1、第一单元物质的结构构成物质的微粒1.1原子分子1.2原子的结构1.3元素1.4元素家族物质的分类2.1单质与化合物2.2混合物与纯净物2.3一种特殊的混合物溶液2.4混合物的分离地球的结构与运动3.1窥视地球内部的窗口3.2地壳的运动和变化3.3从大陆漂移到板块构造38122734371943526067目录1生物体的结构层次4.1细胞4.2组织和器官4.3系统生物家族5.1物种与分类5.2生物的主要类群5.3制作生物检索表生物及其家园6.1种群6.2群落6.3生态系统和生物圈汉英词汇对照130134138第二单元生物界的结构规律7984891111181241472如果世界像一只滴答作响的时
2、钟，人类除了欣赏它的准确与精美外，还试图掀开它的后盖，寻找它深藏的结构秘密。从地球到沙砾，从分子到原子，科学不仅会帮助我们认识世界的外表，还会引导我们层层深入，寻找物质结构的内在规律。第一单元我们身边的物质世界是如何构成的？人类是怎样发现物质的组成的？如何正确使用化学符号来表示物质？各种元素之间有什么内在联系？模型方法有什么作用？1.1原子分子1.2原子的结构1.3元素1.4元素家族构 成 物 质 的 微 粒31构成物质的微粒1.1 原子分子世界万物都是由分子、原子或离子等微粒构成的，这些微粒都在永不停息地运动着。湿衣服经过晾晒变干，白糖溶解在水中这些生活现象都与微观世界粒子的运动有关。微观世
3、界想一想把一截木头分成两份，把其中的一份再分成两份，经过多次分割，木头碎片越来越短。如果不断分割下去，结果会怎样呢？对于物质的组成，你有怎样的看法？图 1.2中国古代哲学家认为世界是由金、 木、 水、火、 土构成的金木水火土火气土水图 1.3古希腊哲学家德谟克利特认为世界是由 “原子” 构成的图 1.1古希腊早期哲学家认为世界是由火、气、 水、 土构成的实验观察微粒的运动现象材料与仪器试管，胶头滴管，滤纸，浓氨水，酚酞试液。1构成物质的微粒4步骤图 1.4观察微粒的运动现象1. 取 1 mL 2 mL 浓氨水加入试管，再向其中滴入 1 2 滴酚酞试液，观察实验现象。2. 另取一支试管，加入 1
4、 mL 2 mL 浓氨水，在试管口覆盖一张滤纸，在正对试管口处的滤纸上滴一滴酚酞试液。3. 观察、记录实验现象：酚酞试液遇氨水后颜色由色变成色。滤纸上滴有酚酞试液的位置颜色由色变成色。分析与思考步骤 2 中，滤纸上的酚酞试液并没有与氨水直接接触，为什么还是出现了与步骤 1 中相似的颜色变化？图 1.5道尔顿的原子模型物质是由大量微粒组成的，这些微粒是不断运动着的。19 世纪初，英国科学家道尔顿提出了比较系统的原子学说。他认为，一切物质都是由原子构成的，原子是一种“实心”球式的、不可分割的粒子。道尔顿的原子学说能很好地解释物质溶解、蒸发、气体压缩等变化发生的原因，但这个理论并不完善。阅读材料近代
5、化学之父道尔顿道尔顿（John Dalton，17661844），英国化学家、物理学家，被誉为51构成物质的微粒图 1.6道尔顿“近代化学之父”。他所受的正规教育只相当于小学毕业，但他从小勤奋求知，努力钻研并持之以恒，最终在气象、物理和化学等学科领域做出了许多贡献。道尔顿最主要的成就是在化学方面。他创立了科学的原子学说，揭示了物质内部构造和变化的秘密，开创了化学的新时代，对科学发展产生了深远影响。分子想一想在“观察微粒的运动现象”的实验中，氨水并没有与酚酞试液直接接触，但放置一段时间后，酚酞试液出现了颜色的变化。用分子的性质能够解释这一类现象吗？实验观察水的电解现象材料与仪器电池氢气氧气图 1
6、.7电解水装置示意图21AB电解 水装置，火柴，木条，酒精灯，带有刻度的试管，水。步骤1. 在1个盛有水（为了增强水的导电性，可加入少量硫酸或氢氧化钠）的水槽中倒立两支盛满水的试管，如图 1.7所示。2. 接通直流电源，观察电极上和试管内出现的现象。3. 观察两支试管中的气体体积，两种气体体积之间有什么关系。4. 关掉电源，取出试管1，用点燃的木条伸入试管内的无色气体中，1构成物质的微粒6观察有什么现象发生。5. 取出试管 2，用拇指堵住管口。将试管口靠近酒精灯火焰，松开拇指，观察现象。分析与思考1. 通电后，电极上出现气泡。再过一段时间，试管 1 和试管 2 中所收集的气体体积比约为 12。
