第 八 章 8-1 元素 自然界 進入原子的世界 自然界 物質 (占空間、具質量) 能量 (光電熱能) 混合物 純物質 化合物 元素 金屬 非金屬 8-1 元素 普利士利製造『新的空氣』的啟示  拉瓦節命名為「氧」 凸 氧化汞 照光 氧  汞 1.氧化汞能由照光分解成其他純物質(氧、汞),但氧及汞照 光不能再行分解。 2.實驗中汞柱高度降低的原因? 。

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Transcript 第 八 章 8-1 元素 自然界 進入原子的世界 自然界 物質 (占空間、具質量) 能量 (光電熱能) 混合物 純物質 化合物 元素 金屬 非金屬 8-1 元素 普利士利製造『新的空氣』的啟示  拉瓦節命名為「氧」 凸 氧化汞 照光 氧  汞 1.氧化汞能由照光分解成其他純物質(氧、汞),但氧及汞照 光不能再行分解。 2.實驗中汞柱高度降低的原因? 。

第 八 章
8-1 元素
自然界
進入原子的世界
自然界
物質 (占空間、具質量)
能量
(光電熱能)
混合物
純物質
化合物
元素
金屬
非金屬
8-1 元素
普利士利製造『新的空氣』的啟示
 拉瓦節命名為「氧」
凸
氧化汞 照光 氧  汞
1.氧化汞能由照光分解成其他純物質(氧、汞),但氧及汞照
光不能再行分解。
2.實驗中汞柱高度降低的原因?
。
8-1 元素
元素與化合物的分類
 以能否被『光、電、熱分解為其他純物質』為標準
1.元素
 不能再分解
純物質
2.化合物  能再分解成其他元素或化合物
元素:只由一種元素組成
eg.氧、汞、氮、硫、碳、鎂、鐵、氦、氖、氬….
化合物:由二種或二種以上元素組成
eg.氧化汞、硫酸鐵、硝酸鉀、二氧化錳、二氧化碳、碳酸、
氯化亞鈷、亞硫酸、氫氧化鈉、氯化鈉、硫酸銅、.…..
氧化汞  氧  汞
(化合物)
(元素) (元素)
碳酸鈣  氧化鈣 二氧化碳
(化合物)
(化合物)
(化合物)
8-1 元素
元素的分類  以下列物理性質為標準
 導電性  導熱性
 延展性  是否有金屬光澤
1.金屬元素
性質大略相反
2.非金屬元素
金屬元素性質
 能導電
 能導熱
 能拉成細絲(延);能軋成薄片(展)
 除金及銅外,大部分的金屬是銀灰色,新切開
面都有金屬光澤
(金是黃色,俗稱黃金;銅是紅色,俗稱紅銅)
 在常溫(25℃)常壓(1atm)下,除汞(水銀)及鎵
(熔點29.8℃)、銫(熔點28℃)外,都是以固體存在
8-1 元素
非金屬元素性質  與金屬元素相反
 大多為熱及電的不良導體
 不具延展性(易被敲碎)
 非金屬元素的顏色:(請完成【活動
1.硫是黃色固體(硫黃)
2.碳是黑色固體
3.紅磷是暗紅色固體
4.碘是紫黑色固體
5.溴是暗紅色液體
6.氫、氧、氮都是無色氣體
7.氯是黃綠色氣體
8-1】)
1.硫粉、紅磷、碘儲存時,須密封於玻璃瓶中
2.鉀、鈉二金屬需浸泡於石油中(因其易氧化,石油不含氧)
8-1 元素
元素符號的中文命名規則
1.元素名稱各以一個字表示
2.金屬元素,從『金』部首,但汞例外
eg.銅、鐵、鉛、鋅、銀…...
3.固態非金屬元素,從『石』部首
eg.碳、硫、矽、磷、砷…....
4.液態元素,從『水』或『 』部首
 唯一的液態金屬是汞;但「鎵」、 「銫」可視為例外
 唯一的液態非金屬是溴
5.氣態元素,從『气』部首
eg.氫、氧、氮、氯、氟、氦、氖、氬……..
