时间:2024-12-21 06:21
1.物质主要由原子、分子和离子组成。
2.这些基本单位通过不同的方式组合,决定了物质的性质和行为。
3.原子是物质的基本组成单位,所有物质都是由原子构成的。
4.德谟克利特在公元前4世纪提出了原子学说,认为万物由原子组成,原子是不可分割的最小微粒。
5.分子是由两个或更多原子通过化学键连接在一起形成的。
6.例如,氢气分子(H2)由两个氢原子构成,氧气分子(O2)由两个氧原子构成,二氧化碳分子(CO2)由一个碳原子和两个氧原子构成。
7.离子是失去或得到电子的原子或分子形成的带电粒子。
8.例如,氯离子(Cl-)是氯原子得到电子形成的,钠离子(Na+)是钠原子失去电子形成的。
9.离子通常存在于电解质溶液或熔融电解质中,是物质的一种重要形式。
10.结构元是构成物质的更基本单位,是原子间的价和电子围绕两个核心运转所结合成的整体。
11.除了惰性气体,所有物质的原子都是两两结合成结构元,再由结构元构成复杂的物质世界。
物质的组成:
物质是由分子、离子、原子构成.分子是原子通过共价键结合而形成的;离子是原子通过离子键结合而形成的.所以归根结底,物质是有原子构成的。而原子又由原子核和核外电子构成的,除氢(氕)原子的原子核是由一个质子构成,其它原子的原子核都是由质子和中子构成,中子、质子这一类强子是由更基本的单元——夸克组成的。
物质的形态:
气态物质
我们的生活空间被大量气体包围着。许多古人观察到:风能够将较细的树干吹弯了腰,烧开的水中会冒出气泡。因此早期的哲学家相信有一种称为“空气”的元素存在,并具有上升的倾向。17世纪时,托里切利证明空气和固体、液体一样具有重量。到了18世纪,化学家证明了空气是多种气体的混合物,并且在化学反应中发现了许多气体。这些新发现的气体立刻就有了实际的应用,例如从煤中提炼出的气体就可以产生光与热。
液态物质
液体的粒子会互相吸引而且离得很近,所以不易将固定体积的液体压缩成更小的体积或是拉大成更大的体积。受热时,液体粒子间的距离通常都会增加,因而造成体积膨胀。当液体冷却时,则会发生相反的效应而使体积收缩。液体可以溶解某些固体,例如将食盐放入水中,食盐颗粒好像会渐渐消失。其实是因为食盐溶于水后电离出钠离子与氯离子,并均匀分布在水中,形成一种水溶液。此外,液体还可以溶解气体或其他液体。
固态物质
固态物质具有固定的形状,液体和气体则没有。想要改变固体的形状,就必须对它施力。例如挤压或拉长可以改变固体的体积,但通常变化不会太大。大部分固体加热到某种程度都会变成液体,若是温度继续升高则会变成气体。不过有些固体在受热之后就会分解,例如石灰石。晶体与金属是最重要的两种固体。
等离子态物质
将气体加热,当其原子达到几千甚至上万摄氏度时,电子就会被原子"甩"掉,原子变成只带正电荷的离子。此时,电子和离子带的电荷相反,但数量相等,这种状态称做等离子态。人们常年看到的闪电、流星以及荧光灯点燃时,都是处于等离子态。人类可以利用它放出大量能量产生的高温,切割金属、制造半导体元件、进行特殊的化学反应等.在茫茫无际的宇宙空间里,等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高,这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。宇宙中绝大部分物质都处于等离子态,固液气才是真正的比较稀少的物质状态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。
凝聚态物质
玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是科学巨匠爱因斯坦在70年前预言的一种新物态。这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同,它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态(一般是基态)。即处于不同状态的原子“凝聚”到了同一种状态。
