【閱前提示】本書(shū)由于是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生閱讀。但很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但很不扎實(shí)的學(xué)酥重新查漏補(bǔ)缺。 另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的備注。?

第一章、物質(zhì)和物質(zhì)的變化，分子和原子?

§1-5原子，原子量

【01】利用分子論雖然可以解釋物質(zhì)的某些物理變化，但在深入研究某些化學(xué)變化的時(shí)候，又發(fā)現(xiàn)了一些用分子論不能解釋的現(xiàn)象。下面我們來(lái)討論電流通過(guò)水時(shí)所引起的化學(xué)反應(yīng)。

分解反應(yīng)

【02】在水里放進(jìn)兩塊銅片，每塊銅片都用一根導(dǎo)線連接。導(dǎo)線的另一端連在蓄電池的兩個(gè)電極上?！拘铍姵厥且环N能產(chǎn)生電流的裝置?！坎痪梦覀兙涂煽吹絻蓧K銅片上都有氣泡產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，在一塊銅片上所產(chǎn)生的氣體是氧氣，另一塊銅片上產(chǎn)生的氣體是氫氣。這氧氣和氫氣原先在水里并不存在，它們是水在電流的作用下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生出來(lái)的。

【03】一種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成兩種（或兩種以上）新物質(zhì)，這樣的化學(xué)反應(yīng)，叫做分解反應(yīng)。

【04】上面所講的水在電流作用下變成氧氣和氫氣的化學(xué)反應(yīng)，就是分解反應(yīng)的一個(gè)實(shí)例。

【05】分解反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)的一種類型，除了分解反應(yīng)這種類型以外，還有其他類型的化學(xué)反應(yīng)，這在以后將會(huì)陸續(xù)學(xué)習(xí)到。

【06】我們說(shuō)分解反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)的一種類型，這里要特別注意“化學(xué)反應(yīng)”四個(gè)字。把混和物分離成為組分物質(zhì)（即組成這個(gè)混和物的各種物質(zhì)），例如，蒸發(fā)含有食鹽的水溶液（這是水和食鹽兩種物質(zhì)的混和物）可以得到水和鹽兩種物質(zhì)，從表面看來(lái)，似乎也是一種物質(zhì)（食鹽溶液）變成了兩種物質(zhì)（水和鹽），但這不是分解反應(yīng)。因?yàn)榉蛛x混和物并不屬于化學(xué)反應(yīng)。

原子和原子論

【07】水在一定條件（例如通電）下分解成為氧氣和氫氣這個(gè)事實(shí)，用前面所講的分子論，是很難理解的。

【08】從分子論的觀點(diǎn)看來(lái)，水是由水分子組成的，氧氣是由氧分子組成的，氫氣是由氫分子組成的，但是水分子和氧分子、氫分子是不同種類的分子，水分子怎么會(huì)在一定條件下變成氧分子和氫分子呢？

【09】顯然，要解釋這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)，必須假定：水分子并不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒，水分子本身是由更小的某種微粒所構(gòu)成。在水分解變成氧氣和氫氣的過(guò)程里，水分子先分解成為更小的微粒，然后再通過(guò)一定的結(jié)合，變成氧氣分子和氫氣分子。

【10】這種組成分子的更小的微粒，我們叫它原子，說(shuō)明分子是由原子構(gòu)成的理論，叫做原子論。【山語(yǔ)|| 有的物質(zhì)時(shí)由分子構(gòu)成的，有的物質(zhì)是由原子構(gòu)成的。一般來(lái)說(shuō)，常溫下為氣體的物質(zhì)大多是由分子構(gòu)成的；而稀有氣體、金屬、固體非金屬則大多數(shù)是由原子構(gòu)成的。】

原子-分子論

【11】分子論指出，分子是保持原物質(zhì)全部化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。分子在一定條件下，雖然能夠進(jìn)一步分解成為更小的微?！樱纸夂笊傻奈⒘?，將不保持原物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。

【12】由此可以看出，原子論和分子論并不抵觸，原子論只是分子論的一種補(bǔ)充。把原子論和分子論綜合起來(lái)，就成為說(shuō)明物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)比較完整的理論，叫做原子-分子論。

【13】原子-分子論的要點(diǎn)可以歸納如下：

? ? ? ? （1）物質(zhì)由分子構(gòu)成。

? ? ? ? （2）分子是由更小的微粒一原子組成，原子一般不保持原物質(zhì)的性質(zhì)。

? ? ? ? （3）分子、原子都處于永恒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中。

【14】從原子-分子論的觀點(diǎn)看來(lái)，水的分解反應(yīng)就十分容易理解：水分子是由氧原子和氫原子組成的（現(xiàn)在知道，每1個(gè)水分子是由1個(gè)氧原子和2個(gè)氫原子所組成），在通電的條件下，水分子分解成為氧原子和氫原子，立刻，每2個(gè)氧原子又結(jié)合成為1個(gè)氧分子；每2個(gè)氫原子又結(jié)合成為1個(gè)氫分子。

