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物質是由分子構成，具有物質特性的粒子，稱為分子。 分子由原子構成，自然界有許多物質是由兩個或兩個以上的原子所組成。 原子： 一切物質是由原子組成，但是原子並不一定能表現出物質的特性。 金屬是由原子堆積而成， 惰性氣體是以單原子的形式存在自然界， 因此這類的原子能表現出物質的特性。 非金屬的石墨是由碳原子組成，組成的碳原子排列成平面結構， 與同樣是由碳原子排列成立體結構的鑽石性質不相同。 單原子分子： 一個原子單獨存在自然界，而具有物質的性質，稱為單原子分子。 如惰性氣體(鈍氣)：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)。 雙原子分子： 由兩個原子所組成的物質，稱為雙原子分子。 氫氣(H2)、氧氣(O2)、氮氣(N2)、氟(F2)、氯(Cl2)、溴(Br2)、碘(I2)。 一氧化碳(CO)、氧化鎂(MgO)、硫化銅(CuS)、氧化鋅(ZnO)、氯化氫 (HCl)…。 多原子分子： 多個原子組成的分子，稱為多原子分子。 臭氧(O3)、氨氣(NH3)、二氧化碳(CO2)、過氧化氫(H2O2)、硫酸 (H2SO4)…。 1785年，(法)拉瓦節 化學反應前後，各物質原子不滅，質量總和相等。 2Mg ＋ O2 2MgO 消耗 Mg 的質量 ＋ 消耗 O2 的質量 ＝ 產生 MgO 的質量 24.3g ＋ 16g ＝ 40.3g (Mg＝24.3) 1799年，(法) 普魯斯特 同一種化合物，無論來源或製造方法，所含各成分元素間的質量比 為定值。 H2O 中所含成分元素的質量比 H的質量：O的質量 ＝ 1x2：16x1 ＝ 2：16 ＝ 1：8 CO2中所含成分元素的質量比 C的質量：O的質量 ＝ 12x1：16x2 ＝ 12：32 ＝ 3：8 1804年，(英) 道耳吞 二種原子構成不同的化合物時，令一原子質量固定，則另一原子質量 成簡單整數比。 僅適用於2種原子的化合物，不適用於二種原子以上之化合物。 C、O可形成 CO、CO2，其中 若將 C 的質量固定，則 O 的質量比為 ________ 。 若將 O 的質量固定，則所需 C 的質量比為 ________ 。 H、O可形成 H2O、H2O2，其中 若將 H 的質量固定，則所需 O 的質量比為________。 若將 O 的質量固定，則所需 H 的質量比為________ 。 S和O可形成 SO2、SO3， 若將 S 的質量固定，則所需 O 的質量比為________ 。 若將 O 的質量固定，則所需 S 的質量比。為________ 。 N、O可形成 NO、NO2、N2O 和 N2O5 等物質， 若將 N 的質量固定，則所需 O 的質量比為 __________ 。 若將 O 的質量固定，則所需 N 的質量比為 __________ 。 1803年，(英)道耳吞，現代原子模型的雛型 原子是構成一切物質最基本粒子，原子不能再分割。 相同原子具有相同質量及化學性質。 不同種的原子，以簡單的整數比，結合形成化合物。 化合物分解所得的原子，與構成化合物之同種原子性質相同。 化學變化時，原子重新排列，原子的質量、種類、數目不變。 (與核反應不符) 「原子說」可圓滿解釋「質量守恆定律」、「定比定律」、「倍比 定律」，但不能解釋與分子有關的定律。 1808年，(法)給呂薩克 同溫同壓下，氣體反應時反應物及生成物的氣體體積恆成簡單整數比。 N2＋3H2 → 2NH3中 體積比 V(N2)：V(H2)：V(NH3)＝________。 6升的氮氣(N2)完全反應，需要______升的氫氣(H2)， 會產生_______升的氨氣(NH3)。 1811年，(義) 亞佛加厥。 物質是由能夠單獨存在的分子構成。 分子是由原子所構成。 相同分子具有相同質量及化學性質。 物質與構成的分子具有相同性質。 (決定氣體化學性質的粒子就是分子) 「亞佛加厥定律」又名「分子說」，可圓滿解釋「氣體反應體積定律」。 「原子說」無法圓滿解釋「氣體反應體積定律」。 定義： 為原子的質量單位(atomic mass unit，記為amu) 標準： 1莫耳 12C 原子的質量有 12 克。 1個碳原子 12C 的質量記為 12 amu。 1amu ＝ 1個 12C 原子質量的 1／12。 1克 －24 1amu＝ ＝1.67 10 克 23 6 10 在微觀世界中，以amu作為原子質量的單位； 在巨觀的世界中，以”公克”作為原子質量的單位。 微觀 巨觀 1個 12C 原子質量＝12 amu 1莫耳12C原子質量 ＝ 12 克 1個16O 原子質量＝16 amu 1莫耳16O原子質量 ＝ 16 克 1個 H2O 分子質量＝18 amu 1莫耳H2O分子質量 ＝ 18 克 1個 CO2 分子質量＝44 amu 1莫耳CO2分子質量 ＝ 44 克 原子 分子 定義： 原子的質量極小，無法直接測量。 原子的質量，採用相對質量表示法。 標準： 最早期：道耳頓以最輕的原子H＝1，作為原子量的標準。 1905年，國際原子量委員會決定採用自然界存在的氧， 將其原子量訂為16。 1961年，國際純化學暨應用化學聯合會(IUPAC)決定以 12C＝12.0000，作為原子量的標準，決定出其他原子的相對原子量。 原子量不一定是整數，因為原子量是根據某原子質量與12C原子質 量的比而得。 