7、它们分别是什么气体？2. 写出水的电解反应的中文表达式。在电解水的过程中，电子从电源的负极流出，到达电极A上，在这里，水分子在电场的作用下，释放出氢原子，每两个氢原子结合，生成氢气分子；而在B极，水分子释放出氧原子，每两个氧原子结合，生成氧气分子。这就是电解水为什么会生成氢气和氧气的原因。在电解过程中，水分子变成了氢分子和氧分子，不再保持水的化学性质。分子（molecule）是原子按一定的方式结合形成的。在化学变化中，原子可以改变原来的组合方式，形成新的分子。原子和分子都是构成物质的微粒。OOOOO氧分子臭氧分子OCOHH一氧化碳分子水分子图 1.8相同原子组成的分子图 1.9不同原子组成的分
8、子在宏观世界里，一滴水是很微小的。可是相对于构成它的分子而言，却是一个非常大的世界。一滴水（约 0.05 mL）由大约 1.671021个水分子聚集而成。每个水分子与乒乓球的体积比相当于乒乓球与地球的体积比。我们可以在光学显微镜下看到肉眼难以看见的细胞，却不能看到分子的面貌。通过扫描隧道显微镜，我们可以观察到一些分子的“真实形状”。71构成物质的微粒图 1.10用扫描隧道显微镜获得的苯分子的图像图 1.11在单晶硅表面， 通过移走硅原子后构成的文字阅读材料分子假说1811 年，意大利化学家阿伏伽德罗（Amedeo Avogadro，17761856）明确提出了分子假说。他认为：有些物质不是由原
9、子而是由分子构成的。分子也是构成物质的一种微粒，它在化学变化中可以分成更小的微粒原子。然而，在阿伏伽德罗提出分子假说后的 50 年里，分子假说一直遭到冷遇。3 年后，他又发表了第二篇论文，继续阐述他的分子假说。1821 年，他又发表了阐述分子假说的第三篇论文，仍然没有得到科学界的重视。直到1860 年 9 月，在德国卡尔斯鲁厄召开的国际化学会议上，阿伏伽德罗的分子论终于被确认。可惜此时他已去世了。阿伏伽德罗甚至没有为后人留下一张照片。现在唯一的画像还是在他死后按照石膏面模临摹下来的。课外活动观察红墨水的扩散现象。设计一个实验，用小烧杯、滴管、蒸馏水、红墨水等材料，观察红墨水在水中的扩散。思考下
10、列问题：当把一滴红墨水滴入大量的水中时，溶液最终几乎无色。这时为什么看不见红墨水了？是否意味着红墨水没有了？1构成物质的微粒81.2 原子的结构人类对微观世界的探索并没有停留在原子层面。科学家运用先进的实验技术，发现原子由更小的微粒组成，原子内部有更加复杂的结构。原子结构模型想一想原子能够再分吗？如何才能证明原子是由更小的微粒组成的呢？活动阅读关于 粒子散射实验的资料，讨论下面的问题：1. 如果金原子是一个个“实心球”，高速前进的粒子撞到原子会发生什么情况？粒子散射实验原子真是一个“实心”球体吗？许多科学家对此进行了探索。英国科学家卢瑟福（E.Rutherford，18711937）做了一个著
11、名的 粒子散射实验。他用高速的 粒子（ 粒子是带两个单位正电荷的氦原子核）射向金箔，发现撞击金箔的绝大部分粒子穿过金箔后仍然沿原方向前进，少数 粒子发生较大偏转，极少数 粒子偏转角大于 90，甚至有的 粒子原路返回。粒子原子核偏移的 粒子图 1.12粒子散射示意图91构成物质的微粒2. 在卢瑟福的实验中，为什么多数粒子能按原方向前进？3. 你认为原子究竟是一种什么结构才能使得绝大部分粒子通过，而极个别的粒子反弹回来？4. 卢瑟福的实验结果说明了什么问题？中子质子原子核电子图 1.13原子结构模型原子（atom）是一种几乎中空的“球形”粒子，它由居于原子中心带正电的原子核（atomic nucl
12、eus）和核外带负电的电子（electron）构成。电子在原子核外高速运动。原子核很小，它由质子（proton）和中子（neutron）构成。质子带正电，中子不带电。原子核所带正电荷数（核电荷数）与核外电子所带负电荷总数相等，所以原子不显电性。阅读材料原子结构模型的建立与修正人类对原子结构的认识经历了一个漫长的历史过程。1903 年，继道尔顿提出原子学说之后，英国物理学家汤姆逊提出了著名的“布丁”原子结构模型。汤姆逊认为，原子里面带正电荷的部分均匀地分布在整个原子球体中，而带负电的电子在这个球体中游动，即“电子均匀地浸浮于正电球”。同时他也因为发现电子而获得了1906 年诺贝尔物理学奖。正电荷
13、电子图 1.14汤姆逊的 “布丁” 模型图 1.15玻尔的量子化模型1构成物质的微粒101911 年，英国科学家卢瑟福根据 粒子散射实验现象说明：原子内含有一个体积小而质量大的带正电的中心，这就是原子核。1913 年，丹麦科学家玻尔用量子理论来说明原子模型问题，并因此获得 1922 年诺贝尔物理学奖。玻尔对核外电子大胆地提出了具有历史意义的假设：电子绕核运动，但只在一些特定的轨道上运动；只有当电子从一个稳定轨道跃迁到另一个稳定轨道上时，才释放或吸收光子。并不“基本”的基本粒子科学家发现，原子由质子、中子和电子构成，并把它们称为“基本粒子”。那么，质子、中子和电子能不能被分割成更小的粒子呢？随着
