《华师大科学八上元素（知识讲解+课后练习）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华师大科学八上元素（知识讲解+课后练习）（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6.2元素【学习目标】1、 了解元素以及物质所含有的物质2、 了解构成人体和地壳的元素3、 背熟元素的符号4、 了解相对原子质量，背出常见的元素的相对原子质量5、 了解元素周期表【要点梳理】要点一、元素和元素符号1、 元素的定义人们原子核内具有相同质子数的不同原子归为一类，每一类原子被称为一种元素。其中，相同质子数、不同中子数的叫做同位素。英国物理学家阿斯顿在1921年初证明大多数化学元素都有不同的同位素。元素的原子量是同位素质量按同位素在自然界中存在的质量分数求得的平均值。在这同一时期里英国物理学家莫塞莱在1913年系统地研究了由各种元素制成的阴极所得的X射线的波长，指出元素的特征是这个元素
2、的原子的核电荷数，也就是后来确定的原子序数。这样，如果把同位素看作是几种不同的单独的元素，这显然是不合理的。因为决定元素的原子的特征不是原子量，而是它的核电荷数。1923年，国际原子量委员会作出决定：化学元素是根据原子核电荷的多少对原子进行分类的一种方法，把核电荷数相同的一类原子称为一种元素。2、 元素符号元素符号是用来标记元素的特有符号，还可以表示这种元素的一个原子，大多数固态单质也常用元素符号表示。 元素符号通常用元素的拉丁名称的第一个字母（大写）来表示，如碳-C。如果几种元素名称的第一个字母相同，就在第一个字母（必须大写）后面加上元素名称中另一个字母（必须小写）以示区别，如氯-Cl。3、
3、常见的元素符号要点二、元素的分类1、 金属元素具有金属通性的元素。金属元素种类高达八十余种，性质相似，主要表现为还原性，有光泽，导电性与导热性良好，质硬，有延展性，常温下一般是固体（除汞：汞在常温下为银白色液体，俗称“水银”）。（1）按冶金工业黑色金属：铁、铬、锰。有色金属：除铁、铬、锰以外的金属。（2）按密度轻金属：密度小于4.5克/立方厘米。重金属：密度大于4.5克/立方厘米。（3）按储量常见金属：铁、铝等。稀有金属：锆、钒、钼。2、 非金属元素非金属元素是元素的一大类，在所有的一百多种化学元素中，非金属占了24种。在周期表中，除氢以外，其它非金属元素都排在表的右侧和上侧，属于p区。包括氢
4、、硼、碳、氮、氧、氟、硅、磷、硫、氯、砷、硒、溴、碲、碘、砹、氦、氖、氩、氪、氙、氡在社会中占有重要位置。要点三、元素的分布1、 太阳中元素的分布：氢最多，氦第二（轻核聚变）2、 地壳中元素的分布：氧硅铝铁（沙子成分主要为二氧化硅）3、 地核中元素的分布：铁、镍（产生磁场）4、 空气中元素的分布：氮、氧5、 人体中元素的分布：氧碳氢（金属是钙）要点四、相对原子质量1、 定义相对原子质量是指以一个碳-12原子质量的1/12作为标准，任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值，称为该原子的相对原子质量。 符号是Ar2、 发展原子量最早是由英国科学家道尔顿提出来的。他说“同一种元素
5、的原子有相同的重量(weight)，不同元素的原子有不同的重量。”因此atomic weight在中文里翻译成了“原子量”。但是当时由于重量和质量(mass)是相同的概念，因此虽然实际中获得的都是原子的相对质量，但仍然称作原子量。1803年，道尔顿用氢的原子量为1作为相对原子量的基准。1826年，永斯贝采利乌斯改为氧原子量的 1/100 为基准；1860年，J.-S.斯塔建议用氧原子量的 1/16 为基准，沿用了很长时间。1929年，W.F.吉奥克和H.L.江斯登发现天然氧中存在着O、O、O三种同位素，它们在自然界的分布不完全均匀，因此用天然氧作为原子量基准就欠妥。后来物理学界改用O的1/16
