U 铀

5f

³

6d

¹

7s

²

238.0

原子序数

元素名称 注*的是人造元素

元素符号、红色指放射性元素

外围电子层排由，括号指可能 的电子层排布

相对原子质量（加括号的数据 为该放射性元素半衰期最长同 位素的质量数）

图2-27  元素周期表中的元素

元素周期表是学习和研究科学的重要工具。它的内容十分丰富，我们 可以从表上获得有关元素的许多信息。例如，元素周期表的排列可以告诉 我们：元素单质的物理状态；元素是人工合成还是自然存在的；元素是金 属、非金属还是稀有气体。

1. 提出问题：元素周期表中的元素是如何排列的？

2. 设计活动：两个同学合作从元素周期表上查找表 2-5中的元素，并将结 果填入表 2-5中。

表 2-5  元素

核电荷数 元素名称 元素符号 核外电子数 相对原子质量 单质类别

6 6

7

12 Mg

14

16 非金属

18 氩

20

47 108

其他

初步认识元素周期表

探究

子的模型与符号

3. 分析与讨论在元素周期表中的以下内容：

（1）每一周期开头的是什么类型的元素？

（2）每一周期靠近尾部的是什么类型的元素？

（3）每一周期结尾的是什么类型的元素？

（4）元素之间存在着什么内在的联系？

4. 交流：

（1）通过研究元素周期表，你还发现了什么？

（2）和同学交流你通过互联网或查阅资料获得的元素周期表的相关知识。

门捷列夫发现元素周期表对我们的启示 很久以来，科学家一直在寻找各种

元素之间相似和差异的规律。俄罗斯化 学 家 门 捷 列 夫（1834 ~ 1907）认 为：“自 然界不可能是混乱无秩序的。自然界中 一定存在着一种基本规律，它可以说明 所有元素之间的差异和相同之处。”正是 在这种思想的指导下，1869 年他对当时 已知的 63 种元素的相对原子质量和物理 性质（熔点、密度等）进行了比较，为每 种元素做了卡片，并试着按其性质对它 们进行分类，并为未发现的元素留下了 空格。直到 19 世纪末才制成了第一张元 素周期表。后来，这些空格中的元素逐

一被发现，并与门捷列夫预言的性质惊人地吻合。

原子理论的发展和新元素的不断发现，使得元素周期表更加完 善。门捷列夫发现元素周期表对我们的启发：①对复杂的现象要寻找 规律。②要善于总结前人的成果和经验。③要尊重事实、善于思考。

④要学会用简单的方法表述复杂的问题。

᫝ឳ

图2-28  莫斯科大学化 学楼前的门捷列夫塑像

1. 不看元素周期表，在下表的相应空格内写出核电荷数从 1 ~ 18 的元素的符号。

练习

2. 用元素符号表示 1 个碳原子、3 个氮原子、2 个钙原子。

3. 元素符号 S 代表什么意义？

表示物质的符号 第 6 节

元素可以用元素符号来表示，那么，由元素组成的物质是否可用元素 符号来表示呢？

化  学  式

物质可以用所组成元素的符号来表示。以二氧化碳为例：从组成物质 的元素看：二氧化碳气体是由碳（C）和氧（O）两种元素组成的。从构成物 质的粒子看：二氧化碳气体是由二氧化碳分子构成的，1 个二氧化碳分子是 由 2 个氧原子和 1 个碳原子构成的。那么，二氧化碳分子可表示成“CO

2

”，

这种用元素符号来表示物质组成的式子称化学式（chemical formula）。

子的模型与符号

读图

空气中含有氮气（分子由两个氮原子构成）、氧气（分子由两个氧原子构 成）、少量的二氧化碳（分子由一个碳原子和两个氧原子构成）和氩气（分子 由单个原子构成）等。雪和雨都含有水分子。请在图 2-29 的方框内填写方框 所在位置物质的化学式：

图2-29  自然界有些物质是由简单的分子组成的

物质的化学式不能凭空想象，而应由实验确定，一种物质只有一个化 学式。

化学式的书写规则：

1. 单质化学式的写法：

首先写出组成单质的元素符号，再在元素符号右下角用数字写出 构成 1 个单质分子的原子个数。稀有气体是由原子直接构成的，通常 就用元素符号来表示它们的化学式。金属单质和固态非金属单质的结 构比较复杂，习惯上也用元素符号来表示它们的化学式。