14、实验技术的不断进步，科学家又陆续发现了一大批新的“基本粒子”，如夸克等。那么，这些“基本粒子”是否还能进一步分割呢？在用肉眼无法直接观察的基本粒子世界，还有许多未解之谜等待人们去探索。离子想一想金属钠在氯气中燃烧形成氯化钠，在这个过程中，钠原子和氯原子发生变化了吗？读图读图 1.16 和图 1.17，思考：在一些物质变化过程中，不显电性的原子经常会得到或失去电子。原子核外电子增加或减少以后，原子会发生怎样的变化呢？钠原子钠离子e-失去一个电子变成一个图 1.16钠离子的形成示意图氯原子得到一个电子变成一个氯离子e-图 1.17氯离子的形成示意图111构成物质的微粒原子失去电子，或从其他原子那里
15、获得电子，就会带上电荷。我们把这种状态下的原子称为离子（ion）。失去电子的原子叫做阳离子，带正电荷；得到电子的原子叫做阴离子，带负电荷。离子也是构成物质的一种微粒。金属钠在氯气中燃烧，每个钠原子失去一个电子，形成带一个正电荷的钠离子；每个氯原子得到一个电子，形成带一个负电荷的氯离子。带有相反电荷的钠离子和氯离子相互作用构成氯化钠晶体。食盐、纯碱（苏打）等都是由离子构成的。微粒质量想一想你可以用磅秤称出一粒小麦的质量吗？活动计算水分子的质量1. 一滴水中大约有1.671021个水分子，一滴水的质量约为5105kg。那么一个水分子的质量有多大呢？2. 对照水分子结构模型，查阅下表，再算一算一个水
16、分子的质量。3. 两次计算结果是否一致？分析与思考计算过程中原子质量的数据应用方便吗？如果不方便，其原因是什么？如何解决这个问题？累 积 法如果称量或计算的对象过于微小（如一个水分子的质量、一张纸的厚度等），难以直接对其测量，可以先取多个相同的微小物体，用测量工具测量其总量，再通过计算得到这个微小的量。这种方法叫做累积法。采用这种方法，不仅可以降低对测量工具的要求，还能提高测量结果的准确度，减小测量误差。1构成物质的微粒12表 1.1几种原子的质量原子种类一个原子的质量/kg氢1.6741027碳1.9931026氧2.6571026铁9.2881026分子和原子都有一定的质量和体积。原子体积
17、很小，半径约为 1010m数量级。原子质量也非常小，为了衡量原子质量的大小，科学家选取了一个“砝码” 一个碳12 原子质量的 1/12（约 1.661027kg）。我们把每一个原子的质量与这个“砝码”相比，得到的比值就可以用来衡量原子质量的大小。这个比值就叫做相对原子质量，又称原子量。碳12 原子是指原子核中有六个质子和六个中子的碳原子。1.3 元素在丰富多彩的物质世界里，目前已知的物质已经超过三千多万种。元素是构成这些物质的基石。什么是元素想一想水分子、氧气分子、二氧化碳分子中均含有氧原子，你认为这三种物质中的氧原子有什么关系呢？131构成物质的微粒读图图 1.18液氧是液化的氧气图 1.1
18、9干冰是固态的二氧化碳读图 1.18 和图 1.19，讨论问题：液氧和干冰的分子中各含有几种不同的原子？液氧是由氧分子构成的，一个氧分子由两个氧原子构成。干冰是由二氧化碳分子构成的，一个二氧化碳分子由两个氧原子和一个碳原子构成。这两种分子中都含有氧原子，且所有氧原子的核中质子数都是 8。我们把质子数为 8 的原子归为一类，称为氧元素。同理，质子数为 6 的原子称为碳元素，质子数为 7 的原子称为氮元素。元素（element）是具有相同质子数的一类原子的总称。物质都是由一种或多种元素按照不同方式组合而成的。生物体主要由碳元素、氢元素、氧元素组成。地壳中含量较多的是氧元素、硅元素及各种金属元素。硅
19、： 26.30%铝： 7.73%铁： 4.75%钙： 3.45%钠： 2.74%氢： 0.76%其他： 1.20%镁： 2.00%钾： 2.47%氧： 48.60%图 1.20组成地壳的主要元素氧： 65%碳： 18%氢： 10%氮： 3%钙： 1.5%磷： 1.0%硫、 钾等： 1.5%图 1.21组成人体细胞的主要元素讨论无论是在生物体内，还是在地壳中，各种元素的分布是不一样的。有些含量极少的元素对生物体却有着重要的作用。如黄瓜缺氮元素时，植株发育不良，1构成物质的微粒14生长缓慢，叶片从老叶开始，逐步向上变黄；缺磷元素时，叶片颜色深绿，出现大块水浸状斑并逐渐变褐、干枯，凋落；缺钾元素时，
