高中化学物质的组成与分类

化学基本概念一

从知识网络看，化学基本概念可分为5个方面：物质组成、物质的分类、化学用语及化学基本定律、分散系、物质的性质与变化。

在复习时，应先明确“知识网络”，并针对知识网络，从“基本知识点”进行展开复习。即：此部分的复习从“知识网络”和“基本知识点”两个层次进行。

另外，复习时注意穿插计算方面的内容。

需要特别说明的问题：

从近年高考试题，尤其是北京考试试题可以看出一个明显特点：即在试题中不再局限于知识分块的考察，往往一个试题(选择题及第Ⅱ卷大题)包括概念、理论、元素化合物、实验、有机、计算等多项内容。07年北京试题中的II卷大题中每题都有不同的综合，可以较好考查学生对化学知识和能力的掌握。

所以，虽然我们复习时分块进行，但练习时一定要注意多块知识的融合，尤其在综合练习中更要体现知识的融合与整体性，使整个高三复习即要在不同时间阶段突出该阶段特点，又要时刻从整体上进行把握，使学生总能从整体上感觉到化学各部分知识的综合运用。

同时，化学的考察均为题中主干知识；此外还要注意新教材引入的内容或与旧教材不同的内容，它们也是考察的重点。

一、物质的组成

知识网络

1．原子

概念

原子是化学变化中不能再分的最小粒子。

概念剖析

原子与分子、离子一样是构成物质的一种粒子，最典型的由原子直接构成的物质有：稀有气体、金刚石、晶体硅等。

思维点拨

在化学变化中原子“不可再分”的意义是指化学变化中不会产生新的原子。在化学反应中原子核是不发生变化的，那么质子和中子数也不发生变化，但在化学反应中，核外电子数可以发生变化。若原子核发生了变化，则不属于化学反应，而属于核反应。

思维拓展

相同或不同元素原子按一定的比例组成通过化学键（稀有气体分子内没有化学键）结合成分子。原子的主要特点：

（1）原子体积很小，原子半径最小的是氢原子，原子半径最大的是钫原子。

（2）原子质量很小，最轻的原子是氢元素的一种同位素——氕。

（3）原子在不断地运动。在化学变化中，原子可以失去电子变为阳离子，也可以得到电子变为阴离子。

2．分子

概念

分子是保持物质化学性质的一种粒子。

概念剖析

分子是构成物质的“一种粒子”，是以保持物质的化学性质为前提的，定义不包含物理性质。

注：物理性质是宏观性质，只有构成物质的多个粒子共同才能体现出来；而化学性质则由构成物质的一个“粒子体”（即构成该物质的基本单元）体现。

思维点拨

同种物质的分子，其化学性质相同，不同种物质的分子，其性质一般都不同。

思维拓展

分子有一定的大小和质量，分子间有一定的间隔，分子在不停地运动，分子间有一定的作用力。分子是组成物质的一种基本粒子。许多物质是由原子构成分子，再由分子构成物质。由分子构成的物质有：氢气、氧气、氮气、液溴、硫、磷以及稀有气体等多数非金属单质，二氧化碳、二氧化硫等酸性氧化物，硫酸、硝酸等含氧酸，氯化氢、硫化氢、氨气等气态氢化物，水，有机化合物等。其中除稀有气体是由单原子构成的分子外，其他分子都是由两个或两个以上的原子构成。由分子构成的固态物质为分子晶体。分子晶体质地松脆、熔点沸点较低，多数可溶于有机溶剂。

