组成物质的基本粒子
第1篇 第3章 第6课时 构成物质的基本粒子
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5．元素符号右上角的数字的含义：表示一个离 子所带的__电__荷__数__。例如：Fe3．＋：3 表示一个铁离子 带 3 个单位的正电荷。
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6．离子中质子数与电子数的关系： 阳离子：质子数>电子数 阴离子：质子数<电 子数
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重难点 1：微粒的性质(徐州地区 10 年 10 考)
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3．元素周期表与原子结构的关系 (1)同一周期的元素，原子的__电__子__层__数______相 同，电子层数＝周期数。 (2)同一族的元素，原子的__最__外__层__电__子__数__相同， 最外层电子数＝主族数。
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4．元素最外层电子数与元素性质的关系 金属元素：最外层电子数＜4，易__失__去____电子； 非金属元素：最外层电子数≥4，易__得__到____电 子； 稀有气体元素：最外层电子数为 8(He 为 2)，不 易得失电子；
命题方向：以选择题的形式进行判断 3．下列关于微粒的说法正确的是( D ) A．物质都是由分子构成的 B．热胀冷缩是由于微粒大小发生了变化 C．原子和离子不能相互转化 D．构成物质的微粒是在不停地运动的
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4．(2018·泰州)下列物质由离子构成的是( D )
A．二氧化碳
B．水
C．金刚石
3．由__离__子____构成的物质：氯化钠等物质。 4．物质构成的描述：物质由××分子(或原子) 构成。例如：铁由_铁__原__子___构成；氧气由_氧__分__子___ 构成。
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知识点 2：分子
1．基本性质： (1)__质__量____、体积都很小。 (2)在不停地运动且与温度有关。温度越高，运 动速率__越__快____。例如：水的挥发、品红的扩散。
12种基本粒子
12种基本粒子基本粒子是构成物质的最基本单位，它们无法再细分或分解成更小的物质。
在标准模型理论中，共存在着12种基本粒子，分为费米子和玻色子两类。
费米子是一类具有自旋量子数为1/2的粒子，违反了Pauli不相容原理，因此它们遵守费米-狄拉克统计。
费米子在自然界广泛存在，并构成了物质的基本组成部分。
常见的费米子有六种，分别是夸克、轻子和凝聚态粒子。
夸克是一种一族共有六个成员的基本粒子，每个夸克都具有不同的电荷、色荷和自旋量子数。
夸克在强相互作用中承担着非常重要的角色，构成了质子和中子等重子。
夸克被物理学家称为"物质的靴带"。
轻子是费米子中另一类重要的粒子，包括电子、μ子和τ子，它们具有不同的电荷，质量也不同。
轻子是电磁相互作用的基本粒子，在自然界中广泛存在。
凝聚态粒子是费米子的另一类，它们是物质在凝聚态中的激发态，如声子、声子、孤立子等。
这些凝聚态粒子在固体、液体和气体中起着重要的作用，影响着物质的性质和行为。
玻色子是一种具有整数自旋量子数的基本粒子，它们遵循玻色-爱因斯坦统计。
玻色子在自然界中也广泛存在，它们介导着力量的传递。
常见的玻色子包括光子、强相互作用的介质粒子（胶子和规范玻色子）以及引力的介质粒子（引力子）。
光子是电磁相互作用的媒介，是光的基本构成单位。
玻色子的存在使得粒子可以聚集在一起形成凝聚态，而费米子则不具备这种能力。
在标准模型理论中，这12种基本粒子可以分为三代，每代包括四种粒子，夸克和轻子各占两个。
每个代的粒子质量和电荷有很大的差异，从第一代到第三代，相应的质量逐渐增加。
这种三代结构可能与自然界的对称性有关。
基本粒子的发现和理解对于探索自然界的基本规律和发展科学技术具有重要意义。
随着科学技术的不断进步，人们对基本粒子的了解也在不断深入，而这种了解将继续推动科学的发展和进步。
分子与原子的结构与组成
分子与原子的结构与组成在我们生活的这个物质世界里，分子和原子是构成物质的基本粒子。
它们虽然微小，却蕴含着无尽的奥秘，对我们理解物质的性质和变化起着至关重要的作用。
让我们先来认识一下原子。
原子就像是一个小小的“宇宙”，有着自己独特的结构。
它的中心有一个原子核，原子核由质子和中子组成。
质子带有正电荷，而中子不带电。
围绕着原子核运转的是电子，电子带有负电荷。
质子的数量决定了原子的种类，我们称之为原子序数。
比如，氢原子只有一个质子，而氧原子则有 8 个质子。