20、叶片从叶脉间开始发黄，并逐渐扩展、加深，变成褐色，最终枯萎。想一想，在农业生产中应如何解决这些问题呢？缺磷叶片缺氮叶片缺钾叶片正常叶片图 1.22正常生长的黄瓜叶片和缺少氮、 磷、 钾元素的黄瓜叶片化学语言的 “字母” 元素符号想一想不同国家的科学家在进行学术交流时，一般不用本国的文字来表示元素，而是使用一种通用的化学符号，你知道这是哪些符号吗？活动了解元素符号的由来阅读下面的资料，讨论下列问题：1. 比较说明哪种元素符号使用更为方便？2. 你知道其他元素符号的演变过程吗？请与其他同学交流。下面显示的是三种金属元素符号写法的演变。 这些符号最初从炼金术的金属符号中引申而来， 太阳代表金，天神手
21、杖上的二蛇双翼符号代表汞，农神的大镰刀代表铅。 现代代表元素的字母符号由瑞典化学家贝采里乌斯于 1814 年提出， 是以元素拉丁文名称的第一个字母来表示元素的。元素符号的演变151构成物质的微粒1500 年1600 年1700 年1783 年1808 年1814 年金Au汞Hg铅Pb同种元素的名称在不同的语言中各不相同。为了书写和交流的方便，国际上统一采用元素拉丁文名称的简写来表示该元素，这就是元素符号。这样一来，元素符号就成为一种通用的国际化学语言。表 1.2一些元素的名称和符号元素名称元素符号元素名称元素符号氢H氯Cl氦He钾K碳C钙Ca氮N锰Mn氧O铁Fe氟F铜Cu钠Na锌Zn镁Mg银A
22、g铝Al碘I硅Si金Au磷P汞Hg硫S铅Pb1构成物质的微粒16小资料书写元素符号应注意的问题：1. 国际上统一采用元素拉丁文名称中的第一个字母表示元素。如碳元素的拉丁文名称为carbon，元素符号就写为C。由一个字母表示的元素符号要大写。2. 如果几种元素的拉丁文名称的第一个字母相同，就附加一个字母来区别，其中第一个字母大写，第二个字母小写。如镁元素的拉丁文名称为magnesium，锰元素的拉丁文名称为 manganese，它们的元素符号分别写为Mg，Mn。化学语言的 “词语” 化学式想一想如何用文字来描述水、一氧化碳、氧气和臭氧的组成？你能找出更好的表示方式吗？活动了解化学式阅读资料，讨论
23、下列问题：一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成。 用元素符号表示为：当原子的个数是 1 时， 可省去 “1” 。 二氧化碳分子的正确写法为 CO 。2氧原子的个数碳原子的个数碳的元素符号C1O2氧的元素符号二氧化碳的化学式1. 物质的名称能表示出物质的组成情况吗？171构成物质的微粒2. 这些物质的化学符号能表示出物质的组成情况吗？3. 二氧化碳的化学式能不能写成CO3或C2O2？物质的化学式是通过实验测定的，还是人们设想出来的？用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫作化学式（chemicalformula）。化学式可以直观反映组成物质分子的元素种类和原子个数。讨论化学式“H2O”
24、中包含哪些信息？“2H2O”的含意是什么？化 合 价想一想二氧化碳、水、氧化铜的化学式分别是CO2、H2O、CuO。从这些化学式可以看出，氧元素跟不同元素结合时，其原子个数比是不同的，而同种物质中各元素的原子个数比却是一定的。这是为什么呢？活动观察化学式中的数字下面是一些常见物质的化学式，仔细观察其中各元素符号上方的数字和下角标，思考下列问题：+1 1+1 2+4 20+1 1+2 2+1 +4 20+32HClH2OCO2O2NaClMgONa2CO3FeFe2O31. O2、Fe 上方的数字有何共同之处？2. HCl、NaCl、MgO 上方的正数和负数有什么关系？3. H2O、CO2、Fe
25、2O3、Na2CO3每种物质中的所有对应数字之间有什么关系？与上述两个问题的结论有何共同之处？1构成物质的微粒18元素符号上方的正数、负数决定了元素之间结合时原子的个数比，叫作相应元素的化合价（valence）。元素的化合价是由该元素的原子结构决定的。化合价规律是正确书写化学式的依据。即：化学式中元素化合价的代数和为零。在上述物质的化学式中，规定 H 为+1 价，O 为2 价，其他元素化合价由此推出。有一些物质，如 NaOH、Na2CO3等，它们中的OH、CO3常常作为一个整体参加反应，又被称为原子团，也称为“根”。根也有化合价，如 OH 为1 价，CO3为2 价。表 1.3常见元素和根的化合
