《分子和原子说》课件

《分子和原子说》什么是分子和原子?原子物质的基本组成单位分子由两个或多个原子通过化学键结合而成的稳定结构原子的发现和发展历程1量子力学模型电子云模型2玻尔模型电子轨道模型3汤姆逊模型葡萄干布丁模型4道尔顿模型实心球模型原子的基本组成1原子核原子核位于原子的中心，包含质子和中子，占原子质量的绝大部分。2电子电子带负电，围绕原子核高速运动，形成电子云，决定原子的化学性质。质子、中子和电子质子带正电荷的亚原子粒子，决定元素的种类。中子不带电荷的亚原子粒子，影响原子的质量。电子带负电荷的亚原子粒子，决定原子的化学性质。元素周期表周期表元素周期表是按原子序数递增排列的化学元素列表。周期周期表分为7个周期，每个周期包含相同电子层数的元素。族周期表分为18个族，每个族包含具有相似化学性质的元素。同位素的概念相同原子序数同位素具有相同的质子数，即相同的原子序数，因此属于同一元素。不同中子数它们具有不同的中子数，导致原子质量不同。化学性质相似同位素的化学性质基本相同，因为它们具有相同的电子排布。同素异形体相同元素同素异形体是由相同元素组成的不同结构的单质。不同性质由于结构不同，同素异形体具有不同的物理性质和化学性质。常见例子例如，碳元素可以形成石墨、金刚石和富勒烯等同素异形体。原子的构造原子是构成物质的最小单元。原子由中心带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子组成。原子核由带正电荷的质子和不带电的中子构成。电子在原子核外以高速运动，形成电子云。原子核的结构质子和中子原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。它们紧密地结合在一起，形成原子核的中心。原子序数原子核中质子的数量决定了元素的种类，也称为原子序数。质量数原子核中质子和中子的总数量被称为质量数。电子轨道和电子层电子轨道电子轨道是电子在原子核周围运动的区域，并非简单的圆形轨道，而是概率分布图。电子层电子层是原子中能量相近的电子轨道组成的区域，电子层数决定了原子的能量状态。电子的排布规律1能量最低原理电子首先填充能量最低的轨道2泡利不相容原理一个原子轨道最多容纳两个电子，且自旋方向相反3洪特规则当多个轨道能量相同时，电子优先填充每个轨道，且自旋方向相同化学键的类型离子键离子键是通过静电吸引力形成的化学键，通常发生在金属和非金属元素之间。共价键共价键是通过原子之间共享电子形成的化学键，通常发生在非金属元素之间。金属键金属键是通过金属原子之间共享电子形成的化学键，解释了金属的特性，例如延展性、导电性和导热性。离子键离子键形成于金属和非金属原子之间。金属原子失去电子形成带正电的阳离子，非金属原子得到电子形成带负电的阴离子。通过静电吸引力，阳离子和阴离子相互结合形成离子化合物。共价键电子共享两个原子之间通过共享电子对形成的化学键称为共价键。共享的电子对同时属于两个原子，使它们相互吸引，形成稳定的化学键。非金属原子共价键通常存在于非金属原子之间，因为非金属原子通常倾向于获得电子形成阴离子，而不是失去电子形成阳离子。通过共享电子，它们可以达到稳定的电子构型。金属键自由电子金属原子中的价电子可以自由移动，形成“电子海”。金属阳离子金属原子失去价电子后形成金属阳离子，排列在晶格中。强键力自由电子与金属阳离子之间的静电吸引力构成金属键，赋予金属独特的性质。氢键和范德华力氢键氢键是一种较强的分子间作用力，发生在极性分子之间，如水分子，由氢原子与电负性较强的原子（如氧、氮或氟）之间的静电吸引力形成。范德华力范德华力是一种较弱的分子间作用力，发生在所有分子之间，包括非极性分子，由瞬间偶极之间的相互作用形成，包括伦敦分散力、偶极-偶极力和偶极-诱导偶极力。分子的形状和极性分子的形状由原子在空间中的排列方式决定。例如，水分子呈弯曲形，而二氧化碳分子呈直线形。分子的极性取决于原子电负性的差异。如果原子电负性差异大，则分子为极性分子。例如，水分子是极性分子，而二氧化碳分子是非极性分子。分子量的计算分子量是指一个分子的质量,通常以原子质量单位(amu)表示.摩尔的概念摩尔是物质的量的单位，表示包含特定数量粒子的物质。1摩尔物质的质量等于其物质的摩尔质量，单位为克/摩尔（g/mol）。摩尔概念是化学计量学的基础，用于计算反应物和生成物的质量和体积。阿伏加德罗常数定义1摩尔任何物质所含的粒子数数值6.02214076×1023符号NA化学反应中的变化1物质的转化化学反应涉及物质的重新排列，形成新的物质。2能量的改变化学反应可能释放或吸收能量，例如放热反应和吸热反应。3键的断裂和形成化学反应涉及化学键的断裂和形成，导致物质的性质发生改变。化合价和氧化数化合价一个原子在形成化合物时，失去或获得的电子数，用正负号和阿拉伯数字表示。氧化数原子在化合物中，假定所有共用电子对都归电负性更大的原子所有时，该原子所带的电荷数，用正负号和阿拉伯数字表示。化学反应的方程式反应物反应开始时的物质。反应箭头表示反应的方向。生成物反应结束后产生的物质。化学反应的速率反应物浓度反应物浓度越高，反应速率越快。温度温度越高，反应速率越快。催化剂催化剂可以加速反应速率，但不改变反应的平衡。表面积反应物表面积越大，反应速率越快。化学平衡可逆反应化学平衡是指可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系的组成不再发生变化的状态。平衡常数平衡常数K表示在一定温度下，反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。酸碱反应和pH值酸碱中和反应酸和碱发生反应生成盐和水，称为中和反应。pH值pH值用来衡量溶液的酸碱性，0-14之间，7为中性，小于7为酸性，大于7为碱性。酸碱指示剂指示剂在不同pH值下呈现不同颜色，用于判断溶液的酸碱性。氧化还原反应电子转移氧化还原反应的核心是电子在原子或离子之间的转移。氧化和还原氧化是指失去电子的过程，还原是指获得电子的过程。氧化剂和还原剂氧化剂是接受电子的物质，还原剂是失去电子的物质。化学反应的热力学1焓变化学反应中能量的变化，反映反应的热效应。2熵变反应体系混乱程度的变化，反映反应的自发性。3吉布斯自由能衡量反应自发进行的程度，决定反应是否能自发进行。化学反应的动力学反应速率化学反应的速率取决于反应物浓度、温度、催化剂等因素。活化能反应物分子需要克服一定能量障碍才能发生反应，该能量被称为活化能。碰撞理论化学反应