1-2 原子與分子

1. 1-2 原子與分子 原子說 分子說 1-2.1化學上的重要定律與原子說 1-2.2分子的概念

2. 德莫克列特士 物質均由不可分割的基本粒子所組成 此粒子命名為原子 原子說 道耳頓 分子說 亞佛加厥

3. 1-2 原子與分子 學習目標： 了解質量守恆定律、定比定律、倍比定律及原子說的內容。 了解氣體化合體積定律、亞佛加厥定律及分子的概念。

4. 1-2.1 化學上的重要定律與原子說 拉瓦節 倍比定律 質量守恆定律 道耳頓 定比定律 原子說 普魯斯特

5. 質量守恆定律(1771)－拉瓦節 質量守恆定律 拉 瓦 節 探討燃燒的本質 反應前各物質的總質量 恆等於反應後各物質之總質量

6. 化合物中所含各元素的質量都有一定的比值的概念化合物中所含各元素的質量都有一定的比值的概念 (1)燃燒氫0.25g得H2O2.25g (2)以定量之氫還原1.592g之氧化銅得銅1.272g及H2O0.36g依此證明定比定律 定比定律(1799)－普魯斯特

7. (1) 2.25g之H2O中，H之質量為0.25g，O之質量為2.00g，故H2O中H：O＝0.25：2.00＝1：8 (2)O之質量＝1.592－1.272＝0.32(g)H之質量＝0.36－0.32＝0.04(g) 故H2O中 H：O＝0.04：0.32＝1：8 兩個不同來源的H2O， 其H與O的比值皆為1：8， 證明定比定律

8. 倍比定律(1803)－道耳頓

9. 倍比定律(1803)－道耳頓 元素重 化合物 碳重比 氧重比 CO 1 1 CO2 1 2

10. 一切物質都是由原子所組成，原子是不可再分割的最基本粒子。一切物質都是由原子所組成，原子是不可再分割的最基本粒子。 相同元素的原子均具有相同的質量與性質，不同元素的原子之質量和性質則不同。 不同元素的原子可以簡單整數比結合成化合物。 化學反應是原子重新排列，在化學反應中原子的種類與數目並未改變。 道耳頓－原子說(1803)

11. 原子說 質量守恆定律 化學反應是原子重新排列，在化學反應中原子的種類與數目並未改變。 + 相同元素的原子均具有相同的質量與性質，不同元素的原子之質量和性質則不同。 ⇒ 反應前後質量守恆

12. 原子說 定比定律 ★一種化合物中各原子的數量比固定。 + 相同元素的原子均具有相同的質量與性質，不同元素的原子之質量和性質則不同。 ⇒ 化合物中各元素質量有一定比值

13. 原子說 倍比定律 ★兩種化合物具有相同組成原子(假設為A、B)，若固定A原子質量(亦即原子數相等)，則B原子之數量比即等於其質量比，且為簡單整數比。 圖解： 相同元素的原子均具有相同的質量與性質，不同元素的原子之質量和性質則不同。

14. 在汽車的內燃機引擎中，氮與氧能形成數種氮氧化合物，其中二氧化氮(NO2)為一種具刺激性臭味的紅棕色有毒氣體，可引發光化學煙霧，是造成空氣汙染的成分之一。在汽車的內燃機引擎中，氮與氧能形成數種氮氧化合物，其中二氧化氮(NO2)為一種具刺激性臭味的紅棕色有毒氣體，可引發光化學煙霧，是造成空氣汙染的成分之一。 範例 1-2 已知每 0.655 克氮可與 1.50 克氧反應生成二氧化氮；另一種無色的氮氧化物， 4.12 克中含有1.50 克氧。由此等數據說明倍比定律，並求該無色氮氧化物之化學式。

15. 解答： 1.氧質量固定(1.50克)，氮原子質量比為0.655：(4.12－1.50)＝1：4為簡單整數比。 2.因另一氮氧化物中氮元素質量為 NO2 之 4 倍，故知該化合物中，與每兩個氧原子結合之氮原子數目為 4，N、O 比例為 4：2，化學式為 N2O。

