第三章 物質的形成及變化

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第第第 第第第第第第第第 3-1 第第第第第 3-2 第第第第第第第第 3-3 第第第第第 3-4 第第第第第

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第三章 物質的形成及變化. 3-2 物質的質量及計量. 3-1 物質的形成. 3-3 物質的性質. 3-4 物質的變化. 3-1 物質的形成. 3-1A 構成物質的基本單位 - 原子. 矽晶體表面原子。 透過精密的儀器及電腦輔助,矽晶體表面的個別矽原子已經可以被「看」到了。. 原子結構的歷程. 10 -10 m. 10 -15 ~10 -14 m. 原子的構造. 原子中三種基本粒子的比較. 例題 3-1. 假設氦的原子核為半徑 3×10 -15 m 的圓球,其原子核的密度為多少 g/cm 3 ? ( 原子量: He=4.003). - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第三章 物質的形成及變化

第三章 物質的形成及變化

3-1 物質的形成 3-2 物質的質量及計量

3-3 物質的性質 3-4 物質的變化

Page 2: 第三章 物質的形成及變化

3-1 物質的形成

Page 3: 第三章 物質的形成及變化

3-1A 構成物質的基本單位 - 原子

• 矽晶體表面原子。• 透過精密的儀器及電腦輔助,矽晶體表面的個別矽原子已經可以被「看」到了。

Page 4: 第三章 物質的形成及變化

原子結構的歷程年份 研究結論1895年

湯木生 ,研究陰極射線,證明電子荷質比e/m = 1.76×1011 庫侖 / 公斤

1909年

密立根,油滴實驗,測定基本電荷,測得每個電子的帶電量, e = 1.602×10-19 庫侖

1911年

拉塞福,提出行星式原子模型及原子核的概念

1913年

波耳,提出氫原子的行星模型,強調核外電子有一定的軌道

1919年

拉塞福,以 α 粒子撞擊氮原子核而發現質子

1932年

查兌克,以 α 粒子撞擊鈹原子核而發現中子

Page 5: 第三章 物質的形成及變化

原子的構造

10-10m

10-15~10-14m

電子:帶負電原子核外

此原子質量大部分集中於中子:不帶電質子:帶正電

原子核原子

Page 6: 第三章 物質的形成及變化

原子中三種基本粒子的比較

粒子名稱 質量(克) 庫侖 單位電量

電子 9.109×10-28 -1.602×10-19 -1

質子 1.673×10-24 +1.602×10-19 +1

中子 1.675×10-24 0 0n10

p11

e01

Page 7: 第三章 物質的形成及變化

• 假設氦的原子核為半徑 3×10-15m 的圓球,其原子核的密度為多少 g/cm3?

( 原子量: He=4.003)

313

345

24

315

cm

g1088.5

m102714.334

g1066.1003.4

)m100.3(34

amu003.4解:原子核的密度=

例題 3-1

Page 8: 第三章 物質的形成及變化

• 若以原子核及核外電子所佔的體積來區分原子結構,可以將原子分成高密度及低密度兩個區域,試問 : (1) 此二區域的大小比例為何? (2) 在低密度的區域能找到哪些粒子?

33 r體積比r3

4球的體積=

解 : (1) 核內:核外體積比 = (10-15~10-14)3 : (10-10)3

= 1 :1012 ~ 1015

(2) 能找到電子

例題 3-2

Page 9: 第三章 物質的形成及變化

科學家小傳 - 湯木生(J. J. Thomson , 1856~1940)

• 1897 年,發現「電子」• 證明陰極射線是由一群帶負電、具有質量的粒子所組成,而且不論使用何種金屬作陰極,這些射線都是由同樣粒子所組成。

• 第一位發現元素具有同位素的人,成功地從氖 -20 分離出氖 -22 。

• 他的學生亞斯頓受到鼓勵,致力於同位素研究,在 1919 年發明了「質譜儀」。

Page 10: 第三章 物質的形成及變化

科學家小傳 - 道耳吞( John Dalton , 1766-1844)

•道耳吞是苦學成名的化學家及物理學家,出生於英國

•他最初致力於研究氣象學,發表科學報告「氣象測驗和評論」

•由於對氣象的興趣,道耳吞對氣體和水的性質有獨到的見解

• 1801 年,提出著名的道耳吞分壓定律• 1808 年,提出「原子說」

Page 11: 第三章 物質的形成及變化

科學家小傳 - 拉塞福(E. Rutherford , 1871~1937)