3．离子

概念

离子是带有电荷的原子或原子团。

概念剖析

带正电荷的离子叫做阳离子，例如Na+、Mg2+、NH4+；带负电荷的离子叫阴离子，例如Cl-、OH-、SO42-。

思维点拨

由单一原子形成的离子称为“简单离子”，简单离子所带电荷数，就是该元素的化合价，要注意离子的电荷数与化合价表示方法的区别。

思维拓展

离子也是构成物质的一种粒子。由离子构成的物质有：氧化钠、氧化镁等活泼金属氧化物和氢氧化钠、氢氧化钡等强碱，以及氯化钠、硫酸铜等绝大多数盐类。

由离子构成的固态物质为离子晶体。离子晶体质硬而脆，熔点、沸点较高，熔融（或溶解）时能导电，多数能溶于水。

原子、离子、分子的比较

粒子概念特性构成物质晶体类型构成物质的类别及代表物

原子化学变化中最

小的粒子

有大小、质量，不

停运动，有间隔、

原子间存在相互作

用等

原子晶体、金属晶体

（或由金属阳离子和

自由电子构成）

少数非金属单质：

金属：Na、Mg、Al—金属晶体

分子保持物质化学

性质的一种粒

子

有大小、质量，不

停运动，有间隔、

分子间存在相互作

用等

分子晶体非金属单质：

非金属单质：H2、O2、Cl2、P4等

稀有气体：He、Ne、Ar、Kr等

化合物：

气态氢化物：HCl、H2S、NH3等

酸酐：SO2、SO3、CO2等

含氧酸：H2SO4、H2CO3、HClO4等

有机化合物：

CH4、C6H6、C2H5OH等

离子原子失去（或

获得）电子所

形成带电荷的

粒子（或带电

荷的原子团）

有大小、质量，不

停运动，有间隔、

离子间存在相互作

用等，且带电荷，

分为阴、阳离子

离子晶体大多数盐类：

NaCl、Na2CO3、CuSO4等

强碱：

NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等

活泼金属氧化物：

Na2O、CaO、Fe2O3等

4．元素

概念

元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。

概念剖析

例如：（氕）、（氘）、（氚）、（氢离子）都是氢元素，和都是氯元素。

思维点拨

元素是宏观概念，只论种类，而不论个数。只要是质子数相同，不管它是原子还是失去或得到电子后的离子都属于同种元素。

思维拓展

某物质的元素组成只能论其组成元素的种类，而不论其个数。例如：碳酸氢钠(NaHCO3)是由碳、氢、钠、氧四种元素组成的，而不能说它是由一个碳元素、一个氢元素、三个氧元素、一个钠元素组成的。

元素的游离态、化合态：元素若以单质形式存在，则是游离态元素，如金属钠（Na）、氮气（N2）、白磷（P4）。元素若与其他元素结合生成化合物，则是化合态元素，如硝酸铁[(Fe(NO3)3]中的铁元素、氮元素、氧元素等都是化合态元素。地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅、铝。

元素、原子的比较

项目元素原子

区别①元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称

②一种宏观名称，只有“种类”之分，没有“数量”、

“大小”、“质量”的含义

③元素是组成物质的基本成分

①原子是化学反应中的最小粒子

②一种微观粒子，既有“种类”之分，又有“数

量”、“大小”、“质量”的含义

③原子是构成物质的一种粒子

联系具有相同核电荷数的一类原子总称为一种元素，原子是体现元素性质的最小单位

应用举例我们可以说“水是由氢元素和氧元素组成的”，或者说“水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的”，不能说“水分子是由两个氢元素和一个氧元素构成”

5．核素

概念

具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。

概念剖析

（氕）、（氘）、（氚）为三种核素。

思维点拨

核素是一种原子，同位素是一种元素的不同种原子的互称。如（氕）、（氘）、（氚）为三种核素，它们是互称为氢元素的三种同位素。

6．同位素

概念

具有相同质子数（即核电荷数）和不同中子数的同一元素的不同原子互称为同位素。

概念剖析

例如（氕）、（氘）、（氚）是氢元素的三种核素，它们互称同位素，

和是氯元素的两种核素，它们互称同位素。目前，公布并列入元素周期表的元素有109种，而已发现的原子却有1000多种。大多数元素都有数目不等的同位素。同位素可用符号“”表示，X表示某元素的符号，Z表示质子数，A表示质量数，中子数是A—Z。