电子在原子核外的分布不是随意的，而是按照一定的能级和轨道排列。
就好像是在不同的楼层上，电子有着自己特定的位置。
原子的大小非常小，小到难以想象。
如果把一个原子放大到足球场那么大，原子核可能只有一粒豆子那么大，而电子则像是在这个巨大足球场中飞舞的小蚊虫。
接下来再看看分子。
分子是由两个或两个以上的原子通过一定的化学键结合而成的。
这些化学键就像是原子之间的“手拉手”，把它们紧紧地连接在一起。
分子的种类繁多，性质也各不相同。
比如，氧气分子（O₂）由两个氧原子组成，水分子（H₂O）则由两个氢原子和一个氧原子组成。
分子的性质取决于组成它的原子的种类、数量以及原子之间的排列方式和化学键的类型。
分子的大小通常比原子大，但也同样非常微小。
比如，一个水分子的直径大约是 04 纳米。
那么，原子和分子之间有什么关系呢？简单来说，原子是构成分子的基本单位，而分子则是保持物质化学性质的最小粒子。
以水为例，单个的氢原子和氧原子并不能表现出水的性质，只有当它们结合成水分子时，才有了水的各种特性，比如无色、无味、能溶解许多物质等等。
在化学反应中，分子会发生变化，原子则重新组合。
就像是搭积木一样，原来的积木块（原子）被拆开，重新组合成新的结构（分子）。
再比如说，氢气（H₂）和氧气（O₂）在一定条件下可以发生反应生成水（H₂O）。
在这个过程中，氢分子和氧分子破裂，氢原子和氧原子重新组合，形成了水分子。
构成物质的粒子有三种
构成物质的粒子有三种
构成物质的基本粒子有分子、原子和离子三种。
金属、大多数固态非金属单质、稀有气体等由原子构成；有些物质是由分子构成的，气态的非金属单质和由非金属元素组成的化合物，如氢气、水等；有些物质是由离子构成的，一般是含有金属元素和非金属元素的化合物，如氯化钠，进行分析判断即可。
例如铁是由铁原子构成的，水是由水分子构成的，食盐是由钠离子和氯离子构成的。
氧气、氢气、二氧化碳、硫酸、氯化氢、水、甲烷、酒精等等都是由分子构成的；金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅、碳化硅、金属晶体等等都是由原子构成的；食盐、氢氧化钠、纯碱、等等都是由离子构成的。
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第五章 5.“基本”粒子
C.夸克模型是探究轻子结构的理论
D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
答案 D
解析 由于质子、中子是由不同夸克组成的,它们不是最基本的粒子,不同
夸克构成强子,有的强子带电,有的强子不带电,故A、B错误;夸克模型是研
2
究强子结构的理论,不同夸克带电不同,分别为+ e 和- ,说明电子电荷不再
答案 B
解析 反氢原子由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成,故B
正确。
5.若π+介子、π-介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克
u或反夸克d )组成的,它们所带电荷量如表所示,表中e为元电荷。
粒子
带电荷量
π+
+e
π-
u
d
-e
2e
+
3
e
3
(1)按最简单的组成,π+介子由哪两种粒子组成?
1
2
1
2×3e+(-3)e=e,中子 0 n
2
1
e+2×(- e)=0,结合不同夸克的带电荷量可知,B
3
3
所带的电荷量为
正确。
针对训练
在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别,
因此在实验中很难探测。1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探
1
测器组成的实验系统,利用中微子与水中 H 的核反应,间接地证实了中微
第五章
5.“基本”粒子
课标要求
1.知道电子、中子、质子并不是组成物质的最基本的粒子。(物理观念)
2.知道粒子的分类及其作用,了解夸克模型。(物理观念)
物质的组成及性质
物质的组成及性质随着人类科技的发展和认知的提升，对于物质的组成及性质的研究也越来越深入。
本文将从化学角度探讨物质的组成和性质，并以有机物和无机物为例进行阐述。
一、物质的组成物质是指占据空间并具有质量的实物。
从微观角度来看，物质是由不同种类的原子或分子组成的。
原子是构成物质的基本粒子，在化学上以符号表示，如氧原子的符号为O，氮原子的符号为N。
原子可以组成分子，分子是由两个或更多原子通过化学键连接而成的。
不同种类的原子和分子以一定的比例组合在一起，构成了不同性质的物质。
例如，水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，化学式为H2O。
而氧气分子由两个氧原子结合而成，化学式为O2。
二、物质的性质物质的性质可以分为物理性质和化学性质。
1.物理性质物理性质是反映物质在不发生化学变化的情况下的特性。