6、 作为原子量基准，化学界还沿用原来的基准，从此原子量出现两种标度，1940年国际原子量委员会确定以1.000275作为两种标度的换算因子：物理原子量 = 1.000275 化学原子量。存在两种标度必然经常引起混乱。1959年，在慕尼黑召开的国际纯粹暨应用物理学联合会（International Union of Pure and Applied Physics，简称IUPAP）上，德国J.H.马陶赫建议C=12.0000作为原子量基准，并提交国际纯粹与应用化学联合会考虑，后者于1960年接受这一建议。1961年，在蒙特利尔召开的国际纯粹与应用化学联合会上，正式通过这一新基准。1979年，由国际
7、相对原子质量委员会提出原子量的定义。3、 国际规定把一个碳-12原子的质量分为12等份，（碳原子有好几种，其中有一种碳原子它的原子核中含6个质子和6个中子，加起来是12，所以把它称为碳-12。当然还有其它如碳-14等，它含有8个中子和6个质子加起为14。国际上之所以要选用碳-12而不用碳-14是因为当选用碳-12原子作标准时，其它原子的相对原子质量都接近整数，便于记忆与使用）。那每一份的质量就是：一个原子的质量/（1/12一个碳-12原子的质量）=一个原子的质量/1.661e-27kg。4、 公式由“原子的质量主要集中在原子核上”可以得到计算相对原子质量的推导公式：相对原子质量=某种原子的质量
8、/一种碳原子质量的（1/12）=原子核质量+核外电子质量/（1/12原子核质量/（1/12）=质子的质量+中子的质量/（1/12）=质子数*一个质子的质量+中子数*一个中子的质量/（1/12）=质子数*（1/12）+中子数*（1/12）/（1/12）=质子数+中子数5、 单位相对原子质量是一个比值，所以单位为“1”，一般不写。要点五、元素周期表化学元素周期表是根据核电荷数从小至大排序的化学元素列表。列表大体呈长方形，某些元素周期中留有空格，使特性相近的元素归在同一族中，如碱金属元素、碱土金属、卤族元素、稀有气体，非金属，过渡元素等。这使周期表中形成元素分区且分有七主族、七副族、族、0族。由于周
9、期表能够准确地预测各种元素的特性及其之间的关系，因此它在化学及其他科学范畴中被广泛使用，作为分析化学行为时十分有用的框架。俄国化学家门捷列夫（Dmitri Mendeleev）于1869年总结发表此周期表（第一代元素周期表），此后不断有人提出各种类型周期表不下170余种，归纳起来主要有：短式表（以门捷列夫为代表）、长式表（以维尔纳式为代表）、特长表（以波尔塔式为代表）；平面螺线表和圆形表（以达姆开夫式为代表）；立体周期表（以莱西的圆锥柱立体表为代表）等众多类型表。在周期表中，元素是以元素的原子序数排列，最小的排行最先。表中一横行称为一个周期，一列称为一个族。原子半径由左到右依次减小，上到下依次
10、增大。按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。原子序数跟元素的原子结构有如下关系：质子数=原子序数=核外电子数=核电荷数元素在周期表中的位置不仅反映了元素的原子结构，也显示了元素性质的递变规律和元素之间的内在联系。使其构成了一个完整的体系，被称为化学发展的重要里程碑之一。同一周期内，从左到右，元素核外电子层数相同，最外层电子数依次递增，原子半径递减（0族元素除外）。失电子能力逐渐减弱，获电子能力逐渐增强，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。元素的最高正氧化数从左到右递增（没有正价的除外），最低负氧化数从左到右递增（第一周期除外，第二周期的O、F元素除外）。同一族中，由上而下，最外层电子
