構建微粒觀，步入化學之門

□ 郭忠輝

構建微粒觀，步入化學之門

□ 郭忠輝

從微觀的視角來認識化學物質及其發生的變化，是化學學科的重要學習內容，也是我們認識和學習化學的重要方法.“物質微粒觀”作為一種重要的化學基本觀念，對于我們解釋宏觀物質的變化和現象，理解化學反應的實質，了解化學符號的基本含義等方面具有十分重要的意義，是同學們開啟“化學之門”的鑰匙.

探究點一、構成物質的基本粒子及其性質

例1（2016·南京）下列物質由分子構成的是（ ）.

A.氨氣 B.氯化鈉 C.金剛石 D.鎂

解析：氨氣是由氨分子構成的；氯化鈉是由鈉離子和氯離子構成的；金剛石是由碳原子直接構成的單質；鎂等金屬單質是由原子直接構成的.

答案：A

點評：構成物質的基本粒子有分子、原子和離子等.金屬單質、大多數固體非金屬單質、稀有氣體都是由原子直接構成的，如：鎂、銅、鐵、氦氣等；由金屬元素和非金屬元素形成的化合物，一般是由離子構成的，如：氯化鈉、氯化鉀等；氣體非金屬單質以及一部分由非金屬元素形成的化合物，是由分子構成的，它們的分子又是由原子構成的，如：氧氣、氮氣、水、二氧化硫等.

例2（2016·海南）6000L氧氣在加壓的情況下可裝入容積為40L的鋼瓶中.這主要說明（ ）.

A.分子在不斷運動 B.分子體積很小

C.分子由原子構成 D.分子間有間隔

解析：氣體分子之間間隔較大，外壓增大時分子之間的間隔減小，從而使氣體的體積減小.

答案：D

點評：此類問題可根據分子等微觀粒子的基本特征結合宏觀現象進行分析.分子的質量和體積都很小；分子之間有間隔；分子是在不斷運動的；同種物質的分子性質相同，不同種物質的分子性質不同等.

探究點二、原子和離子的辨析

例3（2016·大連）下列微粒結構示意圖中，表示陰離子的是（ ）.

解析：結構示意圖中：A.質子數=8，核外電子數=8，質子數=核外電子數，為原子；B.質子數=9，核外電子數=10，質子數<核外電子數，為陰離子；C.質子數=10，核外電子數=10，質子數=核外電子數，為原子；D.質子數= 11，核外電子數=10，質子數>核外電子數，為陽離子.

答案：B

點評：明確各種粒子中核內質子數和核外電子數之間的關系是解題的關鍵.質子數=核外電子數，為原子；質子數＞核外電子數，為陽離子；質子數＜核外電子數，為陰離子.

探究點三、粒子結構示意圖及其應用

例4（2016·煙臺）如下圖是五種粒子的結構示意圖，下列說法錯誤的是（ ）.

A.圖中粒子共能表示四種元素

B.圖中表示陰離子的是c、e

C.圖中b粒子的化學符號為Mg2+

D.圖中d粒子在化學反應中易失去電子

解析：明確粒子中核內質子數和核外電子數之間的關系是解答本題的關鍵.A.不同種元素最本質的區別是質子數不同，a和e核內質子數相同，屬于同一種元素，所以圖中共表示四種元素，故選項A正確；B.c粒子的質子數=核外電子數=18，為原子；e粒子的質子數=17，核外電子數=18，質子數<核外電子數，為陰離子，故選項B錯誤；C.b粒子的質子數=12，核外電子數=10，質子數>核外電子數，為鎂離子，化學符號為Mg2+，故選項C正確；D.圖中d粒子最外層電子數為1，小于4個，在化學反應中易失去電子，故選項D正確.

答案：B

點評：不同元素最本質的區別是質子數不同，我們可以依據原子的最外層電子數判斷原子在化學反應中得失電子的情況及元素的化合價，進而推知可能形成的離子符號及化合物.此外，我們還應該知道：若粒子的最外層電子數為8（第一層為最外層時為2），屬于相對穩定結構，否則屬于不穩定結構；原子核外的電子層數等于該元素所在的周期數等.有了這些基礎知識，我們不難解答有關粒子結構示意圖的各種考題.

探究點四、宏觀物質與微觀粒子的聯系

例5（2016·徐州）為提高煤的利用率，減少污染，可將其轉化成可燃性氣體，此過程可以認為是碳與水的反應，其微觀示意圖如下圖所示.下列說法錯誤的是（ ）.

A.生成的兩種物質都屬于單質

B.生成物的分子個數比為1：1

C.分子是由原子結合而成的

D.在化學變化中原子不可分

解析：由微觀示意圖分析可知：生成的兩種物質中，一種是單質H2，另

一種是化合物CO，且生成物分子個數比為1：1.同時，從變化的過程可以看出：分子是由原子構成的；在化學反應中，分子可分解為原子而原子則不能再分，只能組合成新的分子.

答案：A

點評：由分子構成的物質，同種分子構成的是純凈物，不同種分子構成的是混合物；同種原子構成的分子是單質分子，不同種原子構成的分子是化合物分子.有些考題要求從反應的微觀過程示意圖分析反應基本類型及反應中物質的粒子個數比，這時要注意反應物有剩余的問題.要先把沒有參加反應的微粒“去掉”，再判斷反應物和生成物的微粒個數比以及反應的基本類型.

探究點五、元素周期表及其應用

例6（2016·福州）下圖是鈉元素在元素周期表中的信息和鈉原子結構示意圖.下列說法錯誤的是（ ）.

A.鈉的原子序數為11

B.鈉原子核外有3個電子層

C.鈉的相對原子質量為22.989

D.化學反應中，鈉原子易得電子

解析：由圖中的信息可知，鈉原子序數為11，A正確；由原子結構示意圖可知，鈉原子核外有3個電子層，B正確；由圖可知，名稱下方的數字為相對原子質量，即鈉的相對原子質量為22.989，C正確；該原子最外層電子數為1，在化學反應中易失去電子形成穩定結構，D錯誤.

答案：D

點評：根據元素周期表中的相關信息，可以直接得到原子序數、元素符號、元素名稱及相對原子質量.依據原子結構示意圖可以推知原子核外的電子層數，最外層電子數等信息，進而知道該原子在化學反應中得失電子的情況以及通常顯示的化合價等.

總之，我們在學習的過程中一定要弄清這些概念的涵義及相互關系，始終把握“微觀世界”和“宏觀世界”互相對應這一知識脈絡，將零散的化學知識“系統化”，將抽象的概念“形象化”.只有這樣，我們才能夠深入了解物質構成的奧秘，突破初中化學的重難點.