思维点拨

①同位素指同一种元素的不同种原子，而H+、H、H-不属于同位素，只是氢元素存在的不同形式。

②求某种元素里某种同位素的质量分数时，必须通过原子个数的百分含量进行换算。

思维拓展

同位素的质量数不相等，是因为同位素的中子数不相等所产生的差异。同位素的质子数相同，核外电子数必然相同。原子核外电子排布也相同，所以同一元素中各种同位素的化学性质几乎完全相同。天然存在的某种元素里，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。

应用：

①依据某种元素天然存在的各种同位素所占的原子个数百分比一般不变的规律进行元素相对原子质量的计算。

②利用同位素原子示踪法研究某些反应的反应机理。

元素、同位素的比较

元素同位素

概念具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子总称

为元素

具有相同的质子数和不同中子数的同一种元素

的不同原子间互称为同位素

研究范围核电荷数（质子数）相同的同一类原子同一种元素中，中子数不相同的原子

特 性 具有相同质子数粒子，其带的电荷数可以不同，

具有的化合价可以不同，所以粒子具有的性质也

可以不同

原子的质子数相同而中子数不同，所以质量数

不同，但化学性质几乎完全相同

实 例

如Fe 、Fe 2+

、Fe 3+

为铁元素，

、、、

、、、

为氮元素，其粒子化学性质不同 如

、、——氢元素的三种同位素，

化学性质几乎相同

二、物质的分类

知识网络

基本知识点

1．纯净物与混合物

(1)．纯净物

概念

宏观上看，纯净物是由一种单质或一种化合组成的物质；微观上讲，纯净物只由一种分子构成。

概念剖析

纯净物有四大特点：①是一种只含一种物质或一种分子的有固定组成的物质。②组成这

种物质的各元素有一定的比例关系。③具有一定的性质（如有固定的熔点、沸点）。④不能用物理方法将组成纯净物的各成分元素分开，只有通过化学方法才能达到使成分元素分离的目的。

思维点拨

研究任何物质都必须取纯净物，但绝对的纯净物是没有的，凡含杂质的量不至于在生产和科研中产生影响的就可看做是纯净物。

思维拓展

没有纯净的NO2存在，因存在平衡：2NO2N2O4。对物质的纯度要求并不是一律要求越纯越好，如：实验室用锌粒跟稀硫酸制氢气，锌粒含杂质产生电化腐蚀会使反应加快。

(2)．混合物

概念

宏观上看，由两种或多种物质混合而成；微观上讲，由多种分子共同构成。

概念剖析

混合物中物质相互之间没有发生化学反应。混合物有以下几个特点：

①混合物中每一种物质的含量是不确定的。

②混合物中每一种物质仍然保持着自身原有的性质。

③混合物既无固定的组成，也无一定的性质。

④可用物理方法将混合物中的各种物质分离开来。

思维点拨

各种分散系、高分子化合物、天然矿物等均属于混合物，混合物没有固定的熔、沸点。而结晶水合物属于纯净物。

混合物的范围：

①高分子化合物（如蛋白质、纤维素、聚合物、淀粉等）。

②分散系（如溶液、胶体、浊液等）。

③同分异构体之间的混合体（如二甲苯总是混合物）。

④同素异形体之间的混合体（如白磷和红磷；O2和O3）。

常见特殊名称的混合物：氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水；盐酸、浓硫酸、福尔马林、水玻璃；爆鸣气、水煤气、天然气、焦炉气、高炉煤气、石油气、裂解气、空气；钢、生铁、过磷酸钙（普钙）、漂白粉、黑火药、铝热剂、水泥、铁触媒、玻璃、煤、煤焦油；石油、石油的各种馏分、天然矿物等。

思维拓展

混合物可利用所含成分的物理性质的不同加以分离。

2．单质与同素异形体

(1)．单质

概念

单质是指由同种元素组成的纯净物。

概念剖析

单质分为金属单质、非金属单质及稀有气体。一般来说，金属单质用元素符号表示它们的化学式，如钠（Na）、铜（Cu）、汞（Hg）等。稀有气体是单原子分子，也用元素符号表示，如氦（He）、氖（Ne）等；气态非金属单质，如氧单质、溴单质、白磷等用能反映单质分子组成的分子式表示，即氧（O2）、臭氧（O3）、溴（Br2）、白磷（P4）等，有些固体非金属单质的组成、结构都比较复杂，也只用它们的元素号表示，如硼（B）、金刚石（C）、石墨（C）、硅（Si）等。