它包括外观、颜色、形状、密度、熔点、沸点等。
物理性质可以通过观察和实验进行测量和描述，但不改变物质的化学组成。
举个例子，水的物理性质包括无色、透明、具有一定的密度和熔点等。
当温度低于0摄氏度时，水会凝固成冰，而当温度超过100摄氏度时，水会沸腾成水蒸气。
2.化学性质化学性质是指物质在与其他物质发生反应时所表现出的性质。
它涉及物质的组成和结构的变化，包括化学反应的速率、反应产物、氧化性、还原性等。
以燃烧为例，燃烧是一种常见的化学反应，当物质与氧气发生燃烧反应时，会产生火焰、热和光。
例如，木材燃烧时会释放出可燃气体和灰烬。
三、有机物和无机物根据化学组成和性质的不同，物质可以分为有机物和无机物。
1.有机物有机物是指含有碳元素，并通常与氢、氧、氮等元素组成的化合物。
它们是生物体的基本组分，包括蛋白质、碳水化合物、脂肪等。
有机物通常是复杂的，具有多样性和特殊的化学性质。
以葡萄糖为例，葡萄糖是一种有机物，化学式为C6H12O6。
它是一种简单糖类，是生物体内重要的能量来源。
2.无机物无机物是指除了有机物以外的物质，主要由无机化合物和无机元素组成。
12种基本粒子
12种基本粒子12种基本粒子在整个宇宙的浩瀚背后隐藏着一种神秘而又精妙的构成基础，那就是我们今天要探讨的12种基本粒子。
这些微小的存在，以其不可分割的特性，构建出了世界的多样性和复杂性。
让我们跟随科学的脚步，一起揭开这些微观世界的面纱。
第一种基本粒子是夸克（Quark）。
夸克是构成质子和中子的基本成分，它们分为六种不同的类型：上夸克（Up Quark）、下夸克（Down Quark）、魅夸克（Charm Quark）、奇夸克（Strange Quark）、顶夸克（Top Quark）和底夸克（Bottom Quark）。
它们以其不同的电荷和质量参与形成原子核的建造，为构建物质世界奠定了基础。
第二种基本粒子是轻子（Lepton）。
轻子分为六种：电子（Electron）、电子中微子（Electron Neutrino）、μ子（Muon）、μ子中微子（Muon Neutrino）、τ子（Tau）和τ子中微子（Tau Neutrino）。
轻子是构成物质的基本粒子，它们具有电荷和自旋，同时也是弱相互作用的重要参与者。
第三种基本粒子是玻色子（Boson）。
玻色子用于描述力的传递，其中最为著名的就是希格斯玻色子（Higgs Boson）。
希格斯玻色子被认为是赋予其他基本粒子质量的场子，可以说它是万物质量的源泉。
第四种基本粒子是强子（Hadron）。
强子分为两类，一类是由夸克和反夸克组成的味子（Meson），另一类是由夸克组成的胶子（Baryon）。
强子是由强相互作用维系在一起的粒子，也是原子核的一部分。
第五种基本粒子是重子（Baryon）。
重子是构成大部分物质的基本成分，最有名的重子就是质子和中子，它们由夸克组成，而胶子则将夸克黏在一起。
第六种基本粒子是介子（Meson）。
介子是由夸克和强相互作用将其束缚在一起的粒子，以带电和不带电两种形式存在于宇宙中。
第七种基本粒子是光子（Photon）。
光子是光的基本单位，也是电磁波的载体。
构成物质的基本粒子讲义
物理学与人类文明——之二
物理学是人类文明的第一推动力。
“经典物理学”：1687年，Newton《自然哲学的数 学原理》发表，标志经典物理学的诞生； Maxwell电磁理论建立，标志经典物理学全面完成。
“近代物理学”： 19世纪末到20世纪末，以量子力 学和相对论为支柱的近代物理学蓬勃发展。
水分子 二氧化碳分子 氧气分子
用分子的观点看变化
1、水变成水蒸气 水分子运动到空气中去了，分子本身 没有发生改变，水分子间的距离增大 了。这一变化属于物理变化。
在物理变化中，分子本身没有改变；
2、在水分解的过程中，发生变化的是什 么？不变的又是什么？ 水分子分解为氢原子和氧原子，可以 认为分子在化学变化中可分； 化学变化中原子可以重新组合成新的 分子；两个氢原子结合成一个氢分子， 两个氧原子结合成一个氧气分子，看到 在化学变化中原子没有再被分割。
人类对原子的认识
原子学说创始 人－－道尔顿
人类对原子的认识
通过移动 硅原子构 成的文字
原子操 纵术
分子与原子的比较
分子
原子
相同点
质量、体积都非常小，彼此间有间隔，总是在不 停地运动。同种分子（或原子）性质相同，不同 种分子（或原子）性质不相同。都具有种类和数 量的含义。
不同点
分子是保持物质化学性质的 一种微粒。 在化学反应中，分子可以分 解为原子，原子再重新组合 成新物质的分子。
分O3子、的S化O2学与性S质O3也等不。相同。如CO与CO2、O2与
二、原子
化学变化中，分子可以分成原子，而原子不 能分。
原子是化学变化中的最小微粒。 原子是构成物质的又一种基本粒子，常见的
金属（铁、铜、汞等）和稀有气体（如氦、 氖等）和金刚石、石墨、硅等都是由原子直 接构成。 原子小但现代技术可操纵原子。
教科版高中物理选修3-5：粒子物理学简介