26、价氢H+1钙Ca+2碳C+2， +4锰Mn+2， +4， +6， +7氮N3， +2， +4， +5铁Fe+2， +3氧O2铜Cu+1， +2氟F1锌Zn+2钠Na+1银Ag+1镁Mg+2碘I1铝Al+3铅Pb+2， +4硅Si+4氢氧根OH1磷P3， +3， +5硝酸根NO31硫S2， +4， +6硫酸根SO42氯Cl1， +1， +5， +7碳酸根CO32钾K+1铵根NH4+1元素和根的名称元素和根的符号常见的化合价元素和根的名称元素和根的符号常见的化合价191构成物质的微粒1.4 元素家族目前，人们发现的元素已有一百多种。在这些元素之间，有着密切的联系。元素周期律想一想19 世纪初，科学
27、家们发现的元素已有五十多种，这些元素之间是否存在联系？这个问题困扰着许多科学家。1829 年，德国化学家德贝赖纳注意到，溴元素的性质介于氯和碘之间，而其原子量也接近氯和碘原子量的平均值，元素钙、锶、钡，硫、硒、碲之间也都存在这种规律。那么，在自然界的众多元素之间，是否存在一种普遍的联系和规律呢？活动找出缺失的扑克牌现有一副不完整的扑克牌（缺一张或几张），请你在最短的时间内找出所缺的是什么牌。分析与思考1. 你是如何找出所缺的牌的？依据是什么？2. 如果用一张牌代表一种元素，那么，你如何整理这副由元素组成的“扑克牌”？早在 19 世纪，科学家就开始尝试将元素进行有序的排列。1869 年，俄国科学
28、家门捷列夫注意到，当元素按原子量递增的顺序排列时，元素的性质呈现出一种周期性的变化，由此发表了他的第一张元素周期表。现代的元素周期表是在门捷列夫周期表的基础上建立的。它能清楚地表述元素性质周期性变化的情况。1构成物质的微粒20注:相对原子质量录自 2001年国际原子量表,并全部取 4 位有效数字。元素周期表（加括号的数据为该放射性元素半衰期最长同位素的质量数）211构成物质的微粒元素周期律是指元素的性质随着核电荷数的递增而呈现周期性变化的规律。运用元素周期律，不仅可以预言新元素的存在，还可以根据元素在周期表中的位置推测它的性质和用途，也可以根据某些特殊用途寻找所需的材料，如半导体材料等。元素周
29、期表共有7 个横行、18 个纵行，每个横行叫作一个周期，每个纵行叫作一个族（8、9、10 三个纵行共同组成一个族）。为了便于查找，元素周期表按元素原子核电荷数递增的顺序给元素编了号，叫作原子序数。原子序数与元素原子核电荷数在数值上相同。元素周期律的发现是科学史上的一场革命，它说明了组成世界的一百多种元素之间存在重要的周期性规律，同时也提示了原子的结构与性质之间存在的必然联系。讨论1. 元素周期律和元素周期表有何关系？在元素周期表中，你能根据元素的名称看出哪些是金属元素，哪些是非金属元素吗？它们在表中的位置是怎么样的？你从表中还发现了哪些信息和规律？2. 从元素周期律的发现过程中，你得到了什么启
30、示？阅读材料门捷列夫与元素周期律图 1.23门捷列夫构成物质的元素是科学工作者手中的“牌”，如何整理它们，曾经是令科学家们头疼的事。1865 年，英国科学家纽兰兹把当时已知的 63种元素按原子量递增的次序排列后，发现从任意一个元素算起，每到第八个元素就和第一个元素的性质相似，他把这个规律叫作“八音律”。1867年，俄国科学家门捷列夫（DmitriIvanovichMendeleev，18341907）在前人工作的基础上，将所有已知元素做成卡片进行排列。1869年2月底，终于在对元素的排列中，发现了元素的性1构成物质的微粒22质随着原子量的递增而呈周期性变化的规律元素周期律。门捷列夫根据元素周期
31、律编制了第一个元素周期表，把已发现的 63 种元素全部列入表里，并在表中留下空位，预言了类似硼、铝、硅的三种未知元素的存在及其性质。若干年后，他的预言都得到了证实。随着科学技术的发展，人们发现了更多的元素，同时也对原子结构有了更深入的认识。人们发现元素的性质不是随着原子量的递增呈周期性变化，而是随着原子核电荷数的递增呈周期性变化。于是，人们对门捷列夫的元素周期表做了很多的改进，制成了更加完善的元素周期表。同 位 素想一想当我们想了解一个植物化石的年龄时，科学家可以通过测量碳14 在植物体内的含量计算出植物死亡的时间。常见的含碳化合物中的碳都是碳12，它和碳14 是什么关系呢？读图读图 1.24