1. 「氫」是最「輕」的氣體
說文解字
2. 「氯」是黃「綠」色氣體
3. 「鈉」是因其拉丁文第一音節讀音近似「納」
8-1 元素
元素符號的英文命名規則
1.每一種元素都有一個符號(共有一百多種)
2.各元素的拉丁文第一字母以印刷體大寫表示
3.首字母若相同,則在其後另加一小寫的字母識別
元素符號表(記):
金 Au
鈣 Ca
鈉 Na
鉀 K
鉛 Pb
銀 Ag
銅 Cu
鋁 Al
鎢 W
鐵 Fe
汞 Hg
矽 Si
硫 S
碘
I
碳 C
磷 P
氧 O
氫
氮 N
氯 Cl
氟 F
溴 Br
鋅 Zn
鎘 Cd
鎵 Ga
錳 Mn
鈷 Co
鎳 Ni
鋰 Li
鎂 Mg
鋇 Ba
鉻 Cr
氦 He
氖 Ne
氬 Ar
鈾 U
H
8-2 常見的元素
碳(C)
1.石墨與鑽石都是碳元素構成的(同素異構體)
 只是碳元素排列的結構不同
1.唯一導電的非金屬元素
石墨(黑鉛)
黑色,質軟
2.作乾電池電極、鉛筆芯
鑽石(金鋼石)
透明無色
最堅硬的物質
活性炭
具吸附力、脫色脫臭 用為口罩或飲水機濾心
矽(Si)
1.電晶體的主要成分是矽,eg:矽晶圓
2.玻璃及砂石中含有許多氧和矽的化合物
3.地球外殼中含量最豐富的元素是氧,其次是矽
1.玻璃及砂石是混合物嗎?(
)
8-2 常見的元素
硫(S)
1.黃色粉末(硫黃),存在於火山及溫泉
2.硫可製造火藥及硫酸
鐵(Fe)
1.鐵礦大多為鐵的氧化物,以焦煤高溫煉製成生鐵
2.不鏽鋼是鋼、鎳、鉻合金(不同金屬均勻混成)
3.電話卡、電腦磁片、錄影帶…塗的是鐵的氧化物
類別
生鐵
鋼
熟鐵
含碳量
性質
最多 含雜質,質硬而脆,宜鑄造
中
最少
宜鑄造也宜鍛接
近純鐵,富延展性
1.不鏽鋼是混合物嗎?(
用途
鐵管、煉鋼
廣
宜鍛接
);還有哪些常見的合金?
8-2 常見的元素
鋁(Al)
1.鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素
比較:地球外殼中含量最豐富的元素是氧,其次是矽
2.鋁的密度小,約為鐵的三分之一
3.鋁的活性大,易與氧反應,但其氧化層緻密,可
保護內部金屬
4.鋁合金密度小且堅硬,是製造飛機的材料
銅(Cu)
1.紅色金屬
2.導電性僅次於銀,可做電線及電器用品
3.青銅為銅錫合金;黃銅是銅鋅合金
4.活性小,可溶於硝酸中
1.導電性最好的金屬元素是?
。
8-2 常見的元素
銀(Ag)
1.銀是導電性及導熱性最好的金屬
2.銀粉與水銀的合金可用以填補牙齒
3.照相感光底片是含有銀的化合物(溴化銀)
4.火山地區含有硫化氫氣體,易與銀反應,形成黑
色斑點
金(Au)
1.金黃色金屬,俗稱『黃金』
2.活性很小,不與氧生成氧化層
3.延展性是金屬中最好的
4.也易導電及導熱,電子工業上用作抗腐蝕導線
8-2 常見的元素
汞(Hg)
1.汞俗稱『水銀』,(熔點-38.9℃,沸點357℃ )常作
為溫度計及氣壓計的材料
2.日光燈管內有微量水銀蒸氣(有毒),不可亂丟
3.水銀電池以氧化汞為材料
4.若不慎將水銀濺灑的處理
 真空法:吸取清除
 灑些鋅粉或硫粉,與之作用,再以真空法清除
5.常溫常壓,唯一的液態金屬(可導電)
鎢(W)
1.質硬,是熔點(3415℃)最高的金屬元素
2.可作為燈泡中的燈絲
3.碳化鎢非常堅硬,作為鑽孔、切割、研磨的工具
8-2 常見的元素
常見的元素圖示
真空法去除水銀
抽
氣
8-3 原子與分子
問題的起源:物質是如何組成的?由原子組成
 若將鐵片(或金箔)一直切割下去,最後會的到什麼?