根据以上规则写出下列物质的化学式：

（1）氦气、氖气、氩气三种稀有气体（均由单原子组成）：____________

_________________________________________________________________。

（2）氧气、氮气、氯气三种气体（每个分子里都含有两个原子）：______

_________________________________________________________________。

（3）臭氧气体（分子内含有三个氧原子）：__________________________

_________________________________________________________________。

（4）金属铝、金属铜、金刚石、固态磷：___________________________

_________________________________________________________________。

2. 化合物化学式的写法：

首先按一定顺序写出组成化合物的所有元素符号，然后在每种元 素符号的右下角用数字写出每个化合物分子中该元素的原子个数。一 定顺序是指：氧元素与另一元素组成的化合物，一般要把氧元素符号 写在右边；氢元素与另一元素组成的化合物，一般要把氢元素符号写 在左边；金属元素、氢元素与非金属元素组成的化合物，一般要把非 金属元素符号写在右边。直接由离子构成的化合物，其化学式常用其 离子最简单整数比表示。

根据规则写出下列物质的化学式：

（1）一氧化碳、一氧化氮、氯化氢（分子都由两个原子构成）_________

_________________________________________________________________。

（2）二氧化硫、二氧化碳、水（分子都由三个原子构成）_____________

_________________________________________________________________。

（3）氯化钠、硫化锌（各组成离子的比例均为 1∶1）_________________

________________________________________________________________。

液态氮的化学式怎样写？

思考与讨论

化学式的读法，一般是从右向左叫做“某化某”，如“CuO”叫氧化铜。

当一个分子中原子个数不止 1 个时，还要指出 1 个分子里元素的原子个数，

如“P

2

O

5

”叫五氧化二磷。

根据以上规则，你能正确读出“SO

3

”、“SO

2

”、“MgO”等化学式的名称 吗？

活动

1．几位同学合作，查阅资料，说说水（化学式 H

2

O）和双氧水（H

2

O

2

）的 区别。

2．这两种物质的组成元素的种类是相同的，但性质却有很大差别，这 是为什么？

子的模型与符号

读图

一个化学式给你传递了什么信息？

二氧化碳 CO2

氧原子

碳原子 氧原子

碳元素 氧元素

CO ₂

图2-30  化学式

1．代表什么物质：____________________________________________。

2．代表什么分子：____________________________________________。

3．是由什么元素组成：________________________________________。

4．1 个分子是由几个什么原子构成：_____________________________。

① ②

④ ③

化学式可以表示物质的 1 个分子，以及组成分子的元素种类和原子数 量，如果要表示某物质的几个分子，可以在化学式前面加上系数，标明该 物质的分子数。例如，2 个氧气分子可用 2O