【15】水分子的分解可以用下面的圖式來(lái)表明。

【16】1個(gè)水分子分解成2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子。每2個(gè)水分子分解成4個(gè)氫原子和2個(gè)氧原子，接著4個(gè)氫原子又結(jié)合成為2個(gè)氫分子，2個(gè)氧原子結(jié)合成為1個(gè)氧分子。

【17】從這里可以清楚地看到，當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，物質(zhì)的分子發(fā)生變化，一般是變成了組成這種分子的原子，然后這些原子又重新結(jié)合起來(lái)，變成了新物質(zhì)的分子。所以化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，就是物質(zhì)分子里的原子，重新組合成另一些新的分子，從而產(chǎn)生了新物質(zhì)。

【18】由此還可看出，在化學(xué)反應(yīng)里，構(gòu)成物質(zhì)的分子是要發(fā)生變化的，但原子本身是不發(fā)生變化的，而僅僅是改變了組合方式。因此，原子是物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的最小單位。也就是說(shuō)，在化學(xué)反應(yīng)里，原子不能再分成更小的微粒。

【19】總上所述，分子和原子是性質(zhì)不同的兩類微粒。分子是能獨(dú)立存在、并保持原物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒；原子一般是不能獨(dú)立存在（很容易相互結(jié)合變成分子）的，并且也不保持原物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的。例如水分子仍保持水的一切化學(xué)性質(zhì)，而組成水分子的氫原子和氧原子就完全不具有原來(lái)水的化學(xué)性質(zhì)。當(dāng)它們分別組成氫分子和氧分子時(shí)，就產(chǎn)生了和水性質(zhì)完全不同的兩種新物質(zhì)——?dú)錃夂脱鯕狻?/p>

原子量

【20】盡管原子比分子更小，比分子更難直接觀察到，但原子和分子一樣也是真實(shí)存在著的。從物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，可以證明原子的真實(shí)性。

【21】現(xiàn)在，我們不僅有充分的理由來(lái)論證原子的真實(shí)存在，而且還能從理論上計(jì)算出各種原子的重量。【山語(yǔ)||? 張青蓮，著名化學(xué)家和教育家，中國(guó)科學(xué)院資深院士，我國(guó)穩(wěn)定同位素化學(xué)的奠基人，為相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定作出了卓越貢獻(xiàn)。1983年，當(dāng)選為國(guó)際原子量委員會(huì)委員。主持測(cè)定了幾種元素的相對(duì)原子質(zhì)量的新值成為國(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)?！?/span>

【22】當(dāng)然，原子的重量是極其微小的。【山語(yǔ)|| 1個(gè)水分子的質(zhì)量約是3×10?2?kg，若20滴水為1ml，則1滴水中就有1.67×1021個(gè)水分子。而原子就更小了，目前分子原子很難被肉眼看見(jiàn)】例如：

? ? ? ? 1個(gè)碳原子（指碳12）的重量是0.00000000000000000000001994[小數(shù)點(diǎn)后22個(gè)0]克或1.994×10^-23克。

? ? ? ? 1個(gè)氧原子（指氧16）的重量是0.00000000000000000000002657[小數(shù)點(diǎn)后22個(gè)0]克或2.657×10^-23克。

? ? ? ? 1個(gè)氫原子（指氫1）的重量是0.000000000000000000000001673[小數(shù)點(diǎn)后23個(gè)0]克或0.1673×10^-23克。

【山語(yǔ)||?1個(gè)氫原子的質(zhì)量約為1.67×10?2?kg，1個(gè)氧原子的質(zhì)量約為2.657×10?2?kg。質(zhì)子質(zhì)量≈中子質(zhì)量≈1836倍電子質(zhì)量≈1個(gè)氫原子的質(zhì)量≈1.67×10?2?kg；電子質(zhì)量可以忽略不計(jì)，整個(gè)原子的質(zhì)量集中在原子核上。】

【23】從上面這些數(shù)字可以看出，原子的重量，如果用“克”做單位來(lái)表示，會(huì)感到非常不便，這是因?yàn)閷?duì)原子的重量（它是非常非常小的）來(lái)說(shuō)，“克”這種稱量單位顯得太大了。這比如用工廠里的落地大磅秤去稱一小粒芝麻還要不恰當(dāng)?shù)枚?。那末，怎樣能使稱量單位和被稱物體的“級(jí)別”顯得相當(dāng)些呢？

