原子和分子是化学中常用的一些入门术语。原子是构成所有物质的基本单位。原子很小,宽度在0.1到0.5纳米之间。它们太小了,连显微镜都看不见。原子有很多种。每个原子都有一个唯一的名称、质量和大小。不同类型的原子称为元素。
元素是一种纯化学物质,它有一种或一种原子,以原子序数来区分。原子序数是由原子核中的质子数导出的。共有118种元素被鉴定出来,分为金属元素、类金属元素和非金属元素。每个元素都有自己的属性集。地球上大多数元素都是可用的,而少数元素是通过核反应人工合成的。元素已经处于最原始的形式,不能进一步分解。所有的元素都可以在元素周期表中找到,按原子序数列出。
任何元素的每个原子都由质子、中子和电子组成。质子和中子构成原子的原子核,位于原子的中间。原子核被一团电子所包围,这些电子被电磁力束缚在原子核上。电子带有负电荷,这就是它们被吸引到原子核上的方式,因为原子核中的质子带有正电荷。另一方面,中子没有电荷。
原子中质子、中子和电子的数量决定了它是哪种元素。例如:一个铁原子有26个质子,30个中子和26个电子。每一个铁原子都有这样的构型。
不同元素的原子聚在一起形成分子。这是通过化学反应发生的。例如:两个氢原子和一个氧原子结合形成一个水分子。
分子是存在的化学物质的最小量。例如,一个人所能拥有的最小量的水是一个水分子或H20。它是由不同的原子组成的;因此它可以被分离回不同的原子。另一方面,如果不引发核反应,原子就无法进一步分离。
一个分子可以具有与它所组成的元素截然不同的性质。例如:水的行为与氧或氢非常不同,即使它由两个氢原子和一个氧原子组成。
此外,一个原子在自然界中不可能独立存在而不与某物结合。我们永远不会只找到一个氧原子或一个碳原子。它总是和一些东西结合在一起,比如O2(氧气)或CO2(二氧化碳)。当结合成一个分子时,这个分子可以在自然界中独立存在,这就是为什么我们总能找到一个氧分子、一个二氧化碳分子、一个水分子(H2O)等等。
在分子中,原子以特定的形状或形式粘在一起。这主要取决于原子能形成的键的数目。原子通过相互形成化学键而形成分子。氧原子总是和其他原子有两个键,碳原子总是和其他原子有四个键,氮原子总是和其他原子有三个键。因此,一种特殊类型的分子总是具有特殊的形状,如五边形、六边形、侧向、双侧形等。
分子总是倾向于聚在一起,它们的形成取决于它们的状态。例如在气态,分子倾向于只是四处飞行。在液态中,分子倾向于松散地组合在一起,以便它们仍然可以移动。而在固态中,分子紧密地堆积在一起,只能振动。
分子通常用分子式表示。例如:O2、H2O、CO2、C6H12O6(糖)。分子式是元素的名称,后跟该元素在分子中的原子数。
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