在 Line 的某個學習性群組解答國一生的一個學業上的問題。
國一的青少年詢問 " 元素是原子還是分子? "
回答如下 :
第一點,
元素不是傳統意義上的中國話,這是一個翻譯名詞 ( 外來語 ) 。
所以要看你是在哪一本課本看到元素的用法 , 你要先交代你的文字來源,也就是出處,才能確定 " 元素 " 這個名詞到底在講什麼?
第二點,
我們用劍橋線上字典看 element 的解釋 :
https://dictionary.cambridge.org/zht/%E8%A9%9E%E5%85%B8/%E8%8B%B1%E8%AA%9E-%E6%BC%A2%E8%AA%9E-%E7%B9%81%E9%AB%94/element
( 麻煩自行點開連結,連結是劍橋線上英文字典的中英對照解釋。)
維基百科關於 " 化學元素 " 的解答內容 ,如下 :
https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/%E5%8C%96%E5%AD%B8%E5%85%83%E7%B4%A0 化學元素
化學元素(chemical element)常簡稱元素(element), 是自然界中一百多種基本的金屬和非金屬純物質,也是構成物質的基本單位, 不能直接用化學方法分解。
同一種化學元素是由相同的原子組成, 也就是其原子中的原子核具有同樣數量的質子, 用一般的化學方法不能使之分解,並且能構成一切物質。
一些常見元素的例子有氫、碳、氮、氧、矽、鐵、硫、鈣和鈉等。
原子序數大於82的元素(即鉛之後的元素)皆沒有穩定的同位素,會進行放射性衰變。 另外,第43和第61號元素(即鎝和鉕)亦沒有穩定的同位素,會進行衰變。
可是,即使是原子序數大於82、沒有穩定原子核的元素, 有些仍可能存在於自然界中,如鉍、釷、鈾、鈽等天然放射性核種[1]。 另外,其餘原子序數小於94(鈽)的放射性元素在自然界中亦都有少量或痕量的存在。 所有化學物質都是由元素組成,即任何物質都包含元素。
隨著人工的核反應,會發現更多的新元素。
1923年,國際原子量委員會作出決定: 化學元素是根據原子核電荷的多少對原子進行分類的一種方法, 把核電荷數相同的一類原子稱為一種元素。[2]
2021年,總共有118種元素被發現, 其中地球上有94種(1號的氫至94號的鈽),其餘則是人工合成元素。
( 有興趣也有時間的話,可以看看下面的解釋,維基百科的解釋算是可以看的。 對於國一生來說,只摘錄前面的部分, 有些內容是目前的國一生還學不到的,以後再回來看都來得及。)
概覽
化學元素中最輕的兩個元素分別是氫和氦, 都是在宇宙形成的前20分鐘由太初核合成所產生的[3], 一開始的質量比率為3:1(原子數比例則為12:1)[4][5],當時也產生了極微量的鋰及鈹。
幾乎其他自然存在的元素都是經由自然的核合成而產生的[6]。 地球上有少量的新元素是由核生成(英語:nucleogenic)反應產生, 或是宇宙生成(cosmogenic)反應(例如宇宙射線散裂)所產生。
地球上的新元素也都可能是放射性的衰變產物,衰變過程是一些放射性過程, 例如α衰變、β衰變、自發裂變、簇衰變(英語:cluster decay)等, 也有些較少見的衰變過程。
在自然界存在的94種化學元素中, 原子序1至82的元素幾乎都至少有一個穩定同位素 (只有原子序43的鎝以及原子序61的鉕例外)。
對於某一個同位素,若始終沒有觀測到它的核衰變反應,即視為穩定同位素。
原子序83以後的元素是放射性元素,其所有的同位素都具有放射性,會進行核衰變反應。
其中有些元素, 例如原子序83的鉍、原子序90的釷及原子序92的鈾有一個或多個半衰期很長的同位素, 因此其目前的同位素有可能是在太陽系形成之前,恆星核合成時產生的重金屬。
鉍-209(英語:bismuth-209)的α衰變半衰期超過1.9×1019年, 是目前估期宇宙壽命的十億倍,是自然存在的元素中, 半衰期最長的同位素,幾乎可以視為是穩定同位素[7][8]。
超鈾元素(在鈾以後,原子序大於92的元素)其核衰變的半衰期大多較短, 從太陽系誕生至今早已衰變殆盡,且大多無法於自然界穩定存在, 所以都是由人工合成的方法發現的,只有少數超鈾元素在自然界中有痕量的存在 (如錼和鈽等)。