【24】其實(shí)，在應(yīng)用時(shí)無(wú)非也只須知道不同原子的相對(duì)重量。我們只要指定某一種原子，以它作為不同原子重量相互比較的標(biāo)準(zhǔn)。為此，在化學(xué)里，統(tǒng)一地把一種碳原子（指碳12）的重量規(guī)定為12，并以它的一個(gè)原子重量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn)，因而，原子量就是以1個(gè)碳原子（指碳12）重量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn)比較而得的相對(duì)重量。【這里說(shuō)“一種碳原子”，是因?yàn)椴⒉皇撬刑荚拥闹亓慷际且粯拥?，這里用作標(biāo)準(zhǔn)的是碳12這種碳原子。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，在第二冊(cè)第三章里講到“同位素”時(shí)將詳細(xì)介紹?！?/p>

【25】例如，通過(guò)計(jì)算可以算出，氧原子的重量是碳原子重量的16/12,因此氧的原子量是16（也就是說(shuō)，1個(gè)氧原子的重量是1個(gè)碳原子重量的1/12的16倍）。

【26】通過(guò)計(jì)算還可以算出，氫原子的重量是碳原子重量的1/12,因此氫的原子量是1。

【27】對(duì)于碳原子本身，它的原子量就是12。

【28】由此可見(jiàn)，用相對(duì)重量表示所得的原子量都成了使用時(shí)很方便的數(shù)字。我們說(shuō)原子量是“相對(duì)重量”，因?yàn)樗怯迷拥闹亓縼?lái)衡量原子的重量，它們的“級(jí)別”是相當(dāng)?shù)摹＜热皇窍鄬?duì)重量，因而原子量只是代表不同原子重量的比，所以它是沒(méi)有單位的。

【29】各種原子的原子量可見(jiàn)1-1-07節(jié)中的表以及第二冊(cè)第三章。【山語(yǔ)||?原子質(zhì)量數(shù)值太小，書(shū)寫(xiě)和使用不方便，因此國(guó)際上統(tǒng)一采用相對(duì)原子質(zhì)量來(lái)替代原子質(zhì)量。以碳12原子質(zhì)量的1/12為標(biāo)準(zhǔn)（1.66×10?2?kg），其他原子的質(zhì)量與它相比較的比值作為原子的相對(duì)原子質(zhì)量（符號(hào)Ar）（相對(duì)原子質(zhì)量是一個(gè)比值，單位是1）。相對(duì)原子質(zhì)量≈質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)】

習(xí)題1-5

1。什么叫做分解反應(yīng)？把鹽和砂的混和物分離為純凈的鹽和砂，這個(gè)過(guò)程是不是發(fā)生了分解反應(yīng)？為什么？

【山答】

①一種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成兩種或兩種以上新物質(zhì)，這樣的化學(xué)反應(yīng)，叫做分解反應(yīng)。

②不是，因?yàn)闆](méi)有產(chǎn)生新物質(zhì)。

2。什么叫做原子-分子論？怎樣用原子-分子論的觀點(diǎn)來(lái)解釋水的分解反應(yīng)？

【山答】

①首先物質(zhì)由分子構(gòu)成；其次分子是由更小的微粒一原子組成，原子一般不保持原物質(zhì)的性質(zhì)；再次分子、原子都處于永恒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中。

②水由水分子構(gòu)成，一個(gè)水分子由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子構(gòu)成。化學(xué)反應(yīng)中，兩個(gè)水分子分解成兩個(gè)氧原子和四個(gè)氫原子，然后兩個(gè)氧原子合成一個(gè)氧分子，四個(gè)氫原子合成兩個(gè)氫分子；即為最后的氧氣和氫氣。

3。從原子-分子論的觀點(diǎn)看來(lái)，物理變化和化學(xué)變化的本質(zhì)上的區(qū)別是什么？

【山答】本質(zhì)區(qū)別是分子是否發(fā)生變化。

4。想一想（不用計(jì)算），1克氧和1克鐵里哪個(gè)包含的原子個(gè)數(shù)多？為什么？

【山答】1g氧包含的原子個(gè)數(shù)多，氧原子質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鐵原子的質(zhì)量，因此氧原子需要遠(yuǎn)大于鐵原子的數(shù)量才能使兩者總質(zhì)量相等。

5。什么叫做原子量？“原子量”和“原子的重量”的意義是否相同？

【山答】

①原子量就是以1個(gè)碳原子（碳12）重量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn)比較而得的相對(duì)重量。

②不相同，原子量是原子與碳12重量1/12的比例；原子的重量就是原子的重量。

6。1個(gè)銅原子的重量是0.0000000000000000000001054[小數(shù)點(diǎn)后21個(gè)0]克，問(wèn)銅的原子量等于多少？

【山答】銅原子量=1.054×10^-22÷1.994×10^-23×12=63.43≈63.5

7。氧的原子量是16，碳的原子量是12,6個(gè)氧原子的重量和多少個(gè)碳原子的重量相等？

【山答】6×16÷12=8（個(gè)）