16. 下列各組物質，何者可說明倍比定律？(多選) (A)二氧化硫(SO2)與三氧化硫(SO3) (B)氧氣(O2)與臭氧(O3) (C)氯-35(35Cl)與氯-37(37Cl) (D)十氧化四磷(P4O10)與六氧化四磷(P4O6) (E)水(H2O)與過氧化氫(H2O2) 練習題 1-2

17. 閱讀焦點：觀測物質表面的原子

18. 1-2.2 分子的概念 質量守恆定律 倍比定律 原子說 定比定律 氣體化合體積定律 分子說

19. 氣體化合體積定律(1808)－給呂薩克 在同溫、同壓下，反應物系中，氣體反應物與產物之體積間恆為簡單的整數比。 原子說 氯 化 氫 氫氣 氯氣 體積比⇒氫：氯：氯化氫＝1：1：2

20. 亞佛加厥假說(1811) 亞 佛 加 厥 定 律 在同溫、同壓下，同體積的氣體含有相同數目的「分子」。 分子說 氯 化 氫 氫氣 氯氣 體積比⇒氫：氯：氯化氫＝1：1：2

21. 範例 1-3 一氧化氮(NO)是不穩定的氣體，容易發生反應。同溫、同壓下，已知30毫升的 NO 完全反應後，會產生10毫升的 NO2及10 毫升的甲氣體，求甲氣體的化學式為何？

22. 解答： 設甲氣體化學式為 NxOy 根據亞佛加厥定律，同溫、同壓下氣體的體積比等於其分子數比。 分子數比 NO：NO2：NxOy＝3：1：1 即 3NO → NO2+ NxOy 因反應前後原子個數相等，故 x＝2，y＝1 所以甲的化學式為 N2O

23. 練習題 1-3 同溫、同壓下，10毫升甲烷(CH4)中含有 x 個原子，則多少毫升的氮氣亦含有 x 個原子？ (A) 5(B) 10(C) 25(D) 50 解答： 同溫、同壓下，體積比＝分子數比 V=25

24. 學習成果評量 1. 由X和Y製成三種固體： 第一種：含X 4.31g，Y 7.60g 第二種：含X 35.9%，Y 64.1% 第三種：X 0.718g和Y反應生成2.00g的固體 依此證明定比定律 • 第一種固體 X：Y＝4.31：7.60＝1：1.76 • 第二種固體 X：Y＝35.9：64.1＝1：1.79 • 第三種固體 X：Y＝0.718：1.282＝1：1.79 三個不同來源的固體中，其X與Y的比值近似，證明定比定律

25. 2.含有碳、氫 兩元素的兩種化合物， 26 克化合物 I 中含有氫元素 2 克， 15 克化合物 II 中含有氫元素 3 克，若化合物 I 為C2H2 ，試問化合物 II 之化學式為何者？ (A) C2H4(B) C2H6(C) C3H8(D) C4H10 3.含有甲、乙 兩元素的兩種化合物， 20 克化合物 I 中含有甲元素 5 克， 30 克化合物 II 中含有乙元素10 克，若化合物 I 為甲乙2，試問化合物 II 之化學式為何者？ (A)甲乙　(B)甲2乙　(C)甲乙3(D)甲2乙5

26. 4.已知兩化合物僅含氮和氟，23.67g之化合物Ⅰ中含19.00g之F。26.00g之化合物Ⅱ中含19.00g之F，則：(1)兩化合物中各若干克的氮與19.00g的F化合？(2)化合物Ⅱ與Ⅰ所含氮量比為？(3)若化合物Ⅰ為NF3，則化合物Ⅱ之化學式為N2F2或N2F4？4.已知兩化合物僅含氮和氟，23.67g之化合物Ⅰ中含19.00g之F。26.00g之化合物Ⅱ中含19.00g之F，則：(1)兩化合物中各若干克的氮與19.00g的F化合？(2)化合物Ⅱ與Ⅰ所含氮量比為？(3)若化合物Ⅰ為NF3，則化合物Ⅱ之化學式為N2F2或N2F4？ (1) Ⅰ：4.67克，Ⅱ：7.00克 (2)Ⅰ：Ⅱ＝ 4.67： 7.00＝2：3 (3) N2F4