例如： 16O 的原子質量約為12C的1.33328倍， 因此16O 的實際原子量為15.996。 原子量的表示法： 32S的原子量＝32。 1個32S原子的質量＝32 amu。 1莫耳32S原子的實際質量為32克。 意義： 因大部分的元素皆有同位素存在，故週期表呈現的原子量為各同位 素的加權平均。 平均原子量等於各同位素原子量(M1、M2……)與其百分含量(x1、 x2……)之乘積的總和。 關係式： M＝M1x1＋M2 x2＋...... 自然界中的10B與11B含量比為1：4，則B的平均原子量為______amu。 自然界中氯有35Cl(原子量＝35.0)、37Cl(原子量＝37.0)，其天然存在自 然界的比例分別為75％、25％，則氯的平均原子量＝_______。 定義： 分子中所含原子質量的總和，稱為分子量。 莫耳質量： 1莫耳(mol)分子的實際質量，即6.02x1023個分子的質量， 即為克分子量，或稱為莫耳質量。 單位： 分子量可表示為1莫耳分子的質量，寫成g／mol。 1個分子的質量，可以amu表示。 乙醇(C2H5OH)的分子量為12x2＋6x1＋16x1＝24＋6＋16＝46 乙醇的分子量可表示成：46克／莫耳(巨觀)，或表示成46 amu(微觀)。 利用易揮發性物質的蒸氣密度，可迅速求取分子量的簡易方法。 利用某特定狀況下的氣體密度求得分子量。 標準狀況(STP，1atm，0℃)時，任何氣體的體積皆為22.4公升。 氣體分子量M＝STP下的蒸氣密度 x STP下的莫耳體積(22.4L) 已知1amu＝1.67x10－27克，且氮的原子量為14.0，則： (1) 1個氮原子的質量為________amu。 (2) 1個氮原子的質量為________ 。 (3) 1個氮分子的質量為________ amu。 (4) 1個氮分子的質量為________ (5) 1莫耳氮原子的質量為________克。 (6) 1莫耳氮分子的質量為________克。 (7) 1克氮原子的質量有________ amu。 (8) 1克氮分子的質量有________ amu。 意義： 為計算原子或分子常用的單位。 用以方便表示數目極大的分子或原子。 12克的12C原子中所含的原子總數，即為1莫耳。 代號：以mol表示。 數值： 1莫耳(mol)的個數約為6.02x1023個， 一般將此數值稱為亞佛加厥數(NA)。 6.02x1023個原子稱為1莫耳原子， 此數值僅為概數，並非恰巧等於。 意義：1莫耳物質所具有的質量，即稱為該物質的莫耳質量。 單位：公克。 數值：依物質的化學式，求得原子量的總和。 原子的莫耳質量： Mg的原子量為24，則1莫耳的鎂原子有24克。 K的原子量為39，則1莫耳的鉀原子有39克。 分子的莫耳質量：(S＝32，Ca＝40) 硫酸分子式為H2SO4，則 硫酸莫耳質量＝ 氫氧化鈣的化學式為Ca(OH)2，則 氫氧化鈣莫耳質量＝ 試將下列五種物質依照質量由大而小的順序排列。 (原子量：H＝1.0；O＝16；N＝14；S＝32；Al＝27；Mg＝24.3) (1) 2.6×1016個鎂原子 (2) 0.1莫耳的硫酸 (3) 3個水分子 (4) 2莫耳鋁 (5) 0.5莫耳原子的氮 試將下列五種物質依照質量由大而小的順序排列之。 (原子量：N＝14，Cu＝63.5，Ne＝20) (1) 0.1莫耳的氨； (2) 1 ×10–2 莫耳乙醇； (3) 5 個水分子； (4) 602 個銅原子； (5) 0.15 莫耳的氖分子。 排出下列各物質質量的大小順序。 (A) 6.02×1023 個水分子 (B)1莫耳 C 原子 (C) 10 克的 CO2 (D) 0.2 M 5 升鹽酸溶液中含 HCl 的質量(Cl原子量35.5) (E) 12％ NaOH 溶液 200 克中含 NaOH 的質量 下列何者所含的碳原子數最多？ (甲) 0.2莫耳的丙烷 (C3H8) (乙) 8.8 g的二氧化碳 (丙) 1 M的葡萄糖 (C6H12O6) 溶液0.5升 (丁) 重量百分濃度 2％的醋酸 (CH3COOH) 液12 g 全球暖化現象加劇，二氧化碳排放量成為暖化程度的指標，透過下列 問題的引導，你可以知道每公升的汽油大約會產生多少的二氧化碳。 若以辛烷 C8H18 代表汽油的組成分，已知辛烷的比重為0.7，則： (原子量：C＝12.0，H＝1.0) (1) 1公升的辛烷中含有多少莫耳的辛烷分子？ (2) 每公升的辛烷含有多少克的碳原子？ (3) 每公升辛烷完全燃燒後，產生的CO2共有幾公斤？ 下列物質皆為1克： (A)甲烷(CH4) (B)氫氣(H2) (C)葡萄糖(C6H12O6) (D)二氧化碳(CO2) 試問： (1) 莫耳數大小順序為__________。 (2) 分子數多寡順序為__________。 (3) 原子數多寡順序為__________。 今有同溫同壓下 CH4(g)、O2(g)、SO2(g) 三種氣體，請依序寫出 (CH4(g)：O2(g)：SO2(g)) (1) 密度比：__________。 (2) 等重時的原子數比：__________。 (3) 等原子數時的體積比：__________。 (A) 的化學式為__________； (B) 的化學式為__________； (C) 的化學式為__________； (D) 的化學式為__________； X應為_________； Y應為_________； Z應為_________。