2

表示。

离子的符号

当原子失去或获得电子成为离子后，怎样用符号来表示呢？

由于阴阳离子带异性电荷，故要用正、负号把离子所带的电荷表示出 来。因此，离子符号是在形成该离子的原子的元素符号右上角标出该离子 所带的电荷数。

图2-31  海水中所含的部分离子 Cl^- Na⁺ Ca²⁺ Mg²⁺

例如，带一个单位正电荷的钠离子，可表示为“Na

⁺

”，带 2 个单位负电 荷的氧离子，可表示为“O

^2-

”。

有些离子的组成不止一种元素，如 OH

^-

和 SO

² 4 -

。像这种由 2 种以上元 素原子组成的离子称为某某根离子，是带电原子团。常见的较为复杂的离 子（带电原子团）有：

表 2-6  带电原子团

离子的名称 离子的符号 离子所带电荷

氢氧根离子 OH

^-

-1

硫酸根离子 SO

₄ ^2-

-2

硝酸根离子 NO

₃ ^-

-1

碳酸根离子 CO

₃ ^2-

-2

碳酸氢根离子 HCO

₃ ^-

-1

铵根离子 NH

₄ ⁺

+1

化合价

科学家发现每一种化合物都有特定的组成，例如，甲烷分子由碳与氢 原子构成，这两种原子的个数比为 1 比 4，其化学式为 CH

4

。

活动

根据化学式画出表 2-7 中化合物的分子模型并分析它们的原子个数比。

表 2-7  记录表

化学式 HCl H

₂

O NH

₃

CH

₄

PCl

₅

SO

₃

分子模型

原子个数比

原子之间相互化合的数目，用“化合价”（valence）来表示。氢（H）的 化合价为 +1，氧（O）为 -2，且在化合物中所有元素化合价的代数和为零。

氢或氧与其他元素组成化合物时，根据化合价的代数和为零的原则即可推 出各元素的化合价。

知道了一种元素的化合价（写在元素符号的正上方），怎样根据分子 组成推出另一种元素的化合价？

HCl CCl

₄

CO

₂

SO

₃

MgO MgS Na

₂

S

思考与讨论

+1 -1 +4 -2 +2 -2 -2

子的模型与符号

表 2-8  常见元素的化合价

金属元素 元素符号 常见的化合价 非金属元素 元素符号 常见的化合价

钾 K +1 氢 H +1

钠 Na +1 氟 F -1

银 Ag +1 氧 O -2

钙 Ca +2 氯 Cl -1、+5、+7

镁 Mg +2 溴 Br -1、+5、+7

钡 Ba +2 碘 I -1、+5、+7

锌 Zn +2 氮 N -3、+5

铝 Al +3 磷 P -3、+5

铜 Cu +1、+2 硫 S -2、+4、+6

铁 Fe +2、+3 碳 C -4、+2、+4

锰 Mn +2、+4、+6、+7 硅 Si -4、+4

活动

1. 填出表 2-9 中各原子团的化合价。

表 2-9  原子团的化合价

原子团 离子符号 电 荷 化 合 价

氢氧根 OH

^-

-1 -1

硝酸根 NO

₃ ^-

-1

碳酸氢根 HCO

₃ ^-

-1

铵 根 NH

₄ ⁺

+1

硫酸根 SO

₄ ^2-

-2

碳酸根 CO

₃ ^2-

-2

亚硫酸根 SO

₃ ^2-

-2

磷酸根 PO

₄ ^3-

-3

2. 原子团的化合价的规律是 _______________________。

由上述活动可见，原子团中各元素化合价的代数和就是该原子团的化 合价。 根据元素化合价，即可正确写出化合物的化学式。

例如，写出氧化钠的化学式的步骤是：先写出元素符号 NaO，并在元 素符号正上方标出化合价 NaO，再根据元素化合价代数和为零的原则写出 分子中各元素的原子个数，即 Na

2

O。

根据以上所述，元素化合价的一般规则可归纳为：

● 常见的化合物中氢总是 ________ 价，氧总是 ________ 价。

● 金属元素常显 ________ 价。

● 非金属元素跟氧化合时常显 ______________ 价，跟氢化合时 常显 __________ 价。

● 单质中元素的化合价为 ________ 价。

● 在化合物里，元素正负化合价的代数和为 ________。

● 有些元素在不同的化合物里常显 __________（填“相同”或

“不同”）的化合价，如 __________；有些元素在不同的化合物里常显 __________（填“相同”或“不同”）的化合价，如 __________。

1. 确定下列化合物中硫元素的化合价：

SO

2

Na

2

SO

3

NaHSO

4

H

2

S

2. 利用元素的化合价的性质，写出硫化锌、氟化银、氯化钡、硫酸、氢氧化铜、

硝酸铵的化学式。

3. 已知高锰酸钾化学式为 KMnO

4

，根据钾和氧的化合价来确定锰的化合价。

练习

元素符号表示的量 第 7 节

“C”代表碳元素和碳原子，也代表着碳元素原子的质量。如碳 -12（含 6 个质子和 6 个中子，也可表示为¹²₆ C）是表示碳的一种同位素原子，其质量 是 1.993×10

^-26

千克。

相对原子质量

原子的质量极小，一个氢原子的质量为 1.674×10

^-27

千克，一个氧原

在文檔中 第 1 章  电与磁 (頁 60-164)