單質(zhì)分子式的寫法單質(zhì)是由同種元素組成的。寫單質(zhì)分子式時(shí)，先寫元素符號(hào)，然后在元素符號(hào)的右下角，寫一個(gè)數(shù)字。用這個(gè)數(shù)字來(lái)表示這種單質(zhì)的一個(gè)分子里所含原子的數(shù)目（原子數(shù)是1時(shí)不寫）。例如，氧氣、氫氣的每個(gè)分子里都含有兩個(gè)原子，所以它們的分子式分別寫成O2、H2。惰性氣體是由單質(zhì)組成的，通常用元素符號(hào)表示它們的分子式。例如氦氣、氖氣分別用He、Ne表示。金屬單質(zhì)和固體非金屬單質(zhì)，習(xí)慣上是用它們的元素符號(hào)來(lái)表示它們的分子式。如鐵用Fe表示，磷用P表示，鉀用K表示。第145頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六②化合物分子式的寫法化合物是由不同的元素組成的。寫化合物分子式時(shí)，必須知道這種化合物是由哪幾種元素組成的，以及這種化合物的一個(gè)分子里，每種元素各有多少個(gè)原子。然后先寫出元素符號(hào)，在每種元素符號(hào)右下角寫個(gè)數(shù)字，以標(biāo)明這種化合物的一個(gè)分子里所含該元素的原子數(shù)目。例如，二氧化碳的分子式寫成CO2，氯化銨的分子式寫成NH4Cl。由氧元素與另一種元素組成的化合物，書寫分子式時(shí)，一般氧元素符號(hào)寫在右方，另一種元素寫在左方，如上述兩例的CO2和NH4Cl。

第146頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

分子式用來(lái)表示物質(zhì)的一個(gè)分子，如果要表示物質(zhì)的幾個(gè)分子，即在分子式前面加上系數(shù)，標(biāo)明該物質(zhì)的分子數(shù)。例如，要表示2個(gè)氫分子，就寫成2H2，5個(gè)水分子，就寫成5H2O。

化合物名稱的讀法，一般是從右向左讀作“某化某”。例如，KCl讀作氯化鉀；有時(shí)還要讀出化合物每一個(gè)分子里元素的原子個(gè)數(shù)。例如，CO2讀作二氧化碳。第147頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六五、常用的化學(xué)用語(yǔ)熟記下列元素名稱及符號(hào)、O氧H氫N氮Cl氯C碳P磷S硫、K鉀Ca鈣Na鈉Mg鎂Al鋁Zn鋅Fe鐵Cu銅Hg汞Ag銀Mn錳Ba鋇常見(jiàn)化學(xué)式、單質(zhì)：氫氣H2氧氣O2氮?dú)釴2碳C磷P硫S第148頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六、化合物氧化物：水H2O二氧化碳CO2一氧化碳CO二氧化硫SO2三氧化硫SO3

五氧化二磷P2O5氧化鈣CaO氧化鈉Na2O酸：鹽酸HCl鹽酸硫酸H2SO4硝酸HNO3

磷酸H3PO4碳酸H2CO3亞硫酸H2SO3

堿：氫氧化鈉NaOH氫氧化鉀KOH氫氧化鈣Ca(OH)2

鹽：氯化鈉NaCl碳酸鈉Na2CO3氯化鈣CaCl2氯化鉀KCl硫酸鈉Na2SO4碳酸鈣CaCO3氯酸鉀KClO3硝酸鉀KNO3氯化銨NH4Cl硝酸銨NH4NO3硫酸銨(NH4)2SO4

碳酸氫銨NH4HCO3碳酸氫鈉NaHCO3有機(jī)物：尿素CO(NH2)2

第149頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、相對(duì)分質(zhì)量化學(xué)式中各個(gè)原子的相對(duì)原子質(zhì)量的總和，就是相對(duì)分子質(zhì)量，用符號(hào)Mr表示。根據(jù)分子式，可以算出物質(zhì)的相對(duì)分子量。例如，氧氣的分子式是O2，那么氧氣的分子量就是兩個(gè)氧原子的原子量之和。已知氧的原子量為16，所以O(shè)2的相對(duì)分子量=16×2=32。磷酸一銨的分子式是NH4H2PO4，它是1個(gè)氮原子的原子量（14）、6個(gè)氫原子的原子量（1）、1個(gè)磷原子的原子量（31）和4個(gè)氧原子的原子量（16）之和。即NH4H2PO4的分子量=14+6×1+31+16×4=115。相對(duì)分子質(zhì)量在數(shù)值上等于摩爾質(zhì)量，但單位不同。相對(duì)分子質(zhì)量的單位是1，而摩爾質(zhì)量的單位是g/mol。

