构建微粒观,步入化学之门
2016-12-07郭忠辉
□ 郭忠辉
构建微粒观,步入化学之门
□ 郭忠辉
从微观的视角来认识化学物质及其发生的变化,是化学学科的重要学习内容,也是我们认识和学习化学的重要方法.“物质微粒观”作为一种重要的化学基本观念,对于我们解释宏观物质的变化和现象,理解化学反应的实质,了解化学符号的基本含义等方面具有十分重要的意义,是同学们开启“化学之门”的钥匙.
探究点一、构成物质的基本粒子及其性质
例1(2016·南京)下列物质由分子构成的是( ).
A.氨气 B.氯化钠 C.金刚石 D.镁
解析:氨气是由氨分子构成的;氯化钠是由钠离子和氯离子构成的;金刚石是由碳原子直接构成的单质;镁等金属单质是由原子直接构成的.
答案:A
点评:构成物质的基本粒子有分子、原子和离子等.金属单质、大多数固体非金属单质、稀有气体都是由原子直接构成的,如:镁、铜、铁、氦气等;由金属元素和非金属元素形成的化合物,一般是由离子构成的,如:氯化钠、氯化钾等;气体非金属单质以及一部分由非金属元素形成的化合物,是由分子构成的,它们的分子又是由原子构成的,如:氧气、氮气、水、二氧化硫等.
例2(2016·海南)6000L氧气在加压的情况下可装入容积为40L的钢瓶中.这主要说明( ).
A.分子在不断运动 B.分子体积很小
C.分子由原子构成 D.分子间有间隔
解析:气体分子之间间隔较大,外压增大时分子之间的间隔减小,从而使气体的体积减小.
答案:D
点评:此类问题可根据分子等微观粒子的基本特征结合宏观现象进行分析.分子的质量和体积都很小;分子之间有间隔;分子是在不断运动的;同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同等.
探究点二、原子和离子的辨析
例3(2016·大连)下列微粒结构示意图中,表示阴离子的是( ).
解析:结构示意图中:A.质子数=8,核外电子数=8,质子数=核外电子数,为原子;B.质子数=9,核外电子数=10,质子数<核外电子数,为阴离子;C.质子数=10,核外电子数=10,质子数=核外电子数,为原子;D.质子数= 11,核外电子数=10,质子数>核外电子数,为阳离子.
答案:B
点评:明确各种粒子中核内质子数和核外电子数之间的关系是解题的关键.质子数=核外电子数,为原子;质子数>核外电子数,为阳离子;质子数<核外电子数,为阴离子.
探究点三、粒子结构示意图及其应用
例4(2016·烟台)如下图是五种粒子的结构示意图,下列说法错误的是( ).
A.图中粒子共能表示四种元素
B.图中表示阴离子的是c、e
C.图中b粒子的化学符号为Mg2+
D.图中d粒子在化学反应中易失去电子
解析:明确粒子中核内质子数和核外电子数之间的关系是解答本题的关键.A.不同种元素最本质的区别是质子数不同,a和e核内质子数相同,属于同一种元素,所以图中共表示四种元素,故选项A正确;B.c粒子的质子数=核外电子数=18,为原子;e粒子的质子数=17,核外电子数=18,质子数<核外电子数,为阴离子,故选项B错误;C.b粒子的质子数=12,核外电子数=10,质子数>核外电子数,为镁离子,化学符号为Mg2+,故选项C正确;D.图中d粒子最外层电子数为1,小于4个,在化学反应中易失去电子,故选项D正确.
答案:B
点评:不同元素最本质的区别是质子数不同,我们可以依据原子的最外层电子数判断原子在化学反应中得失电子的情况及元素的化合价,进而推知可能形成的离子符号及化合物.此外,我们还应该知道:若粒子的最外层电子数为8(第一层为最外层时为2),属于相对稳定结构,否则属于不稳定结构;原子核外的电子层数等于该元素所在的周期数等.有了这些基础知识,我们不难解答有关粒子结构示意图的各种考题.
探究点四、宏观物质与微观粒子的联系
例5(2016·徐州)为提高煤的利用率,减少污染,可将其转化成可燃性气体,此过程可以认为是碳与水的反应,其微观示意图如下图所示.下列说法错误的是( ).
A.生成的两种物质都属于单质
B.生成物的分子个数比为1:1
C.分子是由原子结合而成的
D.在化学变化中原子不可分
解析:由微观示意图分析可知:生成的两种物质中,一种是单质H2,另
一种是化合物CO,且生成物分子个数比为1:1.同时,从变化的过程可以看出:分子是由原子构成的;在化学反应中,分子可分解为原子而原子则不能再分,只能组合成新的分子.
答案:A
点评:由分子构成的物质,同种分子构成的是纯净物,不同种分子构成的是混合物;同种原子构成的分子是单质分子,不同种原子构成的分子是化合物分子.有些考题要求从反应的微观过程示意图分析反应基本类型及反应中物质的粒子个数比,这时要注意反应物有剩余的问题.要先把没有参加反应的微粒“去掉”,再判断反应物和生成物的微粒个数比以及反应的基本类型.
探究点五、元素周期表及其应用
例6(2016·福州)下图是钠元素在元素周期表中的信息和钠原子结构示意图.下列说法错误的是( ).
A.钠的原子序数为11
B.钠原子核外有3个电子层
C.钠的相对原子质量为22.989
D.化学反应中,钠原子易得电子
解析:由图中的信息可知,钠原子序数为11,A正确;由原子结构示意图可知,钠原子核外有3个电子层,B正确;由图可知,名称下方的数字为相对原子质量,即钠的相对原子质量为22.989,C正确;该原子最外层电子数为1,在化学反应中易失去电子形成稳定结构,D错误.
答案:D
点评:根据元素周期表中的相关信息,可以直接得到原子序数、元素符号、元素名称及相对原子质量.依据原子结构示意图可以推知原子核外的电子层数,最外层电子数等信息,进而知道该原子在化学反应中得失电子的情况以及通常显示的化合价等.
总之,我们在学习的过程中一定要弄清这些概念的涵义及相互关系,始终把握“微观世界”和“宏观世界”互相对应这一知识脉络,将零散的化学知识“系统化”,将抽象的概念“形象化”.只有这样,我们才能够深入了解物质构成的奥秘,突破初中化学的重难点.