到2010年為止, 有118有已知的元素(此處的「已知」是對該元素已有部份的資訊, 從只知道其部份衰變產物者,到已將此元素從其他元素中分離出來者皆計入。)[9][10]。
在118個元素中,自然界存在的有94個,而其中有六個在自然界是極微量存在: 原子序數43的鎝、原子序數61的鉕、原子序數85的砈、 原子序數87的鍅、原子序數93的錼以及原子序數94的鈽。
在宇宙中有偵測到這94種元素的存在,在恆星及超新星的光譜中也不例外, 而恆星及超新星的光譜也會偵測到半衰期短的放射性元素。
前94種元素是地球上可偵測到的原始核種(英語:primordial nuclide), 可能是太陽系形成時就生成,也可能是天然存在的鈾或釷裂變(或嬗變)產物。
剩下的24個元素現今不存在在地球上,也沒有出現在宇宙光譜中, 這些元素都是人工產生的,這些元素也都是半衰期很短的放射性元素。
若在地球形成時曾經有這些元素存在,他們幾乎確定已經衰變成其他元素了。
鎝是在1937年以人工的方式製備, 曾認為是第一個人工合成,自然界不存在的元素, 不過後來發現自然界有極微量的鎝(而且可能在1925年就已經發現自然界存在的鎝)[11]。
其他一些有放射性,但自然界極微量存在的元素發現情形也和鎝類似: 先由人工的方式製備,後來才發現也存在在自然界中[12]。
追蹤維基百科對於 " 原子 " 的解釋,接著看下去。
https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/%E5%8E%9F%E5%AD%90 原子
原子是化學變化中最小的粒子,也是元素保持其化學性質的最小單位。
一個正原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。
而負原子的原子核帶負電,周圍的負電子帶「正電」。
正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。
負原子的原子核中的反質子帶負電,從而使負原子的原子核帶負電。 當質子數與電子數相同時,這個原子就是電中性的; 否則,就是帶有正電荷或者負電荷的離子。
根據質子和中子數量的不同,原子的類型也不同: 質子數決定了該原子屬於哪一種元素,而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。
原子的英文名(Atom)是從希臘語ἄτομος(atomos,「不可切分的」)轉化而來。
很早以前,希臘和印度的哲學家就提出了原子的不可切分的概念。
17和18世紀時,化學家發現了物理學的根據: 對於某些物質,不能通過化學手段將其繼續的分解。
19世紀晚期和20世紀早期, 物理學家發現了次原子粒子以及原子的內部結構, 由此證明原子並不是不能進一步切分。 量子力學原理能夠為原子提供很好的模型。 [2][3]
與日常體驗相比,原子是一個極小的物體,其質量也很微小, 以至於只能通過一些特殊的儀器才能觀測到單個的原子,例如掃描式穿隧電子顯微鏡。
原子的99.9%的重量集中在原子核,[4]其中的質子和中子有著相近的質量。
每一種元素至少有一種不穩定的同位素,可以進行放射性衰變。
這直接導致核轉化,即原子核中的中子數或質子數發生變化。 [5]
原子佔據一組穩定的能級,或者稱為軌道。
當它們吸收和放出中子的時候, 中子也可以在不同能級之間跳躍, 此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。
電子決定了一個元素的化學屬性,並且對中子的磁性有著很大的影響。
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有一些名詞是語言使用方法的問題,剛好看到有人在網路上的學習版面寫一些名詞, 在這裡給出名詞的一些稱呼與使用方式。
https://read01.com/zh-tw/5AdPL.html#.YnVbAOhBw2w
分子、原子、離子、元素和化學式,傻傻分不清楚?