2．基本粒子的分类 按粒子参与相互作用的性质把粒子分为三类：它们分别 是：媒介子、轻子、 强子． 3．加速器 粒子加速器是用人工方法产生高速粒子的设备，按加速粒子的路径大致分 为两类：一类是 直线加速器，带电粒子沿直线运动；一类是回旋加速器，带电 粒子沿圆弧运动，并反复加速．能够实现两束相对运动的粒子对接的设备叫 做对撞机．
1．新粒子的发现及特点
发现时间Biblioteka 1932 年1937 年 1947 年 20 世纪 60 年代后
新粒子
反粒子
K 介子与 π
μ子
超子
介子
质量与相对应的粒子
质量介于
比质子的
基本特点 相同而电荷及其他一
电 子 与 核 其质量比质子大
质量小
些物理性质相反
子之间
2.粒子的分类
分类 参与的相互作用 发现的粒子
4．两点提醒 (1)质子是最早发现的强子，电子是最早发现的轻子，τ 子的质量比核子的质 量大，但力的性质决定了它属于轻子． (2)粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子，它们相遇时会发生 “湮灭”，即同时消失而转化成其他的粒子．
4．关于粒子，下列说法正确的是( ) A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子 B．强子中都是带电的粒子 C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论 D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
【解析】 由于质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子， 不同夸克构成强子，有的强子带电，有的强子不带电，故 A、B 错误；夸克模型 是研究强子结构的理论，不同夸克带电不同，分别为＋23e 和－3e，说明电子电荷 不再是电荷的最小单位，C 错误，D 正确．
【答案】 D
5．在 β 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分 特别，因此在实验中很难探测.1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探 测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H 的核反应，间接地证实了中微子的 存在.
初中化学物质的构成
初中化学物质的构成
物质的构成指的是物质由哪些更基本的粒子组成。
根据物质的性质和结构不同，物质的构成也有所不同。
1. 元素：元素是由相同类型的原子组成的物质，原子是构成物质的基本粒子。
元素是化学反应中不可分解的物质，目前已知的元素有118种，例如氢、氧、碳等。
2. 化合物：化合物是由不同元素的原子以一定的比例结合而成的物质。
化合物是由两种或两种以上的元素组成，通过化学反应可以分解成不同的元素。
例如水（H2O）是由氢和氧元素组成的化合物。
3. 混合物：混合物是由两种或两种以上的物质以物理方式混合在一起而形成的物质。
混合物的组成可以是不固定的，各组分可以保持各自的性质和特征。
例如空气就是由氧气、氮气、二氧化碳等多种气体组成的混合物。
总结起来，物质的构成可以是单一元素的原子，两种或两种以上元素的化合物，以及多种物质的混合物。
不同的构成决定了物质的性质和用途。
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组成物质的基本粒子
基本粒子是组成物质的最基本单位，包括了质子、中子、电子和光子等。
这些基本粒子的相互作用和组合，决定了物质的性质和行为。
质子是带正电的粒子，它们存在于原子核中，与中子一起构成了原子核的结构。
质子的质量约为1.6726×10^-27千克，电荷为基本电荷的正值。
在化学反应中，质子的数量和排列方式影响了化学反应的速率和方向。
中子是电中性的粒子，它们也存在于原子核中。
与质子相比，中子的质量稍微大一些，约为1.6749×10^-27千克。
中子的存在对原子核的稳定性和核反应具有重要影响。
电子是带负电的粒子，它们存在于原子外层的电子壳层中。
电子的质量极小，约为9.109×10^-31千克，但电子的电荷等于基本电荷的负值。
电子的数量和排列方式决定了原子的化学性质和反应行为。
光子是电磁波的量子，它们没有质量和电荷，但具有能量和动量。
光子在电磁波传播和光子-物质相互作用中发挥重要作用。
光子的波长和频率决定了它们的能量和颜色。
除了这些基本粒子，还有一些具有重要作用的粒子，例如夸克、玻色子和费米子等。
夸克是构成质子和中子的基本粒子，不同种类的夸克组合形成了不同的粒子。
玻色子和费米子则是描述基本粒子行
为的数学模型，其中玻色子描述了基本粒子的相互作用，费米子则描述了基本粒子的自旋和排斥行为。
基本粒子的发现和研究，推动了物理学和化学等科学领域的发展。
通过对基本粒子的研究，科学家们揭示了物质的微观结构和行为，深入探索了自然界的奥秘。