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初中化学|聊聊第三单元:物质构成的奥秘

初中化学|聊聊第三单元:物质构成的奥秘
本单元核心内容包含三大部分:分子与原子、原子结构、元素。
老样子,先和你说下我小时候有趣的事,慢慢切入正题。
人类无时无刻在向着极限探索。宏大之处,我们想探寻宇宙的尽头,于是造出各种各样的望远镜帮助我们望向宇宙深处;微小之地,我们不停拆分物质,各种各样的显微镜应运而生助力我们窥探微观世界。
宏观世界,是我们一眼就能看见的世界,是最直观的。从古至今,我们从小到大,我们对宏观世界是最熟悉的。想起小时候,夏天坐在院子、胡同里乘凉,经常仰着头看满天星星(那时候光污染、空气污染都少,视力也好,星星密密麻麻铺满天空)。我总是会问:天边在哪里?爸爸就会说:天没有边。可我怎么也想不通,在我的想象里,天就像一只碗、一个皮球,总得有个边吧,怎么可能会有东西没有边呢?哪怕是现在,偶尔静下来也会纳闷一会:宇宙,怎么可能没有尽头呢?
相比之下,微观世界就不一样了,相对抽象,也是我们的肉眼直接观察是有困难的,需要借助仪器设备。记得大概上小学四年级的时候,有一门课程当年叫自然,现在改成科学了。有一次自然课是观察松针细胞,老师拿来了显微镜,我们轮流看到了微观的细胞,真的好神奇。这也是我第一次接触显微镜,第一次看到了微观世界。当年全校就一台显微镜,非常稀罕贵重,操作流程更是非常严格,右手握、左手托……在很长的一段时间里,在我的印象中,显微镜仍然是非常昂贵,虽然后来学习也使用过更加贵重的扫描电镜、原子力显微镜等等。直到前段时间,打算给孩子买一台来玩,打开购物软件一看,一百多块钱就能买到,童年里显微镜的神秘感瞬间轰然倒塌。很多童年的见闻、感受、习惯,会悄悄的塑造一个人,所以大人们一定要好好对待孩子
这也就不难理解,很多同学在学习微观的分子、原子,或者高中物质的结构这本选修的时候会感到吃力,甚至产生自我怀疑,但这并不是因为知识点本身晦涩,而是我们“很少”(没有意识到)能接触到微观世界,潜意识里对陌生事物的抵触。但大家要明白,世界是物质的,分子、原子就像我们课桌、书本、铅笔一样真实存在,时时刻刻环绕在我们身边,一点也不神秘。我们人体本身,也是由无数分子、原子所构成的,我们无时无刻不在感受着他们。
我初中是在镇上读的,那时候不像现在,学校没有漂亮的食堂,更没有现在的“漂亮饭”。初二我住宿一年,菜需要从家带一周的,为了放的久带的其实就是咸菜、虾酱、辣条之类的。馒头是伙房做的,每隔一段时间要向伙房交小麦换馒头,一个馒头是二两,一斤小麦换5个馒头。可那馒头真是没法下咽,黑乎乎、黏糊糊、硬邦邦,我在里面还吃出过辣椒酱,很少有松松软软、白白净净的时候,那时候食品安全好像不那么看重。粥呢,就是玉米糊糊,只有在冬天有,其他季节都是喝和刷锅水一个味道的开水,玉米也是需要自己上交多少斤。每当早自习下课、中午下课、下午下课,所有班级的值日生,有拿棍子的、有拿铁桶的、有拿大簸箕的,呼呼跑向伙房,去的早了馒头好、上层的玉米糊也没疙瘩,棍子是两个人抬装玉米糊铁桶的。吃完饭,值日生还要去学校院子里的水龙头上刷铁桶,冬天这活谁都不想干。
自己带的菜吃完了怎么办?有些同学家庭条件差,根本就没有带菜,都是相互要着吃,你给我一勺虾酱、他给我夹块咸菜,就这样将就着吃。那时候,我妈一周还会给我5块钱,但是我塞在兜里不舍得花,只有在周五午饭花5毛钱买一包榨菜、海带丝,或者买几根辣条,感觉真的太好吃了,加上明天就可以回家过周末了(那时候一周休息一天半),所以周五午饭是吃的最香的。
直到现在,我还是很喜欢吃辣条,现在孩子们也一样。咱们的化学故事,就从辣条开始说起吧。