32、，讨论下列问题：1. 氢元素的三种原子的中子数尽管不同，但质子数相同。它们处在周期表中的什么位置？2. 周期表中的一个方格是不是只代表一种原子的存在？电子质子氕质子电子中子氚氘质子电子中子图 1.24氢元素三种原子的结构示意图如果两种原子具有相同的质子数、不同的中子数，它们就是同种元素的两种同位素（isotope）。氢元素有三种同位素，碳14 和碳12 是碳元素的两种同位素。很多元素都有同位素。231构成物质的微粒阅读材料钋和镭的发现图 1.25居里夫人居里夫人，即玛丽居里（Marie Curie，18671934），是法籍波兰物理学家、化学家。居里夫人和她的丈夫皮埃尔居里在极其困难的条件下，
33、对沥青铀矿进行分离和分析，终于在 1898 年 7 月和 12 月先后发现两种新元素。她将一种元素命名为钋（polonium），以纪念她的祖国波兰，将另一种元素命名为镭（radium），拉丁文为“放射”的意思。为了制得纯净的镭化合物，居里夫人又历时四年，从数以吨计的沥青铀矿矿渣中提炼出 0.1 g 镭的氯化物，并初步测量出镭的相对原子质量是 225。这个数字虽然简单，却凝聚着居里夫妇的心血和汗水。课外活动查阅资料，了解碳的同位素。为什么选择有 6 个中子的碳12 原子为确定相对原子质量的标准？反馈与评价问题反馈1. 最早提出比较系统的原子学说的科学家是。2. 下列说法中正确的是（）。A. 一切
34、物质都是由原子构成的B. 原子是不可分割的粒子C. 原子是带正电的粒子D. 原子还可以再分3. 已知碳13 代表原子核内含有 6 个质子、7 个中子的碳原子，则氦3 代表的氦原子核内（）。A. 含有 3 个质子，没有中子B. 含有 2 个质子，1 个中子C. 含有 1 个质子，2 个中子D. 含有 3 个中子，没有质子4. 山东潍坊昌乐县人称“宝石之都”，主要生产蓝宝石和祖母绿。祖母绿的化学式是Be3Al2（SiO3）6，其中铝元素的化合价为+3，氧元素的化合价为2，硅元素的化合价为+4，则铍元素的化合价为（）。A. + 1B. + 2C. + 3D. + 41构成物质的微粒24科学思考1.
35、经过训练的警犬可以从行李箱中嗅出海洛因等毒品。试着解释这一现象，并举出其他的例子。2. 有人说，通过气功能使铝分子发生化学反应变成黄金分子，从而使铝变成黄金。请根据已学的知识指出该骗术的荒谬之处。科学探究选择一种原子，用不同的橡皮球代表质子、中子和电子制作原子模型。例如：将两个“质子”和两个“中子”用铁丝串起来作为小的内圈，代表原子核。将两个“电子”间隔相等地绑在大铁丝圈上，作为外圈。把内圈套在外圈里，就制成了氦原子模型。简述你制作原子模型的过程和体会，并与同学交流你的作品，看看自己的原子模型是否准确。图 1.26氦原子模型251构成物质的微粒本章要点物质组合分子得失电子原子离子表现形式符号元
36、素规律碳 12 原子质量的 1/12质量标准原子核核外电子数目不同元素结构中子质子同位素数目相同基本组成化合价决定期律元素周- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -概念图1. 物质是由大量的微粒构成的，这些微粒是不断运动着的。2. 构成物质的微粒
37、有分子、原子、离子。分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，离子是原子得失电子形成的。3. 以碳 12 原子质量的 1/12 作为标准，其他原子的质量跟它的比值，就是这种原子的相对原子质量。4. 元素是具有相同质子数的一类原子的总称，是组成物质的基本要素。5. 元素符号是一种通用的国际化学语言，用元素符号表示物质组成的式子叫作化学式。6. 具有相同的质子数、不同的中子数的原子，称为同一种元素的同位素。很多元素都有同位素。7. 元素周期表系统地揭示了不同元素间原子结构、性质等的周期性变化规律，是我们研究和学习化学的重要工具。物 质 的 分 类物质是怎样进行分类的？什么
38、是单质和化合物？什么是混合物和纯净物？溶液、悬浊液、乳浊液有何区别？如何表示溶液的组成？如何配制一定质量分数的溶液？混合物有哪些分离方法？怎样进行过滤、蒸发、纸层析？2.1单质与化合物2.2混合物与纯净物2.3一种特殊的混合物溶液2.4混合物的分离272物质的分类2.1 单质与化合物我们已经知道，氧气、臭氧、二氧化碳和水中都含有氧元素。同种元素及各种元素之间有着多种不同的组合方式。正是这些巧妙的组合，构成了我们身边丰富多彩的物质世界。原子组合成分子想一想我们已知的元素只有一百多种，而大千世界中，已知的物质有三千多万种。那么，一百多种元素的原子是怎样构成三千多万种物质的呢？活动模拟分子的组成有三