• 在英國當研究生時曾受教於湯木生, 後因鑑定出α射線就是氦原子核, 獲得 1908 年諾貝爾化學獎。• 1903 年,說明α射線會受電磁場的影響而產生偏轉,由偏轉的方向證實α射線是一群帶正電荷的粒子。

• 1911 年,用α粒子撞擊各種金屬箔片,證明原子是由帶負電的電子環繞正電的原子核所組成,據此提出原子模型。

• 1919 年,用α粒子撞擊氮原子,發現質子。

Page 12: 第三章 物質的形成及變化

•如果一個碳原子的直徑為 1.5×10-10m,而自動鉛筆畫出一段寬度為 0.5mm的直線,試問此線的寬度,至少需要多少個碳原子並列而成?

10

3

105.1

105.0

解:

原子個數= =3.3×106 個

例題 3-3

Page 13: 第三章 物質的形成及變化

X :元素符號

A - Z :中子數

原子序與原子符號

Page 14: 第三章 物質的形成及變化

元素表示法

元素詳盡標示

質子數(原子序 )

中子數

電子數

質量數

1 0 1 12 2 2 43 4 3 74 5 4 95 6 5 11

H11He4

2

Li73

Be94

B115

Page 15: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-4

符號

中子數 6 14 12

質子數 13 12 10

電子數 10 10 10

淨電荷數 0 -2 0 +2

C126

2178 O 224

12 Mg

6

6

9

8

13

12

0

Al2713 Ne22

10

Page 16: 第三章 物質的形成及變化

原子量

• 相對質量• 西元 1961 年, IUPAC規定, 以 12C 原子的原子量為 12.0000 , 做為原子量的比較標準。

12

待測原子的原子量原子的質量C個1

個待測原子的質量112

Page 17: 第三章 物質的形成及變化

元素 同位素 名稱 質子數 中子數 質量數

氫 (H) 氕 1 0 1

(D) 氘 1 1 2

(T) 氚 1 2 3

碳碳 -12 6 6 12

碳 -13 6 7 13

碳 -14 6 8 14

同位素 (Isotope)

H21

H11

H31C12

6

C136

C146

定義:原子序相同而質量數不同的原子

Page 18: 第三章 物質的形成及變化

平均原子量

• 平均原子量= A1×a% + A2×b% + A3×c% +…

• A1、 A2 、 A3為各同位素的原子量• a% 、 b% 、 c% 為各同位素在自然界中含量百分率

• 碳的平均原子量= C-12 原子量 × C-12含量% + C-13 原子量 × C-13含量%= 12 ×98.89% +13.0034 ×1.11%= 12.0111

Page 19: 第三章 物質的形成及變化

原子質量單位 (atomic mass unit , amu)

• 1 amu=1 個 12C 原子質量的

=

12

1

克1002.6

1克

12

1

1002.6

122323

Page 20: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-5

• 鈾 -235 和鈾 -238 ,兩者的原子量依序為 235.04 及 238.12 。其中鈾 -235 是核能電廠的燃料,如果鈾的平均原子量為 238.10 ,試求兩種同位素在自然界的含量?

解:設鈾 -235 的含量為 x ,鈾 -238 的含量為 (1-x)

235.04(x)+ 238.12(1-x) = 238.10

鈾 -235 的含量 = x = 0.00649 = 0.649%

鈾 -238 的含量 = 1-x = 99.351%

Page 21: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-6

•下列何者必為整數?(A)原子量 (B)質量數 (C)分子量 (D) 平均原子量

解: (B)

質量數=(質子數+中子數),必為整數

Page 22: 第三章 物質的形成及變化

核外電子的分佈情形原子橫切面示意圖

原子核K殼

L 殼M

殼N殼

原子

Page 23: 第三章 物質的形成及變化

原子中不同殼層

Page 24: 第三章 物質的形成及變化

量子力學的原子模型

• 電子是在原子核附近的空間快速運動,運動的軌跡無法被預測。但能預測電子在空間中某一點出現的機率。

• 軌域:電子出現在原子核外某一位置的機率,以電子雲的概念表示,電子雲越密處表示電子的出現機率越高。

電子雲 機率

Page 25: 第三章 物質的形成及變化

電子繞著原子核高速運轉,其轉動方式有一定範圍層(電子殼層)

n=1 ( K 殼層)

n=2 ( L 殼層)n=3 ( M 殼層)n=4 ( N 殼層)