第150頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、分子式和分子量的應(yīng)用（1）、根據(jù)分子式可以計(jì)算組成物質(zhì)的各元素的質(zhì)量比，例如：水的分子式是H2O，那么組成水分子的氫元素和氧元素的質(zhì)量比是1×2:16=1:8。（2）、根據(jù)分子式還可以計(jì)算出物質(zhì)中某一元素的百分含量。例如：計(jì)算氯化鉀（KCl）中鉀元素的百分含量。先計(jì)算出氯化鉀的分子量：KCl的分子量=39+35.5=74.5，再計(jì)算出鉀元素在氯化鉀中的百分含量

K/KCl×100%=39/74.5×100%=52.3%。第151頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六六、物質(zhì)的量1、概念物質(zhì)的量是國(guó)際單位制中7個(gè)基本物理量之一，是一個(gè)物理量的整體名詞。其符號(hào)為n，單位為摩爾(mol)，簡(jiǎn)稱摩。物質(zhì)的量是表示物質(zhì)所含微粒數(shù)(N)（如：分子，原子等）與阿伏加德羅常數(shù)(NA)之比，即n=N/NA。它是把微觀粒子與宏觀可稱量物質(zhì)聯(lián)系起來(lái)的一種物理量。其表示物質(zhì)所含粒子數(shù)目的多少。第152頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、阿伏伽德羅常數(shù)（1）概念：1mol的任何物質(zhì)所含有的該物質(zhì)的微粒數(shù)叫阿伏伽德羅常數(shù)，近似值為NA=6.0221367×10^23。（2）1mol任何微粒的粒子數(shù)為阿伏伽德羅常數(shù),其不因溫度壓強(qiáng)等條件的改變而改變。（3）應(yīng)用阿伏伽德羅定律及理論(在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子)時(shí)要滿足：物質(zhì)在所給溫度,壓強(qiáng)下為氣體。第153頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.摩爾質(zhì)量定義：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量(1mol物質(zhì)的質(zhì)量）叫摩爾質(zhì)量，即1mol該物質(zhì)所具有相對(duì)原子質(zhì)量與摩爾質(zhì)量的數(shù)值等同。1mol近似值為6.02×10^23摩爾質(zhì)量(M)單位g/mol(公式M=m/n)

物質(zhì)的量（n）、質(zhì)量（m）、摩爾質(zhì)量（M）之間的關(guān)系為：n=m/M

物質(zhì)的量(mol)=物質(zhì)的質(zhì)量(g)/物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g/mol)幾個(gè)基本符號(hào)物質(zhì)的量—n物質(zhì)的質(zhì)量—m摩爾質(zhì)量—M粒子數(shù)（微粒的個(gè)數(shù)）—N

阿伏加德羅常數(shù)—NA相對(duì)原子質(zhì)量—Ar相對(duì)分子質(zhì)量—Mr第154頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六溶液的濃度1、定義溶液濃度可分為質(zhì)量濃度、體積濃度和質(zhì)量-體積濃度三類。（1）質(zhì)量百分濃度：溶液的濃度用溶質(zhì)的質(zhì)量占全部溶液質(zhì)量的百分率表示的叫質(zhì)量百分濃度，用符號(hào)%表示。例如，25%的葡萄糖注射液就是指100克注射液中含葡萄糖25克。質(zhì)量百分濃度（%）=溶質(zhì)質(zhì)量/溶液質(zhì)量100%（2）體積濃度：摩爾濃度溶液的濃度用1升溶液中所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)來(lái)表示的叫摩爾濃度，用符號(hào)mol/L表示，例如1升濃硫酸中含18.4摩爾的硫酸，則濃度為18.4mol/L。摩爾濃度（mol/L）=溶質(zhì)摩爾數(shù)/溶液體積（升）

第155頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六溶液的濃度（3）以單位體積溶液里所含溶質(zhì)B（B表示各種溶質(zhì)）的物質(zhì)的量來(lái)表示溶液組成的物理量，叫做溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。常用單位：mol/L或mol/m3。氣體的體積V=物質(zhì)的量(mol)x氣體摩爾體積(Vm)相關(guān)公式n=cvn=N/NAn=m/Mn=V/Vm第156頁(yè)，共169頁(yè)，2023年，2月20日，星期六化學(xué)方程式1、概念：也稱為化學(xué)反應(yīng)方程式，是用化學(xué)式表示不同物質(zhì)之間化學(xué)反應(yīng)的式子化學(xué)方程式反映的是客觀事實(shí)。因此書寫化學(xué)方程式要遵守兩個(gè)原則：一是必須以客觀事實(shí)為基礎(chǔ)，絕不能憑空臆想、臆造事實(shí)上不存在的物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)；二是要遵守質(zhì)量守恒定律，等號(hào)兩邊各原子種類與數(shù)目必須相等。