思维点拨

单质不一定为双原子分子。如稀有气体为单原子分子。某物质只含有一种元素，这种物质不一定是纯净物，有可能是由这种元素形成的不同种单质组成的混合物。

思维拓展

在单质中，元素以游离态存在。

(2)．同素异形体

概念

同素异形体是指由同种元素组成的、具有不同性质的单质。

概念剖析同素异形体是指由同种元素组成的、具有不同性质的单质。同素异形体间在组成上的不同表现在：

●组成分子的原子个数不同。如O2与O3（臭氧）。

●晶体中原子的排列方式不同。如金刚石与石墨、红磷与白磷。

●晶体中分子的排列方式不同。如单斜硫与斜方硫。

思维点拨

同素异形体是指单质。

思维拓展

同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上，化学性质存在着活泼性的差异，性质差异的原因是结构不同，同素异形体之间的转化属于化学变化，但不属于氧化还原反应。

3．化合物及其分类

(1)．化合物

概念

化合物是指由不同种元素所组成的纯净物。

概念剖析

化合物的分类：

①根据化合物中各粒子间的化学键分类，化合物可分为离子化合物、共价化合物（＊和配位化合物）。

②根据化合物中是否含有碳元素而分为无机化合物、有机化合物（CO、CO2、碳酸盐等化合物，性质和无机化合物相似，仍把它们看做是无机物）。

根据化合物自身的组成及化学性质又可把无机化合物分为酸、碱、盐、氧化物等。

对于由两种元素形成的化合物，根据化合物中显负价态的非金属种类分类，如HF、NaF、CaF2等称为氟化物。SO2、CO2、P2O5、CuO、Al2O3等称为氧化物。H2S、Na2S、FeS等称为硫化物。还有氮化物、碳化物等。

思维点拨

化合物与混合物的区别在于化合物是由不同种元素组成、有固定组成的纯净物。而混合物没有固定组成。

思维拓展

化合物中的每一种元素都是化合态元素。化合物只能通过化学方法才能分解成更简单的物质。

(2)．离子化合物与共价化合物

A．离子化合物

概念

阴、阳离子间通过离子键形成的化合物。

概念剖析

离子化合物包括活泼金属氧化物、过氧化物、超氧化物等，如Na2O、Na2O2、KO2等；大多数的盐，如NaCl、ZnSO4、AgNO3、(NH4)2SO4等；活泼金属的氢氧化物，如NaOH、Ca(OH)2等。

离子化合物通常是以晶体形式存在，有的离子晶体在结晶过程中连同一定量的水一道形成结晶水合物。如晶体碳酸钠（Na2CO3·10H2O）、胆矾（CuSO4·5H2O）等。

思维点拨

离子化合物由金属离子（或NH4+）和非金属离子或原子团形成。

思维拓展

离子化合物中一定存在离子键的作用，有的离子化合物中还存在着共价键或配位键的作用，如含氧酸根离子、氢氧根离子、铵离子以及络离子中都存在着共价键或配位键。

B．共价化合物

概念

不同元素的原子间通过共价键形成的化合物叫做共价化合物。

概念剖析

共价化合物形成的晶体多数为分子晶体，如冰、干冰、纯磷酸、无水乙酸、萘等，也有少数共价化合物的晶体是原子晶体，如二氧化硅、碳化硅等。

思维点拨

非金属元素组成的化合物（除铵盐外）一般属于共价化合物。有些含金属元素的化合物也属于共价化合物，如AlCl3等。

思维拓展

共价化合物的分子内有共价键的作用，有的共价化合物中还有配位键的作用。

离子化合物共价化合物化学键一定有离子键，可能有共价键一定有共价键，没有离子键

如：NaCl、NaOH 如：HCl、CO2

实例及其电子式

(3)．酸、碱、盐及氧化物

A．氧化物

概念

氧元素跟其他另一种元素形成的二元化合物叫做氧化物。

概念剖析

根据氧化物的性质，一般可分为酸性氧化物，如N2O5、SO2等；碱性氧化物，如CaO、Na2O 等；两性氧化物，如Al2O3、ZnO等；不成盐氧化物，如NO、CO等；盐型氧化物，如过氧化物（Na2O2），超氧化物（KO2）及其他特殊氧化物（NO2、Fe3O4）等。根据氧化物的组成元素，又可分为金属氧化物、非金属氧化物等。