39、组小球，每组有红、蓝两种颜色的小球各一个。如果让这些小球自由组合，有多少种组合方式？图 2.1 中给出了一部分组合方式，请你将剩下的组合方式填在图中的空白处。三组小球组合方式自由组合图 2.1 小球的组合分析与思考1. 上述活动中的组合方式可以分为哪几类？分类的依据是什么？2. 如果给出更多的小球，而且小球的颜色也更加丰富，那么组合方式的数2物质的分类28目会有哪些变化？现在我们假设红色和蓝色各代表一种元素，每个小球代表该种元素的一个原子，那么每一种组合方式就代表一种分子。现在你能想像出一百多种元素的原子是如何组合成已知的三千多万种物质的吗？原子在组合成分子的时候是任意的吗？讨论现有以下几种物
40、质：铁（Fe），碳（C），铝（Al），硫（S），水（H2O），氨（NH3），氢气（H2），二氧化碳（CO2），乙醇（C2H5OH），碳酸钙（CaCO3）。1. 每种物质中各含有几种元素？2. 根据所含元素种类的多少，可以将以上物质分为哪几类？3. 你所知道的物质中有哪些是由一种元素组成的，哪些是由多种元素组成的？由同种元素组成的物质叫作单质（element），如铁、碳、铝、硫、氢气等；由不同种元素组成的物质叫作化合物（compound），如水、氨、二氧化碳、乙醇、碳酸钙等。各种元素的原子通过不同的组合方式，构成了多种多样的物质。HHHHHNH图 2.3氨分子结构示意图OCC图 2.4乙醇分子结
41、构示意图H H图 2.2氢分子结构示意图HHH讨论1. 物质的分类有多种方式。单质根据其状态可分为气体单质、液体单质和固体单质；根据其组成元素的性质，又可分为金属单质与非金属单质。你能举出不同类型的单质吗？2. 我们知道氢元素有氕、氘、氚三种原子，由一个氕原子和一个氘原子构成的氢分子是单质还是化合物？292物质的分类阅读材料同素异形体图 2.5金刚石图 2.7C60图 2.6石墨金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。由于它们的碳原子排列方式不同，因此各自的物理性质有很大差异。纯净金刚石是无色透明的正八面体形状的固体，很硬，常用作装饰品和钻头。石墨是一种深灰色的固体，质地很软，在纸上画过会
42、留下深灰色的痕迹，故常与黏土等添加剂混合用作铅笔芯。石墨还具有优良的导电性能，干电池的电极是将石墨粉末用黏结剂黏合制成的。1985 年发现的 C60分子是由 60 个碳原子构成的，形似足球，堪称世界上最小的“足球”了。C60本身是半导体，掺杂后可变成临界温度很高的超导体，科学家推测它具有广泛的应用前景。这些由同种元素形成的不同单质互称同素异形体。有机物与无机物想一想在我们的身边，哪些物质是有机物，哪些是无机物？你知道它们都是怎样得来的吗？实验探究鱼骨的成分材料与仪器鱼骨，稀盐酸，澄清的石灰水，酒精灯，研钵，镊子，集气瓶。2物质的分类30步骤1. 取一段鱼骨，放在酒精灯上充分燃烧，得到白色固体。
43、2. 待白色固体冷却后，研磨成粉末。3. 向白色粉末中加入足量的稀盐酸，收集产生的气体。4. 把收集到的气体通入澄清的石灰水，观察石灰水中产生的现象。分析与思考1. 鱼骨燃烧时有什么气味？被烧掉的物质是什么？2. 在家里，如有小的鱼刺卡在喉咙中，人们经常会饮用一些食醋，这是什么道理呢？按照化合物中是否含有碳元素，可将化合物分为有机化合物与无机化合物，简称有机物与无机物。酒精、蔗糖、醋酸等化合物最初都只能直接或间接从生物有机体中获得，这类含有碳元素的化合物被称为有机物。大多数有机物都具有难溶于水、熔点较低、受热易分解、容易燃烧、不易导电等特点。水、氯化钠等其他不含碳元素的化合物则被称为无机物。一
44、氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸钙、纯碱等少数化合物虽然含有碳元素，但其组成和性质与无机物更相似，所以通常把它们归为无机物。讨论有机物的人工合成表明，尽管在组成和性质方面确实存在着不同之处，但有机物与无机物之间，并没有严格的界限。观察图 2.8 和图 2.9，除了图中的这些物质之外，你知道的有机物和无机物还有哪些？CH COOH3食醋，主要成分为醋酸C H OH25医用酒精，主要成分为酒精图 2.9常见的有机物图 2.8常见的无机物食盐 NaCl碳酸钙 CaCO3纯碱 Na CO23水 H O2干冰 CO2蓝矾 CuSO 5H O42食用白糖，主要成分为蔗糖C H O122211312物质的分类阅
