世界是物质的。我们平时看到的山川、海洋、房屋、超市等等,称为宏观世界,但一说分子、原子、离子等等,就进入到了微观世界。宏观世界的万千物质,都是由微观世界里面的微粒构成的,这些微粒用肉眼是看不到的,只能借助显微镜。面对显微镜,人们可以看到各种物质的分子、原子、离子等等。
有些物质是由分子构成的,还有一些物质是由原子直接构成的,例如汞是由许多汞原子构成的,铁是由许多铁原子构成的。
1.分子
分子是保持物质化学性质的一种微粒。如食盐是由大量的氯化钠分子构成,而氢气则是由大量的氢分子构成。其中氯化钠分子、氢气分子决定了食盐、氢气的化学性质。
2.原子
原子是构成分子的基本单元。在化学反应里,原子是化学变化中的最小微粒。例如水的分子,(H2O)它是由1个氧原子和2个氢原子化合而成,尽管原子又是由原子核、电子、质子、中子组成,但原子是保持物质化学性能的最小微粒。
3.离子
离子是指带有电荷的原子(或原子团)。如钠离子Na+、镁离子Mg+2、氢离子H+,它们均带正电荷,故称为阳离子,而氯离子Cl-、硫离子S-2都带有负电荷称为阴离子。元素符号右上角的符号或数字表示离子的电荷量。如Na+是指带一个单位的正电荷,Mg+2指带两个单位的正电荷,S-2带两个单位的负电荷,Cl-带一个单位的负电荷。
4.元素
具有相同的核电核数的同一类原子称为元素。如氧元素就是所有氧原子的总称,碳元素就是所有碳原子的总称。由同种元素组成的纯净物称为单质。但很多物质的组成比较复杂,它是由两种或两种以上不同的元素组成,这种物质叫化合物,如二氧化镁(MgO2)、氢氧化钠(NaOH)等。
5.元素符号
在化学中,用不同的符号表示各种元素。例如用“H”表示氢元素,用“C”表示碳元素,用“S”表示硫元素等等,这些符号就叫元素符号。
元素符号除表示一种元素外,还表示这种元素的一个原子,一些常见元素的名称符号见表4-1。
表4-1 一些常见元素的名称、符号
6.分子式
用元素符号来表示物质分子组成的式子叫分子式。如氧气分子,氢气分子和水分子,分别用分子式O2、H2、H2O来表示。
7.原子量
原子虽很小,但有一定的质量。国际上以碳原子质量的1/12作为标准,其他原子的质量跟它相比较所得的数值,就是该原子的原子量。因此原子量是一个比值,没有单位,采用原子量来计算就比较方便。
8.分子量
一个分子中各原子的原子量总和就是分子量,根据分子式就可计算出分子量。例如氧气的分子式是O2,其分子量就是两个氧原子原子量之和,一个氧原子的原子量是16,则16×2=32(氧分子的分子量)
9.化学方程式
用分子式来表示化学反应的式子,称为化学方程式,如C+O2 =CO2为二氧化碳的化学方程式。H2+O=H2O是水的化学方程式等等。
10.无机化合物
无机化合物简称无机物,是指分子组成里不含碳元素的物质。如水(H2O)、食盐(NaCl)、硫酸(H2SO4)等。但一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等少数物质,虽含有碳元素,但它们的组成和性质更接近无机物,所以也划归到无机物一类。
11.有机化合物
有机化合物简称有机物,主要由氧元素、氢元素、碳元素组成。有机物是含碳的化合物,但不包括一氧化碳、二氧化碳和以碳酸根结尾的物质。有机物是生命产生的物质基础。脂肪、氨基酸、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等,生物体内的新陈代谢和生物的遗传现象,都涉及有机化合物的转变。此外,许多与人类生活有密切关系的物质,例如石油、天然气、粮食、棉花、染料、化纤、天然和合成的药物等,均是有机物。
已有的有机物达8000万余种(无机物仅数十万种),本书中提到的涂料大都属有机物,例如油脂类漆、醇酸类、酚醛类漆等等都是。
有机物的优点是易燃烧,溶点、沸点低,易挥发,大都难溶于水,易溶于有机溶剂。
《有机化学》一般在高中、大学里才涉及。
12.高分子化合物
分子量在10000以上的化合物称高分子化合物。高分子化合物的分子量很大的原因是由于它们的分子是由许多相同的简单结构单元通过等价键重复连接而成。例如聚乙烯是由许多个结构单位“—CH2—CH2—”(乙烯)相互连接而成,即“—CH2—CH2— CH2—CH2……CH2—CH2—CH2—”为方便起见,将上式缩写成[—CH2—CH2—]n,n表示每个高分子的链节数目,又称聚合度。高分子化合物一般也称聚合物。
按照习惯,聚合物是根据其来源和制法命名的。如氯乙烯的聚合物称为聚氯乙烯,又例如苯酚和甲醛,尿素和甲醛,甘油和邻苯二甲酸酐的反应产物,分别称为酚醛树脂,脲醛树脂、醇酸树脂。
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