原子核外電子的排列

n=5 ( O 殼層)

Page 26: 第三章 物質的形成及變化

電子能階分布示意圖

n=3

n=1

階 第一階層 (K 層 )第二階層 (L 層 )

第三階層 (M 層 )

第四階層 (N 層 )

第五階層 (O 層 )

n=5n=4

n=2

Page 27: 第三章 物質的形成及變化

越靠近原子核的電子能量越低,離原子核越遠的電子能量越高

為了使原子達最穩定的狀態,電子的排列由能量較低的 n=1 ( K殼層 )填起

原子核外電子分佈規則( 1 )

Page 28: 第三章 物質的形成及變化

每一殼層最多可容納 2n2個電子

n=1 ( K 殼層)n=2 ( L 殼層)n=3 ( M 殼層)

2 個電子8 個電子

18 個電子

原子核外電子的排列規則( 2 )

Page 29: 第三章 物質的形成及變化

ex: 3Li

電子組態2, 1

第二週期Ⅰ A 族

Page 30: 第三章 物質的形成及變化

ex:

電子組態2, 8, 1

第三週期ⅠA 族核

11Na

Page 31: 第三章 物質的形成及變化

ex: 19K

第四週期Ⅰ A 族電子組態 2,8,8,1

Page 32: 第三章 物質的形成及變化

原子序 1~20 的元素的電子排列情形元素 符號 電子數

電子排列

元素 符號 電子數電子排列

氫 H 1 1 鈉 Na 11 2,8,1

氦 He 2 2 鎂 Mg 12 2,8,2

鋰 Li 3 2,1 鋁 Al 13 2,8,3

鈹 Be 4 2,2 矽 Si 14 2,8,4

硼 B 5 2,3 磷 P 15 2,8,5

碳 C 6 2,4 硫 S 16 2,8,6

氮 N 7 2,5 氯 Cl 17 2,8,7

氧 O 8 2,6 氬 Ar 18 2,8,8

氟 F 9 2,7 鉀 K 192,8,8,1

氖 Ne 10 2,8 鈣 Ca 202,8,8,2

Page 33: 第三章 物質的形成及變化

原子序 1-20 元素之電子排列族 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A第一週期

第二週期

第三週期

第四週期

Page 34: 第三章 物質的形成及變化

第二、三週期元素的價電子數

族 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A

第二週期

第三週期

價電子數 1 2 3 4 5 6 7 8

Ne

Ar

O

N

Cl

F

S

C BeLi

Si

P

B

AlNa Mg

價電子 :最外層的電子

Page 35: 第三章 物質的形成及變化

A族元素形成之化合物

氯化物 氫化物族 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A

所帶電荷 +1 +2 +3

+4

-4-3 -2 -1

化合物

LiCl BeCl2 BCl3 CCl4 NH3 H2O HF

NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 PH3 H2S HCl

KCl CaCl2

Page 36: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-7

• 下列何者為最穩定的氬原子之各層電子數?(A)2,6,10 (B)2,8,8 (C)2,8,7,1 (D)1,8,10,1

解: (B)

)8,8,2(Ar18

Page 37: 第三章 物質的形成及變化

3-1B 粒子間的作用力 - 化學鍵原子

鍵結

金屬+非金屬

庫侖引力

離子鍵

晶格

離子晶體

金屬+金屬

電子海

金屬鍵

晶格

金屬晶體

非金屬+非金屬

電子共用

共價鍵無限延伸

網狀固體 分子固體

分子間作用力

Page 38: 第三章 物質的形成及變化

常見離子顏色、化合物的化學式名稱 符

號顏色 名稱 符號 顏

色 化學式 命名

鈉離子 Na+ 無 氧離子 O2- 無 Na2O氧化鈉

鉛離子 Pb2+ 無 鉻酸根 CrO42- 黃 PbCrO4

鉻酸鉛

銅離子 Cu2+ 藍 二鉻酸根 Cr2O72- 橙 CuCr2O7

二鉻酸銅

鐵離子 Fe3+ 棕 硫酸根 SO42- 無 Fe2(SO4)3

硫酸鐵

鉻離子 Cr3+ 綠 氫氧離子 OH- 無 Cr(OH)3氫氧化鉻

Page 39: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-8

• 寫出氯化鈣的電子點式及化學式解:步驟如下:1. Cl 為非金屬, Ca 為金屬,構成離子鍵

2. Ca 的電子排列 (2,8,8,2) ,易失去 2e- ,成為 Ca2

+

3. Cl 的電子排列 (2,8,7) ,易得到 1e- ,成為 Cl-

4.因此氯化鈣中鈣、氯的個數比應為 1:2 , 其化學式 : CaCl2電子點式:

Page 40: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-9

• 試寫出下列各項中的兩個離子所形成的 離子化合物之化學式: (1) Al3+ 和 Cl-, (2) Al3+和 O2- , (3) Mg2+和 NO3

-

解: (1) AlCl3或 Al2Cl

6

(2) Al2O3

(3) Mg(NO3)2

Page 41: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-10

• 試寫出下列各組元素化合後所生成的化合物的化學式、電子點式,並指出他們以何種鍵結方式結合?

(1)磷與氫, (2)鎂與氟, (3)碳與氯, (4)氧與鈉

化學式 PH3 MgF2 CCl4 Na2O

鍵結方式 共價鍵 離子鍵 共價鍵 離子鍵

電子點式

Cl

Cl

Cl

Cl C

FF 2Mg

NaNa

2

OH

H

H P

Page 42: 第三章 物質的形成及變化

3-2 物質的質量及計量

Page 43: 第三章 物質的形成及變化

3-2A 化學式的種類

( 實驗式 )n

實驗式

分子式

結構式

電子點式

示性式 化學式化學式

簡化

Page 44: 第三章 物質的形成及變化

實驗式 (簡式 )

• 物質所含原子的種類和原子數的最簡單整數比。• 連續性結構,無分子存在,僅能用實驗式表示。

網狀晶體鑽石 C 、石墨 C 、矽晶 Si 、石英 SiO2

離子晶體 NaCl 、 CsCl 、 MgO 、 CuSO4

金屬晶體 Mg 、 Fe 、 Cu 、 Ag 、 Au

Page 45: 第三章 物質的形成及變化

3-2B 莫耳

• 定義:國際單位系統 (SI) 定義 12 克碳 -12所

含的原子個數,稱為 1莫耳( mole ,

簡寫為 mol )

• 1莫耳碳 -12 的個數為 6.02×1023個,此數稱為亞佛加厥數 (Avogadro’s number)

Page 46: 第三章 物質的形成及變化

莫耳的應用

Page 47: 第三章 物質的形成及變化

莫耳的計算

S.T.P. 下: 1atm 、 0℃, 1莫耳氣體所佔體積 22.4 公升N.T.P. 下: 1atm 、 25℃, 1莫耳氣體所佔體積 24.5 公升

L)(VM

C莫耳體積

(L)氣體體積=

原子量質量

23106.02

粒子數莫耳數= 液

Page 48: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-11

• 下列各物質何者的質量最大?(原子量 C=12, Fe=55.8 )(A)0.12克碳粉 (B)1億個碳原子(C)10-5莫耳碳原子 (D)10-5莫耳鐵原子

解: (A)

g10993.1121002.6

10)B( 14

23

9

g102.11210)C( 45

g1058.58.5510)D( 45

(A) 0.12g 質量最大

Page 49: 第三章 物質的形成及變化

3-2C 濃度表示法及簡單計算

名稱 公式

重量百分率濃度(%)

體積莫耳濃度(M)

百萬分濃度(ppm)

)升(V

mole溶質C

液M

%100溶液重溶質重

%

L

mg

)Kg(溶液)mg(溶質

ppm

Page 50: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-12

• 將 0.1 mol 的 HNO3溶於水,配成 125 mL溶液,試問溶液中的氫離子濃度為多少 M?

