组成物质的化学元素

组成物质的化学元素

1.元素概念的理解

具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子总称为元素。

元素概念中的“一类原子”包括三种情况：

（1）质子数相同，中子数不同的原子，如相对原子质量为Cl-35、Cl-37的两种原子。

（2）质子数相同，化合价价态不同的原子。

（3）质子数相同，电子数不同的粒子。

2. 元素与原子的比较

（1）概念：元素是具有相同核电荷（及核内质子数）的一类原子的总称。一种元素可能包含几种原子。原子是化学变化中的最小粒子；同种原子，质子数相同；不同种原子，质子数不同。

（2）区别：元素是宏观概念，只讲种类不讲个数。原子是微观概念，既有种类，也有个数，如水（H2O）由氢元素和氧元素组成，也表示每个水分子由2个氢原子和一个氧原子构成。

（3）使用范围：元素描述物质的宏观组成，如水是由氢元素和氧元素组成。原子用来描述由原子直接构成的物质和和分子的构成。如铁是由铁原子构成的。

（4）联系：只要核电荷数（质子数）相同的一类原子就是同一种元素。原子是元素的最小的单位，元素则是原子的一个归类“集体”。即元素和原子是总体和个体的关系。

2. 元素的分类

（1）金属元素：元素周期表中红色区元素，汉字用“金”字旁表示。（汞除外，汞是金属，常温下呈液态，由汞原子构成）

（2）非金属元素：元素周期表中黄色区元素（除稀有气体外），汉字用“气”字头、“氵”字、“石”字旁来表示，如：氧元素、溴元素、硫元素等。

①“气”字头元素组成的单质在常温下都是气体，如：氢气、氧气、氮气、氯气、氟气，这几气体都是由双原子构成，如：H2、O2、N2、C12、F2，还有稀有气体，如：氦气、氖气、氩气、氙气，这种气体都是由单原子构成，如：He、Ne、Ar、Xe。

②溴单质常温下是液态，双原子分子构成（Br2），碘常温下是固态，由双原子分子构成（I2）。

③“石”字旁元素组成的单质，常温下是固态，有的是由分子构成的，如硫、磷；有的是由原子构成的，如碳、硅。由于它们的单质结构都很复杂，所以表示单质时用元素符号代替，如：S、P、C、Si等。

（3）稀有气体元素：元素周期表中最后一族，汉字都用“气”字头，常温下单质都是气体，都是由原子构成的，如：氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)。

3. 元素在自然界中的存在形式和分布

（1）元素存在的形式有两种，即存在于单质和化合物中。如氧气和水中都含有氧元素，其中氧气中的氧元素以单质形式存在，水中的元素以化合物的形式存在。

单质和化合物都是纯净物，只由一种元素成的纯净物是单质，由两种或两种以上元素

组成的纯净物是化合物。如H2中只含氢元素是单质，H2O中含H、O两种元素是化合物。因此，区别单质和化合物是在“纯净物”的前提下，以所含元素是一种或一种以上作为标准去辨识。如“只含一种元素的物质一定是单质吗”？回答是“不一定”，因为这里所指的物质包括混合物和纯净物。

（2）元素的种类和分布

发现的元素有100多种，其中有十几种人造元素。

①元素在地壳里的分布量：地壳里含量最多的元素是氧元素，其次为硅元素；含量最多的金属元素是铝，其次为铁。地壳中元素及含量是中考重点之一，因此我们要加强识记，可用谐音记忆法：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢。可记为：养闺女，贴该拿，嫁美青。

②元素在生物细胞中的分布量：碳元素组成的物质最多，有3000多万种，大多数是有机物。

③空气中含量最多的元素是N。

④自然界中含量最多的氧元素，主要存在氧气、水和其他含氧化合物中，氧元素对自然界起到重要作用，但含量少的元素的作用并非重要。如C、H、N三种元素是动植物中不可缺少的元素，但它们的含量很小：C为0.087%；为0.76%；N为0.03%。