Atom
1.字意:不可分割
2.中譯:原子
8-3 原子與分子
古希臘留基伯及德謨克利特的原子觀點
 現代原子說的奠基者
1.物質是由原子(atom)組成
2.原子是不可分割的
3.原子是堅硬的,形狀與大小是固定的
4.原子是永恆存在的,不能孳生也不會
消失,可經由結合、分離再重新組合
而形成各種物質。
原子
Democritus
8-3 原子與分子
道耳吞的原子說(英國人、19世紀初)
 根據實驗結果推論
1.一切物質是由原子(atom)組成,原子不可再分割
2.相同元素的原子,其原子質量與大小均相同;不
同元素的原子其質量與大小均不同
3.化合物是由不同種類的原子以固定的比例組成的
4.化學反應是原子重排,在反應過程中,原子不會
改變它的質量或大小,也不會產生新的原子, 或
使任何一個原子消失。
8-3 原子與分子
現代科學對道耳吞原子說的修正
1.一切物質是由原子組成,原子不可再分割
 修正為:
 許多物質以分子狀態存在,少數以原子狀態
存在
 原子可分割為其他粒子(質子、中子、電子)
2.相同元素的原子,其原子質量與大小均相同;不
同元素的原子其質量與大小均不同
 修正為:
 同一元素可能有不同質量
 不同的元素質量可能相同
【§ 17-1 同位素】
8-3 原子與分子
堆積木-遊戲規則
你是主角
積木箱中有各種顏
色及大小的色球
發揮你的創意,
將球組合起來
?
有多少種組合
的方法呢?
8-3 原子與分子
堆積木-可能的組合
只
一
種
色
球
…
多
種
色
球
※ 分子:具物質特性的最小粒子
※ 元素:只含一種原子組成的分子
eg. 惰性氣體是單原子分子
氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)
 金屬元素是單原子分子
鐵(Fe)、銅(Cu)、汞(Hg)
 一般氣體是雙原子分子
氧(O2)、氫(H2)、氮(N2)
※ 化合物:含二種原子以上組成的分子
eg.  氯化氫(HCl)、氧化鎂(MgO)
 二氧化碳(CO2)、水(H2O)
 碳酸鈣(CaCO3)
….
原子組成了分子
8-3 原子與分子
原子與分子的關係圖示
原子
分子
物質
8-3 原子與分子
原子與分子的關係
小單元
微觀、純物質
巨觀
原子
分子
(元素、化合物)
物質
eg. 各物質的組成圖樣如下,回答以下問題:
甲
乙
丙
丁
1.屬於元素的是
2.屬於化合物的是
3.屬於混合物的是
4.屬於純物質的是
戊
。
。
。
。(均以甲乙..戊代號回答)
8-3 原子與分子
以『原子說』圓滿解釋『質量守恆定律』
 以「氫氣在氧中燃燒會產生水」之反應為例
1.氫分子:H2;氧分子:O2;水分子:H2O
2.反應式:
氫 + 氧  水
+

1.化學反應是原子重排  水分子是化合物
2.化學反應是原子不滅(原子種類、數目及原子質量不變)
8-3 原子與分子
範例
eg1.(
)根據道耳吞原子說,以下的化學反應的結果,哪
一個生成物圖示較不可能?
eg2.水分子組成如下圖(分子式:H2O ):表示了一個水分
子是由
個氫原子與
個氧原子組合而成。
eg3.一反應如下圖,則氣體A的分子組成有幾種可能?

+
氣體 A
氣體 B
氣體 C
8-4 正電與負電
靜電現象  摩擦起電(多見於絕緣體)
1.乾燥的冬天,脫毛衣時常聽見ㄆ一、ㄆㄚ聲
2.撕開包裝免洗筷的塑膠套時,塑膠套吸附在手上
3.摩擦過的墊板能吸引小紙片或頭髮
4.保鮮膜撕開後,易黏在一起
5.電腦螢幕關上時,以手摸螢幕
6.頭髮太乾燥,易打結
 不利摩擦起電的環境:
 溼度高
 導體
( 靜電容易流失,靜電效果差)
Q 小問題
1.如何以摩擦起電使金屬帶有電荷?