11、数相同，核外电子层数逐渐增多，原子半径增大，原子序数递增，元素金属性递增，非金属性递减。 要点六、元素认识的历史元素思想的起源很早，古巴比伦人和古埃及人曾经把水（后来又把空气和土），看成是世界的主要组成元素，形成了三元素说。古印度人有四大种学说，古代中国人有五行学说。关于元素的学说，即把元素看成构成自然界中一切实在物体的最简单的组成部分的学说,早在远古就已经产生了。不过，在古代把元素看作是物质的一种具体形式的这种近代观念是不存在的。无论在我国古代的哲学中还是在印度或西方的古代哲学中，都把元素看作是抽象的、原始精神的一种表现形式，或是物质所具有的基本性质。古希腊自然哲学提出了著名四元素说。这不是
12、希腊哲学家创造的，四元素说在古希腊的传统民间信仰中即存在，但不具有（相对上来说）坚实的理论体系支持。古希腊的哲学家是“借用”了这些元素的概念来当作本质。米利都派哲学家泰勒斯主张的万物的本质是水，而且也唯有水才是本质，土和气这两种元素则是水的凝聚或稀薄。阿那克西曼德则将本质改为一种原始物质（称为“无限”或称“无定者”），同时又加上第四元素火。四大元素由这种原始物质形成之后，就以土、水、气、火的次序分为四层。火使水蒸发，产生陆地，水气上升把火围在云雾的圆管里。人们眼中看见象是天体的东西，就是这些管子的洞眼，使我们能从洞眼中望见里面的火。形成了四元素的最早雏形。另一个米利都派哲学家阿那克西米尼则把气
13、或者空气看作是原始物质，并把其他元素说成是由空气组成。空气变得稀薄后就成了火。他的论证是，空气从嘴里呼出来是热的，而在压力下喷出来时则感到是冷的。同样，通过凝聚的过程，气先是变成水，然后变成土。这些元素之间的差异只是量变的结果，元素只是凝聚或稀薄到不同程度的空气。早期以米利督学派为首的哲学家，多以单一元素作为本质，直到恩培多克勒才首次建立四元素并存的哲学体系，亦有人主张这是首次尝试以科学的方法解释传统的四元素说，但是从恩培多克勒所留下来的残缺文献来看，这种说法并没有足够的证据支持。恩培多克勒在大约公元前450年于其著作论自然中，使用了“根”一词。恩培多克勒是系统提出四元素学说的第一个人。他认为
14、万物由四种物质元素土、气、水、火组成，这种元素是永恒存在的，由另外两种抽象元素爱和恨使他们连结或分离。德谟克利特则认为，万物的本原是原子与虚空。原子是一种最后的不可分的物质微粒。宇宙的一切事物都是由在虚空中运动着的原子构成。所谓事物的产生就是原子的结合。原子处在永恒的运动之中，即运动为原子本身所固有。虚空是绝对的空无，是原子运动的场所。而广为人知的四元素说则是后来亚里士多德提出的，他的理论中不包含恩培多克勒学说中的爱和恨这两种抽象元素，而是认为这四种元素具有可被人感觉的两两对立的性质。进而推论世界上的万物的本原乃是四种原始性质：冷、热、干、湿，而元素则由这些原始性质依不同比例组合而成。亚里斯多
15、德在论天等著作中构想出五元素说，在柏拉图的四种元素中再加上以太(精质，永恒)。亚里士多德认为“没有和物质分离的虚空”、“没有物体里的虚空”。亚里士多德对“元素”的正式定义见于形而上学。无论是古代的自然哲学家还是炼金术士们，或是古代的医药学家们，他们对元素的理解都是通过对客观事物的观察或者是臆测的方式解决的。只是到了17世纪中叶，由于科学实验的兴起，积累了一些物质变化的实验资料，才初步从化学分析的结果去解决关于元素的概念。1661年英国科学家波义耳对亚里士多德的四元素和炼金术士们的三本原表示怀疑，出版了一本怀疑派的化学家小册子。波义耳在肯定和说明究竟哪些物质是原始的和简单的时候，强调实验是十分重
16、要的。他把那些无法再分解的物质称为简单物质，也就是元素。此后在很长的一段时期里，元素被认为是用化学方法不能再分的简单物质。这就把元素和单质两个概念混淆或等同起来了。而且，在后来的一段时期里，由于缺乏精确的实验材料，究竟哪些物质应当归属于化学元素，或者说究竟哪些物质是不能再分的简单物质，这个问题也未能获得解决。拉瓦锡在1789年发表的化学基础论述一书中列出了他制作的化学元素表，一共列举了33种化学元素，分为4类：1属于气态的简单物质，可以认为是元素：光、热、氧气、氮气、氢气。2能氧化和成酸的简单非金属物质：硫、磷、碳、盐酸基、氢氟酸基、硼酸基。3能氧化和成盐的简单金属物质：锑、砷、银、钴、铜、锡。铁、锰、汞、