这个新的第五态的发现还得从1924年说起,那一年,年轻的印度物理学家玻色寄给爱因斯坦一篇论文,提出了一种关于原子的新的理论,在传统理论中,人们假定一个体系中所有的原子(或分子)都是可以辨别的,我们可以给一个原子取名张三,另一个取名李四,并且不会将张三认成李四,也不会将李四认成张三。然而玻色却挑战了上面的假定,认为在原子尺度上我们根本不可能区分两个同类原子(如两个氧原子)有什么不同。
玻色的论文引起了爱因斯坦的高度重视,他将玻色的理论用于原子气体中,进而推测,在正常温度下,原子可以处于任何一个能级(能级是指原子的能量像台阶一样从低到高排列),但在非常低的温度下,大部分原子会突然跌落到最低的能级上,就好像一座突然坍塌的大楼一样。处于这种状态的大量原子的行为像一个大超级原子。打个比方,练兵场上散乱的士兵突然接到指挥官的命令“向前齐步走”,于是他们迅速集合起来,像一个士兵一样整齐地向前走去。后来物理界将物质的这一状态称为玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC),它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。这就是崭新的玻爱凝聚态。
费米子凝聚态
根据“费米子凝聚态”研究小组负责人德博拉·金的介绍,“费米子凝聚态”与“玻色一爱因斯坦凝聚态”都是物质在量子状态下的形态,但处于“费米子凝聚态”的物质不是超导体。
量子力学认为,粒子按其在高密度或低温度时集体行为可以分成两大类:一类是费米子,得名于意大利物理学家费米;另一类是玻色子,得名于印度物理学家玻色。这两类粒子特性的区别,在极低温时表现得最为明显:玻色子全部聚集在同一量子态上,费米子则与之相反,更像是“个人主义者”,各自占据着不同的量子态。“玻色一爱因斯坦凝聚态”物质由玻色子构成,其行为像一个大超级原子,而“费米子凝聚态”物质采用的是费米子。当物质冷却时,费米子逐渐占据最低能态,但它们处在不同的能态上,就像人群涌向一段狭窄的楼梯,这种状态称作“费米子凝聚态”。
1、物质由分子或原子构成。
2、由分子构成的物质:常温下的所有气体,绝大多数有机物【除少数如乙醇钠,苯酚钠等】,多数非金属单质【除金刚石,晶体硅等---它们叫做原子晶体,由原子构成】,全部酸【无论是强酸还是弱酸】,水等等。
3、由原子构成的物质:全部金属单质【包括合金】,金刚石,晶体硅,二氧化硅,碳化硅等等。
4、由离子构成的物质:绝大多数盐【可以理解为全部盐】,钾、钙、钠、镁、铝的氧化物【实际上还可能遇到它们的碳化物、氮化物、氢化物等】,强碱【氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙】等等。
首先物质分为纯净物和混合物。纯净物指的是组成单一的物质,如水、氧气等,而混合物的组成是多种,如溶液、胶体、空气、水泥、沙土等。纯净物又分为单质和化合物,组成物质的元素是单一的物质称为单质,而化合物的组成元素是多种。单质又有金属单质和非金属单质之分,而化合物又分为无机物和有机物。
那么什么是无机化合物和有机化合物呢?
根据物质组成元素中是否还有碳元素,将化合物分为无机物和有机物。无机物指的是组成物质的元素中不同时含有碳、氢元素,而有机物指的是组成物质的元素中主要含有碳、氢元素,其余有些还有硫、氮、氧等元素。很多有机物都来自自然界,通过煤、石油、天然气高温燃烧或者高温裂解制得,如石油裂解制乙烯、甲烷等。
有机物是一个庞大的家族,有机物种类特别多,有几百万种。有机物中碳原子可以连接成链状,也可以连接成环状,碳原子可以是一个,也可以是俩个、三个等等,有些有机化合物甚至含有几十万个碳原子。根据碳原子的数的不同,我们依次将有机物中最简单的烃类命名为甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛等等。大部分有机物都可以燃烧,并且生成二氧化碳和水。
无机物,如水、硫酸、盐酸等基本上也都可以归入氧化物、酸、盐等中。值得注意的是,如含碳化合物,如一氧化碳、二氧化碳等,因为它的性质与无机物相似,所以作为无机物来研究。