思维点拨

金属氧化物不一定都是碱性氧化物（如过渡元素中某些金属的高价氧化物是酸性氧化物，如Mn2O7，对应的酸为高锰酸），但碱性氧化物一定是金属氧化物；非金属氧化物不一定都是酸性氧化物（如不成盐氧化物（如CO、NO）不是酸性氧化物），酸性氧化物也不一定是非金属氧化物（如Mn2O7）。OF2不是氧化物，通常被认为是氟化物。

思维拓展

①酸性氧化物：跟碱反应只生成一种盐和水的氧化物，其对应的水化物是含氧酸，因此

酸性氧化物又叫做酸酐。非金属氧化物大多数是酸性氧化物，如CO2、SO2、SiO2、SO3、P2O5和N2O5等，但也有一些非金属氧化物，如CO、NO、NO2等不属于酸性氧化物。如NO2与NaOH

溶液反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，生成了两种盐。某些过渡元素的高价氧化物，如CrO3、Mn2O7等金属氧化物也是酸性氧化物。

酸酐是含氧化失水后得到的化合物，一般是酸性氧化物，但也有不是氧化物的情况，如乙酸酐。

酸性氧化物与水反应或碱反应时，化合价不变。这也是判断是否为酸性氧化物常用的方法

②碱性氧化物：跟酸反应生成盐和水的氧化物，其对应的水化物是碱。金属氧化物大多是碱性氧化物，某些氧化物，如CuO、Fe2O3不能直接跟水化合，但也是碱性氧化物。而某些金属氧化物，如Na2O2、KO2等与水反应除生成碱外，还生成了氧气，故不是碱性氧化物。过氧化物，如Na2O2、BaO2、H2O2和超氧化物（如KO2）都具有强氧化性。

碱性氧化物与水反应或与非氧化性酸反应时，化合价不变。这也是判断是否为碱性氧化物常用的方法。

B．酸

概念

能在水溶液中进行电离并生成的阳离子全部是水合氢离子（H3O+）的化合物叫做酸。

概念剖析

①根据酸分子中含有的可以电离的氢原子个数分为一元酸（如盐酸、醋酸）和多元酸（如H2SO4为二元酸，H3PO4为三元酸）。根据酸在水溶液中电离程度，可以分为强酸和弱酸。能完全电离的为强酸，如盐酸、硝酸、硫酸等；只能部分电离的为弱酸，如醋酸、氢硫酸等。根据酸中是否有氧，可以分为含氧酸[如磷酸（H3PO4）、高氯酸（HClO4）等]和无氧酸（如盐酸、氢溴酸等）。根据酸的氧化性强弱可分为氧化性酸（硝酸、浓硫酸、次氯酸等）和非氧化性酸（磷酸、盐酸等）。

②H3O+可以看做H+和H2O结合而成的，书写有关酸在水溶液中的电离方程式时，为了简便起见，通常仍以H+代替H3O+。

思维点拨

凡属于酸的溶液都具有氧化性，即由H+提供的氧化性。但并不是有氧化性的酸都是为氧化性酸，氧化性酸指成酸元素（含氧酸中除H、O元素外的另一种元素）具有强氧化性，如硝酸中N元素有强氧化性，硝酸为氧化性酸；类似浓硫酸为氧化性酸。含氧酸不一定是氧化性酸，如H3PO4为非氧化性酸。

＊思维拓展

广泛的酸碱质子理论提出：凡能给出质子（即H+）的物质叫做酸。属于酸的物质既可以是分子，如H2SO4，也可以是离子，如NH4+和H2PO4-，也可以不局限在以水为溶剂的体系，例如HCl和NH3能在苯中反应，HCl能把质子传递给NH3，生成NH4Cl。