2016/01/09
1.元素:具有相同核電荷數(即核內質子數)的一類原子總稱元素。
原子的核電荷數(即核內質子數)決定原子或離子的元素種類。
①大部分單個的元素符號表示:一種元素、該元素的一個原子、一種單質, 但H N O Cl等符號不能表示單質, 它們的單質是:H2N2O2Cl2
②地殼中元素按質量分數由多至少前四位是:O氧Si矽Al鋁Fe鐵。 鋁是地殼中含量最多的金屬元素。
③化學的「語法」:「某分子」由「某原子構成」
「某物質」由「某元素組成」或「某某分子構成」 (金屬單質、稀有氣體講由某原子直接構成)
例:水由氫元素和氧元素組成,水由水分子構成。 1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成
元素、物質都是宏觀概念,只表示種類,不表示個數。 不能說「水是由二個氫元素和一個氧元素組成」
④具有相同核電荷數的粒子不一定是同種元素,下列粒子有相同的核電荷數:
⑴ H2和He ⑵ CO、N2和Si⑶ O2、S和S2-⑷OH-和F-
2.粒子:如原子、離子、分子、電子、質子等,它們都是微觀概念, 既表示種類又可表示個數。
分子、原子、離子都是構成物質的粒子。金屬單質和稀有氣體由原子直接構成;
非金屬單質、非金屬與非金屬形成的共價化合物由分子構成, 化合物中既有金屬元素又有非金屬元素的離子化合物是由離子構成。
3.分子:分子是保持物質化學性質的最小粒子。分子由原子構成,
例:1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成
4.原子:原子是化學變化中的最小粒子。 (注意:原子不是構成物質的最小粒子。)
原子的的構成:
原子由核外帶負電的電子和帶正電的原子核構成, 原子核由帶正電的質子和不帶電的中子構成。
在不顯電性的粒子里:核電荷數=質子數=核外電子數
注意:原子不是構成物質的最小粒子。原子只是化學變化中的最小粒子; 普通氫原子核中只有質子無中子,氫原子的原子核就是一個質子。
分子和原子的區別:在化學變化中分子可分為更小的粒子 --- 原子,原子不能再分。
物質發生物理變化時只是分子間的間隔發生變化, 而分子本身沒有發生變化; 發生化學變化時, 分子被破壞,分子本身發生變化。
在一切化學反應中,反應前後元素的種類、原子的種類、原子的數目和原子的質量都不變。
5.原子團:由兩種或兩種以上元素的原子構成, 在化學反應中通常以整體參加反應的原子集團
常見的原子團:SO42-CO32-NO3-OH-MnO4-MnO42-ClO3-PO43-HCO3-NH4+
碳酸氫根(HCO3-)硫酸氫根(HSO4-)磷酸氫根(HPO42-)磷酸二氫根(H2PO4-)
注意:原子團只是化合物中的一部分,不能脫離物質單獨存在, 因此含原子團的物質必定有三種或三種以上元素,二種元素組成的物質不含原子團。 原子團在化學反應中可再分為更小的粒子原子。
6.離子:帶電的原子或原子團叫離子。帶正電的離子叫陽離子;帶負電的離子叫陰離子。
離子裡:質子數=核電荷數=電子數±帶電量
離子符號的寫法:離子的電荷數標在右上角,電荷的數值等於它對應的化合價
陽離子:Na+Mg2+Al3+、H+NH4+、Fe2+Fe3+Ca2+
陰離子:O2-、OH-S2-、F-Cl-SO42-CO32-NO3-MnO4-PO43-MnO42-ClO3-
7.核外電子排布的規律:核外電子按能量由低到高從里往外排,第一層最多容納2個電子,
第二、三層最多容納8個電子。
按順序背誦:質子數從1~18的元素符號和名稱:
氫氦鋰鈹硼碳氮氧氟氖鈉鎂鋁矽磷硫氯氬
8.穩定結構:最外層電子數是8(只有一層的為2)的結構。
元素的化學性質跟原子的最外層電子數關係最密切, 原子的最外層電子數決定元素的化學性質:
最外層電子數小於4時,易失去最外層所有電子,成為陽離子; (通常是金屬元素)
最外層電子數多於4時,易得到電子使最外層電子數變為8,成為陰離子 (通常是非金屬元素)
最外層電子數與化合價的關係:(元素的最高正價等於原子的最外層電子數)
最外層電子數小於4時,最外層電子數就是元素的化合價(正價);
最外層電子數多於4時,最外層電子數-8=元素的化合價
9.化學式的寫法:
①單質的化學式:大部分單質的化學式只用單個的元素符號,
下面幾種元素的單質不能只用單個的元素符號表示,須注意:
氫氣H2氧氣O2氮氣N2氯氣Cl2氟氣F2溴(Br2)碘(I2)臭氧O3
②化合物的化學式寫法與讀法的一般關係:「倒寫倒讀」。
化合價與化學式(交叉法確定化學式:正價在前負價在後,約簡化合價,交叉)
NH3、有機物如CH4等化學式是負價在前正價在後。同種元素可以有不同的化合價
硝酸銨(NH4NO3)中氮元素的化合價分別為前N-3價,後N+5價。
10.元素的化合價:一種元素一定數目的原子與另一種元素一定數目的原子化合的性質。
標在元素符號的正上方
+2-2+1
Ca+2價的鈣元素O-2價的氧元素H2O水中氫元素化合價是+1價
背誦化合價口訣:
+1價鉀鈉銀銨氫,+2價鋇鈣鎂銅汞鋅
二三鐵、二四碳,三鋁四矽五價磷,