M8.0)L(125.0

mole1.0

)升(V

mole溶質C]H[

液M

解:

Page 51: 第三章 物質的形成及變化

3-2D 化學計量流程

換算所要求的質量換算所要求的質量

寫出化學方程式並平衡寫出化學方程式並平衡

求已知物的莫耳數求已知物的莫耳數

求未知物的莫耳數求未知物的莫耳數

方程式係數比

=反應的莫耳數比

方程式係數比

=反應的莫耳數比

Page 52: 第三章 物質的形成及變化

化學計量~換算方法

已知質量已知質量

已知粒子數

已知粒子數

已知氣體體積

已知氣體體積

已知莫耳數

已知莫耳數

未知莫耳數

未知莫耳數

未知質量

未知質量

未知粒子數

未知粒子數

未知氣體體積

未知氣體體積

利用方程式的

係數比=莫耳數比

利用方程式的

係數比=莫耳數比

÷ 分子量

÷6.02×1023

÷莫耳體積

×6.02×1023

×莫耳體積

× 分子量

Page 53: 第三章 物質的形成及變化

限量試劑

• 限量試劑:反應中完全被用盡的試劑稱為限量試劑,可決定反應物的消耗量及生成物的產量。

• 判定方法:

方程式係數反應物之莫耳數 找比值最小者,為限量試劑

Page 54: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-13

• 依據反應式 ,若 0.3mol 的 N2和 0.6mol 的 H2完全反應,最多可生成 NH3若干莫耳?

322 NH2H3N

H2 比值最小,

為限量試劑

3.01

3.0

方程式係數之莫耳數N2 3.0

1

3.0

方程式係數之莫耳數N2

2.03

6.0

方程式係數之莫耳數H2 2.0

3

6.0

方程式係數之莫耳數H2

322 NH2H3N 322 NH2H3N

最初

反應

最末

-0.2 -0.6 +0.4

0.3 0.6

0.1 0 +0.4

生成 NH3 = 0.4 莫耳

Page 55: 第三章 物質的形成及變化

3-3 物質的性質

Page 56: 第三章 物質的形成及變化

3-3A 離子存在的證據 ~離子移動實驗

)aq(2

72)aq(2)l(OH

)s(72 OCrCuOCuCr 2

藍色 橙色往陰極移動(負極)

往陽極移動(正極)

銅離子 二鉻酸根離子

Page 57: 第三章 物質的形成及變化

44 MnOKKMnO鉀離子 過錳酸根離子無色 紫黑色

往陰極移動(負極)

往陽極移動(正極)

過錳酸鉀的導電

Page 58: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-14

• 若在附有濕濾紙的載玻片上放置一顆二鉻酸銅晶體 (CuCr2O7) ,並通入直流電,則往陰極移動的離子應為下列何者?(A) 藍色的銅離子 (B) 綠色的鉻離子(C) 無色的氧離子 (D) 橙色的二鉻酸根離子

解: (A)

)aq(2

72)aq(2)l(OH

)s(72 OCrCuOCuCr 2 )aq(2

72)aq(2)l(OH

)s(72 OCrCuOCuCr 2

藍色往陰極移動(負極)

銅離子

Page 59: 第三章 物質的形成及變化

寶石因含有不同離子,顯現絢麗顏色

Page 60: 第三章 物質的形成及變化

3-3B 電解質

強電解質強酸 :HCl 、 HNO3 、 H2SO4

強鹼 :NaOH 、 KOH 、 Ca(OH)2

鹽類 :NaCl 、 KI 、 KNO3

弱電解質弱酸 :CH3COOH 、 H2S 、 HCN

弱鹼 :NH3

非電解質蔗糖 (C12H22O11) 、葡萄糖 (C6H12

O6)

乙醇 (C2H5OH) 、丙酮 (CH3COCH3)

Page 61: 第三章 物質的形成及變化

電解質導電性的比較

固態液態

(熔融態 )水溶液

酸 (HCl) × ×

鹼 (NaOH)

×

鹽 (NaCl)

× × :不導電 :導電

Page 62: 第三章 物質的形成及變化

離子化合物溶於水之情形

NaCl(s) Na(aq) + Cl(aq) + 水

(1)

NaOH(s) Na(aq) + OH(aq) + 水

(2)

KNO3(s) K(aq) + NO3(aq) + 水

(3)

CuSO4(s) Cu(aq) + SO(aq) 2+

(4)

Na+ Cl-

Cl-

Cl-Na+ Na+

Na+

Na+Na+

OH-

OH- OH-

K+

K+

K+

NO3-

NO3-

NO3- 2

Cu2+

Cu2+

Cu2+ SO4

2-

SO4

2-

SO4

2-

Page 63: 第三章 物質的形成及變化

分子化合物溶於水之情形

C12H22O11(s) C12H22O11(aq)水

(5) (6)