C．碱

概念

能在水溶液中进行电离，所生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫做碱。

概念剖析

根据碱的电离程度，碱可以分为强碱和弱碱。活泼金属的氢氧化物，溶于水的部分能全部电离，如KOH、Ca(OH)2等属于强碱，CsOH的碱性最强；只能部分电离的为弱碱，如NH3·H2O。

思维点拨

氢氧化钙在水中的溶解度不大，但溶于水的部分会完全电离。

通常有如下平衡：Ca(OH)2(s)Ca2++2OH-，表示的是溶解平衡，而不是电离平衡。

＊思维拓展

广泛的酸碱质子理论提出：凡能接受质子的物质叫做碱，属于碱的物质既可以是分子（如NH3），也可是离子（CO32-）。一个酸分子给出质子后所形成的碱，为该酸分子的共轭碱；一个碱分子接受质子后所生成的酸，为该碱分子的共轭酸。例如，NH4+=H++NH3，NH4+是NH3的共轭酸，NH3是NH4+的共轭碱。对于酸式酸根离子，如HCO3-、H2PO4-、HPO42-等按照酸碱质子理论，既是酸又是碱。

D．盐

概念

“能电离出金属阳离子（包括NH4+）和酸根离子的化合物”或说成“由金属离子（包括NH4+）和酸根离子组成的化合物”叫做盐。

概念剖析

根据组成的不同，盐可以分成正盐、酸式盐、碱式盐、复盐和络盐等。

①正盐：既不含可以电离的氢原子，又不含氢氧根的盐叫做正盐。或者说，正盐是酸和碱完全中和的产物。但正盐的水溶液不一定呈中性。例如Na2SO4的水溶液呈中性，而Na2CO3的水溶液因CO32-的水解而呈碱性，(NH4)2SO4的水溶液因NH4+的水解而呈酸性。

②酸式盐：由金属离子（包括NH4+，后同）和含有可以电离的氢原子的酸根所组成的盐叫做酸式盐。酸式盐可看做是多元酸与碱部分中和的产物，如NaHCO3、NaH2PO4等。多元酸的酸式盐，除常见的NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4的水溶液因电离而使溶液呈酸性外，其余的酸式盐由于弱酸根离子的水解而使溶液呈碱性。

③碱式盐：除金属离子和酸根以外，还含有一个或几个氢氧根的盐叫做碱式盐，

例如Cu2(OH)2CO3、Mg(OH)Cl等。碱式盐可看做是多元碱中的氢氧根部分被中和的产物。

④复盐：在水溶液中能电离出除H+外的两种或两种以上的阳离子的盐叫做复盐，它可以看做是两种或两种以上的简单盐所组成的同晶型化合物。例如明矾：K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O 可简写为KAl(SO4)2·12H2O

复盐溶于水电离出的离子跟组成它的简单盐所电离出的离子相同。例如，KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-

⑤络盐：含有络离子的盐，例如[Ag(NH3)2]Cl和K3[Fe(CN)6]等即为络盐。前者含有[Ag(NH3)2]+络离子，后者含有[Fe(CN)6]3-络离子。络离子在水溶液中很稳定，很难电离出简单盐所具有的离子。

思维点拨

区别复盐和络盐的依据：看是否能电离出除H+外的两种简单阳离子。如冰晶石（Na3AlF6），只能电离出一种简单阳离子Na+，故为络盐。

思维拓展

在常温下，盐在水中的溶解度各不相同，如铵盐和硝酸盐易溶于水，而硫酸钡、氯化银、磷酸银等难溶于水。铵盐、碳酸盐、硝酸盐、重铬酸盐、高锰酸盐、次氯酸盐和氯酸盐等含氧酸盐的稳定性较差，酸式盐的稳定性更差，在受热条件下容易分解。大多数盐是强电解质，在水溶液中或在熔融状态下能够导电。但汞盐如HgCl2在水溶液中主要以分子状态存在。

单质、碱、酸、盐、氧化物间的关系