4. 概念辨析和运用

（1）“宏观”与“微观”的区别和联系

①元素是宏观概念，只有种类之分，没有数量之别。在讨论物质的组成时，一般用“某某物由什么元素组成”来描述，其中只涉及类别而没有数量多少的含义；而分子、原子、离子等是微观概念，既有种类之分又有数量之别，当讨论物质微观结构时，一般用“某某物质由什么分子或（原子、离子）构成”；“某某分子是由多少个原子构成的”。一般是“元素与组成”匹配，“分子或原子与构成”匹配。

②注意物质的描写过程中“宏观与宏观”“微观与微观”对应。如：

水由氢元素和氧元素组成。

每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。

（2）物质、元素、分子、原子等概念的区别联系

物质的组成可从宏观和微观两个方面进行描述，从宏观上讲，物质由元素组成，元素只讲种类不讲个数；从微观讲，物质是由分子或原子或离子构成的。分子是由原子构成的。

关于物质、元素、分子、原子的区别和联系可进简单的归纳如图所示（略）

（3）单质与化合物概念的区别和联系

①宏观组成：单质由同种元素组成。化合物由不同元素组成。

②微观构成：单质是由同种原子或由同种原子构成的同种分子。化合物是由不同种原子构成的同一种分子。

③化学性质：单质不能发生分解反应；化合物一定条件下发生分解反应。

④联系：它们均属于纯净物；单质发生化学反应可以生成化合物，化合物发生分解反应可以生成单质。

5.元素符号

国际上统一用来表示元素的一种特定的化学符号。

（1）表示方法：国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示元素。如果几种元素的拉丁文名称第一个字母相同时，就附加一个小写字母来区别。如氮元素的拉丁文名称为Nitrogenium，元素符号就写N；氖元素的拉丁文名称为Neonum，元素符号就写成Ne；钠元素拉丁文名称为Nartium，元素符号就写Na。

（2）元素符号的写法

①由一个字母表示的元素符号要大写。②由两个字母表示的元素符号，第一个字母大写，第二个字母小写，即简称“一大二小”。③书写时要规范地写，不能迁移英语中的连写方法。

（3）元素符号的意义

①a.表示一种元素；b.表示这种元素的一个原子。②对单质是由原子构成的，还表示一种单质。

③元素符号前面加2以上的数字，只能表示几个原子，如：2N只能表示两个氮原子。注意：①元素符号表示的宏观意义为元素和物质；表示的微观意义为一个原子。

②当元素符号前加一个数字，就只能表示原子的个数，只有微观意义。如2H表示两个氢原子。

③化学上规定：B（硼）、C（碳）、Si(硅)、P（磷）、S（硫）、As（砷）、Se（硒）、Te （碲）、稀有气体和所有金属的元素符号可表示三种意义：一种元素，一个原子，一种物质（在不同的场合有不同含义，不要混淆）。

6. 元素周期表

（1）根据元素的原子结构和性质，将已知的100多种元素按原子序数（数值上等于核电荷数）科学有序地排列起来所得的表，叫元素周期表。

规律：原子序数＝核电荷数＝核内质子数＝核外电子数

（2）元素周期表上对金属元素、非金属元素用不同颜色做了分区，并标出了元素的相对子质量。

（3）编排结构：①横行（周期）：元素周期一横行代表一个周期，共有7个横行，即7个周期。每个周期开头是金属元素（第一周期除外），靠近尾部是非金属元素，结尾是稀有气体元素，这正是“周期性”的具体表现。

纵行（族）：元素周期表共有18个纵行，每1个纵行叫做一个族，第8、9、10三个纵行共组成一个族，所以有16个族。

每一格：在元素周期表中，每一种元素均据一格，每一格均包括元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等内容。

（4）元素周期表的意义

为寻找新元素提供了理论依据。由于元素周期表中位置越靠近的元素性质越相似，启发人们在元素周期表的一定区域内寻找新物质（如半导体材料、农药、催化剂等）。