45、读材料第一种人工合成的有机物尿素图 2.10维勒最初，由于有机物都只能从有机体中获得，人们认为有机物是生物区别于非生物的一个基本特征。1824 年，年轻的德国化学家维勒用氰酸与氨水作用得到无机物氰酸铵，当氰酸铵受热后竟变成了一种与尿素性质完全相同的白色结晶。经过四年的细心研究，维勒终于证明，它与动物体内的有机代谢产物尿素是同一种物质。维勒的成功使当时的化学家如梦初醒。不久，甘油、柠檬酸、乳酸等大批有机物被人们合成出来。天然气、 石油和煤想一想矿井里的某种气体，如果达到一定浓度，遇明火会发生爆炸，这就是人们所说的瓦斯爆炸。你知道是哪种气体引起爆炸的吗？在矿井里，必须采取哪些安全措施？读图原油是指
46、从地下开采的一种黏稠的褐色或黑色可燃性物质。图 2.11 是关于原油的分解使用情况示意图。读图 2.11，分析并思考下列问题：1. 原油主要用于哪些领域？我们可以采取哪些方式来节约原油资源？2. 举例说明其他化石燃料的用途，并进行比较分析。2物质的分类32润滑油： 1 %煤油： 2 %杂用沥青： 5 %喷气式发动机燃油： 5 %液体天然气： 14 %残渣燃油： 16 %精品燃油： 18 %汽油： 39 %图 2.11原油的分解使用意大利旅行家马可波罗在东方见闻记一书中这样描述：“在中国，到处都有黑色的石头。它们是从山上开采出来的，像矿石一样，它们可以燃烧，燃烧起来火力比木头还要猛烈，能够连续烧
47、一整夜，一直到第二天早晨。因此，居民就把黑石头当木头烧。”马可波罗所说的可燃的“黑石头”就是煤。中国人开始使用煤，大约是在马可波罗见到之前 1 000 多年。煤是我国重要的能源。在煤的开发和利用上，我们还在继续探索之中。石油又称原油，是地球上极其珍贵的资源之一。天然气的主要成分是甲烷（CH4）。甲烷是优质的气体燃料，是目前减少污染的首选低成本燃料。它还是制取炭黑、氨、氮肥、甲醇、乙炔等化工产品的重要原料。煤、石油和天然气都是由远古时代的动植物的遗骸在高温、高压和缺氧的环境下形成的。煤和石油等化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的，是经过亿万年形成的非再生能源。根据科学家的预测，石油在地球上的总储量为
48、 2.01011t，现在每年332物质的分类的消费水平是4.0109t，所以50年后石油就要枯竭；煤的总储量为9.01012t，每年的消费水平为 2.51010t，如果按这个消费水平，最多只能维持 360 年。讨论由于化石燃料在地球上的贮藏量是有限的，人类现在正积极利用太阳能、地热能、风能等新的能源。你还能列举出其他的新能源吗？阅读材料西气东输工程是我国正在建设的特大型基础设施工程，它以新疆塔里木气田为主气源，以我国中东部的长江三角洲地区为目标消费市场，以干线管道、重要支线和储气库为主体，连接沿线用户，形成横贯中国西东的天然气供气系统。实施西气东输工程，可以改善我国的能源结构，推动东部地区产业
49、结构调整，减少燃煤造成的污染，改善大气质量，保护生态环境，提高人民群众生活的环境质量。轮台库尔勒鄯善柳园玉门武威中宁靖边延安郑州淮南南京无锡上海图 2.12西气东输一线工程建设示意图课外活动寻找你家里的有机物和无机物，把它们记录下来，并与同学们交流。2物质的分类342.2 混合物与纯净物在我们身边的常见物质中，有的由几种物质组成，如空气、泥土、糖水、浑浊的河水等；有的只含一种单质或化合物，如氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、氯化钾（KCl）等。物质的类型想一想我们生活的世界上，有千千万万种物质，我们应如何对它们进行分类呢？读图读图 2.13 图 2.15，思考并讨论下列问题：1. 冰水混合物是
50、由几种物质组成的？如何证明你的观点？2. 你注意过感冒胶囊的说明书吗？胶囊中的颗粒是混合物还是纯净物？3. 经过净化、不含灰尘的空气是纯净物吗？洁净的物质与纯净物有何不同？图 2.15清洁的空气图 2.14胶囊中的颗粒图 2.13冰水混合物物质可以分为两种基本类型：混合物和纯净物。混合物（mixture）是由两种或多种物质混合而成的，纯净物（puresubstance）只由一种物质组成。纯净物还可以分为单质和化合物。352物质的分类生活中的混合物想一想如何判断一种物质是混合物还是纯净物？组成混合物的各种物质的化学性质是否会因混合而发生变化呢？实验铁粉和硫粉的混合物与硫化亚铁的性质比较材料与仪器