氟、氯、溴、碘-1價氧硫-2要記清。
氫氧根、硝酸根(OH、NO3)-1價,
硫酸根、碳酸根(SO4、CO3)- 2價,
化合物各元素化合價代數和為零,單質元素化合價是零。
註:銨是NH4原子團;+2價的鐵叫「亞鐵」;+1價的銅叫「亞銅」
無氧時S為-2價,跟氧結合時+4或+6價。SO32-原子團叫「亞硫酸根」
無氧時Cl為-1價,跟氧結合時+1、+3、+5或+7價
11.相對原子質量:以一種碳原子(碳-12)質量的1/12作為標準, 其他原子的質量跟它相比較所得的數值,是該種原子的相對原子質量。
相對原子質量=×12(相對原子質量是個比,單位為1)
相對原子質量 ≈ 質子數 + 中子數
12.化學反應基本類型
①化合反應:A+B+...=C兩種或兩種以上的物質生成另一種物質的反應
②分解反應:A=B+C+...一種物質生成兩種或兩種以上其他物質的反應
③置換反應:一種單質跟一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應
A+BC=AC+B溶液里的置換反應必須符合金屬活動性順序:
金屬活動性順序由強至弱:Ba K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
(按順序背誦)鋇鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛(氫)銅汞銀鉑金
金屬位置越靠前的活動性越強,越易失去電子變為離子,反應速率越快
排在氫前面的金屬能置換酸里的氫, 排在氫後的金屬不能置換酸里的氫,跟酸不反應; 排在前面的金屬,能把排在後面的金屬從它們的鹽溶液里置換出來。 排在後面的金屬跟排在前面的金屬的鹽溶液不反應。
注意:單質鐵在置換反應中總是變為+2價的亞鐵
等質量金屬跟足量酸反應, 放出氫氣由多至少的順序按相對原子質量/化合價由小到大排列:
Al(9) Mg(12) Ca(20) Na(23) Fe(28) Zn(32.5) K(39)
④複分解反應:兩種化合物相互交換成分,生成另外兩種化合物的反應, 複分解反應前後各元素和原子團的化合價都保持不變。
注意事項: 複分解反應能否發生,要考慮是否有沉澱、氣體或水生成。 有沉澱生成的反應中,反應物和生成物中不能同時有難溶於水的物質。 初中化學只有碳酸鹽跟酸反應有氣體生成
中和反應: 酸跟鹼作用生成鹽和水的反應。中和反應屬於複分解反應。
13.我國古代在化學方面的傑出貢獻主要有:造紙術、火藥、燒瓷器
14.氧化反應:物質跟氧發生的化學反應(或得到氧的化學反應), 不是一種基本反應類型。
緩慢氧化:緩慢進行不易被人覺察的氧化反應。如鐵生鏽、呼吸作用、食物腐敗
燃燒必備的二條件:① 可燃物與氧氣接觸, ② 溫度達到著火點
自燃:由緩慢氧化積聚的熱量引發的自發燃燒。 白磷著火點低易自燃要放在水中密封保存。
還原反應:物質失去氧的反應。(氧化反應和還原反應不是基本反應類型)
還原劑:在化學反應中得到氧的物質。常用的還原劑有H2、CO、C等,具有還原性。
15.催化劑(觸媒):在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率, 而本身的質量和化學性質在化學反應前後都沒有改變的物質。
催化作用:催化劑在化學反應里所起的作用叫催化作用。
注意:二氧化錳只是在氯酸鉀分解的反應里作催化劑,在其他反應里可能不是催化劑
30.書寫化學方程式
①依據:質量守恆定律:參加化學反應的各物質質量總和等於反應後生成的各物質質量總和。 (在一切化學反應中,反應前後元素的種類、原子的種類、 各類原子的數目和原子的質量都不變)
②書寫化學方程式的步驟:化學式寫正確,方程式要配平,條件箭頭要標明。
③遵守二原則: 一 是以客觀事實為基礎,不能隨便臆造化學反應和化學式;
二 是遵守質量守恆定律,等號兩邊的各種原子數目必須相等
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給青少年提供尋找問題解答的提示 : ( How to find the solution or answer that you need in the Internet ? )
在問這類名詞或者不會的題目以前,可以先運用 Google 搜尋機制, 方法是把 " 關鍵字 " 或者把 " 重要的題目的文字內容 " 先用 " Google 搜尋機制 " 幫你找看看有沒有好的解釋或者答案。
說不定,你可以在網路上找到品質良好的解說。
因為來 Line 群組發問也等於上網路問,既然都在網路的世界, 第一步驟應該是先用 Google 搜尋機制幫你找答案。
運氣好的時候,你遇到的題目會有 Youtube 節目的老師解答, 雖然有可能是外國老師的解題內容,講的是英文或者歐洲,印度等地的語言, 但是或多或少存在可以學習的地方。
這是一種自學的方法。 請把握這個方法,對以後的學習是有好處的。
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