。
8-4 正電與負電
靜電圖示
相斥
8-4 正電與負電
自然界中的物體  電中性(不具電性)
※ 物體由原子組成,且原子內含有等數量帶正電的
質子與帶負電的電子…( 電中性)【§ 8-5】
摩擦起電(多發生於絕緣體)
1.發生:二乾燥物體因摩擦,在摩擦處產生靜電
(未經摩擦的位置不帶電)
2.原理:在摩擦中,發生電荷的轉移,而使物體發
生局部帶電的現象
甲失電子,帶正電;乙得電子,帶負電
8-4 正電與負電
摩擦起電
3.電性:
 正電:失去電子者
摩擦起電的二角色
 負電:得到電子者
 中性:正電荷與負電荷數目相等者
4.電性關係:
 同種電荷彼此相斥,異種電荷彼此相吸
 同性相斥、異性相吸
 帶電體均可吸引不帶電體
eg.摩擦過的梳子能吸引小紙片
8-4 正電與負電
摩擦起電圖示
※ 物體電性的判斷原則:
1.二物體若相斥  二物體必帶同性電
可能性為:       
2.二物體若相吸  二物體可能帶異性電或其一不帶電
可能性為:           
8-4 正電與負電
正電與負電基本定義【記】
1.正電:用絲絹摩擦過的玻璃棒,其玻璃棒帶正電
 玻璃棒帶正電;絲絹帶負電
 玻璃棒失去電子,絲絹得到電子【§ 8-5】
2.負電:用毛皮摩擦過的塑膠尺,其塑膠尺帶負電
 塑膠尺帶負電;毛皮帶正電
 塑膠尺得到電子,毛皮失去電子【§ 8-5】
eg.毛皮摩擦過的塑膠尺接近,再接續的實驗,則請推
知A、B、C、D四物體的電性各為何?
8-5 原子結構
道耳吞原子說『原子是構成物質的最小粒子』修正
 原子能再分成更小的粒子
原子模型:紐西蘭人拉瑟福提出(由實驗結果推論)
1.原子內含三粒子:電子、質子和中子
 分布:中心原子核內(質子與中子)及核外(電子)
 運動:電子受原子核的吸引,環繞原子核做旋
轉運動(未必是圓形軌道)
 體積大小:原子核如同放在操場中心的十元硬
幣;大操場是電子運動的範圍
 原子核如硬幣;電子的運動場是大操場
 質量大小:質子  中子>>電子 (1840倍)
 數目:中性原子  質子的數目=電子的數目
 發現的先後:電子 質子 中子
8-5 原子結構
原子模型
2.原子的質量  幾乎集中在原子核(質子及中子)
 原子的質量  質子與中子的質量之總和
3.電性:  電子: 帶一單位負電(-1)
 質子: 帶一單位正電(+1)
 中子: 不帶電(0)
4.電量:質子所帶電量=電子所帶電量
 原子是電中性的
核內
n個質子  1  n個電子  1  n   n  0
5.原子核中的質子數是判斷原子種類的主要依據
 原子序【查週期表】=質子數=電子數
 質子數相同的原子就是同一種原子
 質子數不同就是不同元素,性質自然相異
8-5 原子結構
原子模型圖說
原子立體圖
原子側視圖
原子核
電子
1.原子核及電子未必是圓形
2.電子繞核的運動路徑也未必是圓形軌道
3.質量數=質子數+中子數  決定原子的質量 【補充】
8-5 原子結構
中性原子為何帶電?(帶電粒子通稱為離子)【§13-1】
 核外電子轉移(得到與失去電子)的結果
(在物理與化學反應中即是如此,核內質子數不會改變)
eg.氧原子,其原子序=8,回答以下問題:
 氧原子的質子數=
,電子數=
。
 氧原子若得到2個電子,則:
質子數=
,電子數=
,此帶電的粒子帶
單位
電。
-10
-8
+8
0
O 或O
+8
得到 2電子
整體電量:
+8+(-10)=-2
此帶電粒子記為:
2
2
O 或O
8-5 原子結構
摩擦起電原理解析:因摩擦導致電子轉移
 摩擦的兩物體間,得到與失去電子的數目是相同的
1.玻璃棒失去電子,帶有正電;絲絹得到電子,帶有負電
2.塑膠棒得到電子,帶有負電;毛皮失去電子,帶有正電
8-5 原子結構
帶電粒子的標記
1.陽(正)離子:帶正電(因失電子)  A n+
 其 A原子內質子數>電子數
2.陰(負)離子:帶負電(因得電子)  B n 其 B原子內質子數<電子數
範例
eg1.填空完成下表:
元素名
元素符號
原子序
質子數
中子數
碳
C
6
6
鋁
Al
13
14
鋁離子
Al3+
電子數
質量數
eg2.一中性原子的負離子為A-2,含有電子數18、中子數16,
則此中性原子其質子數( ),原子序( ),電子數
( )。此中性原子是(
)元素(查週期表)。