C2H5OH(1) C2H5OH(aq)水

2

C12H22O11

C12H22O11

C12H22O11

2

C2H5OH

C2H5OH

C2H5OH

Page 64: 第三章 物質的形成及變化

分子化合物(電解質)溶於水之情形(8)

+ CH3COOH(aq) + H2O(1) H3O(aq) + CH3COO(aq)

(9)

NH3(aq) + H2O(1) NH4(aq) + OH(aq)+

(7)

HCl(aq) + H2O(1) H3O(aq) + Cl(aq)+

H+ Cl-

Cl-

Cl-H+ H+

CH3COOH

CH3COOH

CH3COO-

H+

OH-

NH4+

NH3NH3

Page 65: 第三章 物質的形成及變化

• 飽和:當溶質無法繼續溶解於溶劑中時,其含量或濃度便不再增加,這種現象稱為飽和。

3-3C 飽和溶液

未飽和溶液 飽和溶液 過飽和溶液

過飽和溶液:當加入晶種,或攪拌,可使過量溶質結晶析出,而變為飽和溶液。

Page 66: 第三章 物質的形成及變化

例如: 25℃時, CuSO4的溶解度為

溶解度

)百克(溶劑質量)克(溶質質量

溶解度

水g100

CuSOg14 4

Page 67: 第三章 物質的形成及變化

3-3D pH值的含義及簡單計算

• pH= -log〔 H+〕,〔 H+〕 =10-pH M

• pH值越小,酸性越強

M10]OH[M,10]H[7pH鹼性溶液:

M10]OH[M,10]H[7pH中性溶液:

M10]OH[M,10]H[7pH酸性溶液:

℃時2577

77

77

Page 68: 第三章 物質的形成及變化

廣用試紙、 pH 儀

廣用試紙 pH儀

Page 69: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-15

若將 1 公升 10-5M HCl溶液稀釋成 1000升,試問稀釋後的 HCl溶液,仍為酸性嗎?

解:溶質莫耳數不變, CM1V1=CM2V2

1×10-5=CM2×1000

[H+]= CM2=10-8

但 H2O→H+ + OH- , [H+]=10-7

所以, HCl溶液, [H+]=10-7+ 10-8

= 1.1×10-7 > 10-7M 仍為酸性溶液

Page 70: 第三章 物質的形成及變化

3-4 物質的變化

Page 71: 第三章 物質的形成及變化

3-4A 沈澱反應

• 分子方程式:

• 離子反應式:

• 淨離子反應式:

)aq(3)s(2)aq()aq(23 KNO2PbIKI2)NO(Pb

)aq(3)aq()s(2)aq()aq()aq(3)aq(2 NO2K2PbII2K2NO2Pb

)s(2)aq()aq(2 PbII2Pb

Page 72: 第三章 物質的形成及變化

沈澱 -巨觀與微觀

)aq(3)s(2)aq()aq(23 KNO2PbIKI2)NO(Pb

= I- =K+

=NO3- =Pb2+

Page 73: 第三章 物質的形成及變化

沈澱表陰離子 陽離子 形成鹽類,

溶解情形鹵素(Cl- 、 Br- 、I-)

亞汞離子 (Hg22+) 、亞銅離

子 (Cu+) 、 Pb2+ 、 Ag+ 、Tl+ 沈澱

( 其餘可溶解 )

硫酸根 (SO42-) Ba2+ 、 Pb2+ 、 Sr2+ 、 Ca2+

(微溶 )

鉻酸根 (CrO4

2-)Ba2+ 、 Ag+ 、 Pb2+

氫氧根 (OH-)ⅠA+ 、 NH4

+ 、 Sr2+ 、 Ba2

+ 可溶解( 其餘為沈澱 )

碳酸根 (CO3

2-)

磷酸根 (PO43-)

ⅠA+ 、 NH4+

所有陰離子 ⅠA+ 、 NH4+ 皆可溶

Page 74: 第三章 物質的形成及變化

3-4B 酸鹼中和反應• 分子方程式:

• 離子反應式:

• 淨離子反應式:

)l(2)aq()aq()aq( OHNaClNaOHHCl

)l(2)aq()aq()aq()aq()aq()aq( OHClNaOHNaClH

)l(2)aq()aq( OHOHH

Page 75: 第三章 物質的形成及變化

3-4C 氧化還原反應

反應 狹義定義 廣義定義 實例

氧化反應

與氧化合或失去氫

失去電子氧化數增加

氧化還原反應必相伴發生,且得失電子數相等

還原反應

失去氧或與氫化合

得到電子氧化數減少

)g(2)s()g(2)s( OHCuHCuO +2 0 0 +1

Page 76: 第三章 物質的形成及變化

氧化劑、還原劑

種類 定義 實例

氧化劑

本身被還原( 氧化數減少 ),造成他物被氧化

其中 Cu被氧化,為還原劑Ag+被還原,為氧化劑

還原劑

本身被氧化( 氧化數增加 ),造成他物被還原

Ag2CuAg2Cu 2

0 +1 +2 0

Page 77: 第三章 物質的形成及變化

鋅銅電池

Page 78: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-16

• 下列何者為酸鹼反應?何者為沈澱反應?何者為氧化還原反應?

)l(2)aq(43)aq()aq(43 OH3POKKOH3POH)1(

)s()g(2)s( MgO2OMg2)2(

)s(4)aq(24)aq(

2 BaCrOCrOBa)3(

酸鹼反應

氧化還原反應

沈澱反應

Page 79: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-17

• 將下列敘述用淨離子反應式表達出來:(1)氫氧化鋇和硫酸鉀溶液混合,產生白色的硫酸鋇沈澱。(2)硝酸銀水溶液和鹽酸混合,產生氯化銀沈澱。

)s(4)aq(2

4)aq(2 BaSOSOBa)1(

)s()aq()aq( AgClClAg)2(

解:

Page 80: 第三章 物質的形成及變化

例題 3-18

• 判斷下列哪些是氧化還原反應?OHOH2)A( 222

CMgO2COMg2)B( 2

22 ZnIIZn)C(

33 NaNOAgClNaClAgNO)D(

22 HFeClHCl2Fe)E(

解: ABCE

Page 81: 第三章 物質的形成及變化

The End

Page 82: 第三章 物質的形成及變化

湯木生 - 陰極射線實驗

推定電子為原子的基本粒子

Page 83: 第三章 物質的形成及變化

拉塞福 -α 粒子撞擊金箔實驗

Page 84: 第三章 物質的形成及變化

α 粒子撞擊金箔實驗結果

Page 85: 第三章 物質的形成及變化

金屬鍵 -以鈉為例

Na

NaNa

Page 86: 第三章 物質的形成及變化

金屬鍵• 自由電子(電子海)與帶正電荷原子核之間的作用力

Na+

Na+Na+Na+

Na+ Na+ Na+

Na+Na+

Page 87: 第三章 物質的形成及變化

離子鍵 - 以氯化鈉為例

Na

Na

Cl

Cl

Cl_ Na+

+

2Na(s) Cl2 (g) 2NaCl (s)+

+

Page 88: 第三章 物質的形成及變化

eNa

eNaNa

失去電子

11失去電子

11

Na

鈉離子

失去電子

鈉離子( Na+ )鈉原子( Na )

11+ 11+ +

Page 89: 第三章 物質的形成及變化

氯離子

ClCl 得到電子

17得到電子

17

e

CleCl

氯原子( Cl ) 氯離子( Cl )

得到電子+17+ 17+

Page 90: 第三章 物質的形成及變化

離子鍵

靜電吸引力

鈉離子( Na+ ) 氯離子( Cl )鈉原子( Na ) 氯原子( Cl )

11+ 17+ 11+ 17+

Page 91: 第三章 物質的形成及變化

共價鍵 - 以碳的同素異形體為例• 石墨:網狀固體

• 鑽石:網狀固體

• 富勒烯:分子固體 (C60,又稱巴克球 )

• 奈米碳管:網狀固體

Page 92: 第三章 物質的形成及變化
Page 93: 第三章 物質的形成及變化

共價鍵 : 電子點式

孤對電子對

( lone pair electron , lp )

鍵結電子對

( bonding pair electron , bp )

Page 94: 第三章 物質的形成及變化

氯分子( Cl2 )

氯分子

17+ 17+

Page 95: 第三章 物質的形成及變化

氫( H ) 氧( O ) 氫( H ) 水( H2O )

水分子

8+

1+ 1+

8+1+ 1++ +

Page 96: 第三章 物質的形成及變化

甲烷

甲烷經光線投射所形成的結構