每当撕开辣条的包装,香味就会扑面而来,让人忍不住咽口水。辣条的香味,就是辣条中各类香料、香精等挥发,挥发就是这些具有香味的小分子(如,大蒜素、肉桂醛、噻吩类、吡嗪类等分子)跑到了空气中,然后又进入到你的鼻子里。
再说下,厕所的臭味!厕所类的臭气包括氨气(尿液)、硫化氢(臭鸡蛋气味)以及粪臭素(3-甲基吲哚)等,这个粪臭素是粪便标志性的臭味来源,但是当它被稀释到一定区间就会是好闻的茉莉花香味,可以用来做香水,这就是“剂量重塑气味”。有点糊涂吗?那再举个味觉例子,吃饭的时候,少量食盐带来鲜美的咸香,一旦放的太多整道菜就会变得又苦又涩(小拓展:食盐氯化钠是离子化合物,只有在气体状态时候才会以分子形式存在)。所以说,这就和我们学习,甚至做任何事一样,都要把握一个度,掌握一个火候,否则过犹不及、物极必反
辣条的香味、厕所的臭味等,这些都是我们用我们的感官感受着微观世界。香味或臭味的分子不断在空气中飘散,这就说明分子在永不停息的运动;香味或臭味在空气中味道慢慢变淡,本质是分子被分散,浓度下降,这就说明分子之间有间隙有没有发现夏天的厕所格外臭,冬天就会好很多?这是因为温度越高,分子能量增大,运动加快(人教版P57)。

这一单元的易错、易混的重难点在图里。
我主要说一下相对原子质量
第一,说说元素。元素是质子数(核电荷数)相同的一类原子的总称(人教版P72),是宏观概念。稍微拓展一下同位素,同一种元素中,可能包含多种同位素。它们的质子数相同,但中子数不同(了解,但考试拓展题目中经常出现)。举个例子:大家看过托比・马奎尔版的《蜘蛛侠2》吗?章鱼博士从哈利那里拿到的关键物质就是氚(chuān),它就是氢的一种同位素。氢元素有三种同位素:氕(piē)、氘(dāo)、氚(chuān),其中,氕就是我们日常所说的氢元素,其实这样说也不是太严谨,把氕和氢等同只是一种习惯的简化,主要是因为氕这种同位素占氢元素的99.98%以上。同位素是我们进一步理解相对原子质量计算的小前提。
第二,说说相对原子质量的定义。以一种碳原子(12C,读作碳十二)质量的1/12为标准,其他原子的质量与它相比,得到(的数值为)相对原子质量(人教版P68)。
通俗理解:
  1. 一个碳-12原子包含6个质子、6个中子和12个电子;
  2. 由于电子质量<<质子和中子质量,可以忽略不计。同时,质子质量≈中子质量;
  3. 碳-12原子质量的1/12,就约等于1个质子或1个中子的质量;此外,所有原子的质子、中子都是一样的,不存在“碳质子”或“氢中子”的区别。(高中物理在学习电磁场时候会经常提到,“一个质子”“一个电子”)
  4. 既然每个质子或中子的质量都约等于“1个标准单位”,那么一个原子的相对原子质量,自然就约等于它所含的质子数+中子数。这个数值通常是整数。
第三,计算和周期表数值有差异?既然相对原子质量≈质子数+中子数,为什么元素周期表上(或者化学试卷开头标注)的氯元素是35.45,锌元素是65.38呢?还能有半个质子或者半个中子?
答案揭晓:加权平均值
因为周期表上的数值,是元素的所有同位素的平均相对原子质量,而不是某一个原子(同位素)的单一的相对原子质量
它需要考虑该元素所有天然同位素,并根据它们在自然界中的丰度(含量)进行加权平均计算。
氯元素为例计算:氯元素主要有两种同位素:
35Cl,丰度约75.77%
37Cl,丰度约24.23%
计算公式:(35×75.77%)+(37×24.23%)≈35.45
因为这是我上学时候的一个小疑惑,所以我就单独说了说。

最后,说一下,厕所的臭味飘远了,会不会因为粪臭素的浓度被稀释而变香味?答案是:不会,因为厕所的臭味是各类分子所组成的混合物,不会在飘得过程中每种分子单独分离出来,所以仍然是臭味。^-^
#初中化学#化学#分子#原子#物质结构#离子

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