化学中分子间存在间隔还是间隙

小明买一块糖放入水中，过了一会糖块消失，而水有了甜味，这是为什么呢？原来物质都是由非常小的颗粒构成的，科学家将其称作分子。 糖是由糖分子构成的，水是由水分子构成的，糖的分子扩散到水的分子之中，所以我们就看不到大的糖块了。 那么这些分子有什么特征呢？首先，分子的质量和体积都非常小，这是一滴水中水分子的个数。这么小的分子，肉眼当然是看不见的，你说用显微镜也看不到，科学家自有一种高科技神秘武器，扫描隧道显微镜可以看到他们。 第二，分子在不断的运动，看似平静的水面，其实水分子们并不是我们想象的那么安分，而是一直在运动。这也是为什么即使不搅拌，糖和水 分子也会混合起来。我们知道在热水中糖化的比在冷水中快一些，也就是温度越高的时候，分子的运动也越快。第三，分子之间存在间隔。 我们知道一百克水和一百克酒精混合，结果是两百克，但是一百毫升水和一百毫升酒精混合，由于水分子和酒精分子互相填充了彼此的间隔，结果就不是两百毫升了。 气体分子之间的间隔比较大，因此容易压缩。固体和液体分子之间的间隔原本就很小，因此不容易压缩，这些就是分子的特征。 一分子的质量和体积都非常小。二分子在不断的运动，三分子之间有间隔，你都记住了吗？记住了就来看道题吧。用分子的性质解释下列生活中的现象， 墙内开花，在墙外可以嗅到花香，这说明分子在不停的运动，湿衣服在阳光下比在阴凉处容易晾干，说明分子运动速率随温度升高而加快。将一百毫升水和一百毫升酒精混合，体积小于两百毫升，说明分子间有间隔。 水由液态变成气态，体积膨胀说明水分子体积变。大妈这么说是不正确的，因为分子的体积本身不能发生变化，变化的是分子之间的间隔。 今天我们来做个实验，烧杯中装有四十毫升蒸馏水，像其中滴加几滴酚碳溶液，搅拌均匀，这时候我们看到的溶液是无色的，我们要用到另一个事迹是浓氨水。氨水是什么呢？氨气溶于水就得到了氨水，它也是无色的。 取烧杯中的分肽溶液，于试管中向其中滴加浓氨水，试管中的溶液就变成了红色。这个故事告诉我们，氨水可以使原本无色的分肽变成红色。 我们再将原来烧杯中的分肽溶液倒入 ab 两个小烧杯中，另取一个小烧杯 c 加入五毫升浓氨水，用一个大烧杯罩住 ac 两个小烧杯， b 烧杯在外面。几分钟后，我们观察到 a 烧杯中的分肽溶液变红，而 b 烧杯没有明显变化。 那这是为什么呢？让我们从分子的角度来看一下。由于浓氨水具有很强的挥发性，挥发出的氨气分子会进入 a 烧杯中，使得其中的分肽溶液变成红色。 而由于大烧杯的存在，氨基分子就无法进入 b 烧杯，所以 b 烧杯中的分肽仍是五色。那你可能会问， b 烧杯有什么用呢？ 他在这个实验中就起到了对照的作用，这个实验就证明分子在不断的运动。聪明的你可能还会问，既然分子在不断的运动，氨气分子能从 c 烧杯进入 a 烧杯，那么分肽分子也能从 a 烧杯进入 c 烧杯， c 烧杯中的溶液也应该变红呀？ 问的好，给你点个赞。那想想看，为什么 c 烧杯中的溶液没有变红呢？这是因为分肽分子确实也在不断的运动，但是比氨气分子运动慢的多，所以我们观察不到 c 烧杯中的溶液变红，你明白了吗？ 前面我们已经说过，物质是由肉眼看不见的分子构成的，比如水是由水分子构成的，水蒸发成水蒸气仍然是由水分子构成的，这是一个物理变化，变化过程的前后水分子并没有改变，只是分子间距离发生了变化。 在化学变化中情况还一样吗？给水通电，水就分解成了氢气和氧气，水分子变成了氢气分子和氧气分子，水分子有通电分解的性质，而氢气分子和氧气分子不再具有通电分解的性质。 可见，对于这些由分子构成的物质来说，分子是保持他们化学性质的最小粒子。这句话应该如何理解呢？ 首先，保持是指构成这种物质的一个分子的化学性质与这种物质的化学性质是一致的。水通电能分解，其实是每个水分子都在分解。其次，虽然单个分子能保持物质的化学性质，但是单个分子不能保持物质的物理性质， 物质的颜色、状态、密度，这些物理性质需要大量分子聚集在一起才能体现。最后，水、经济、 氧气这些物质是由分子构成的，所以他们的化学性质是由分子保持。由于构成物质的粒子除了分子之外，还有原子。由原子构成的物质，比如各种金属、金刚石、石墨等，保持其化学性质的最小粒子是原子。 小瘦子说分子是保持物质化学性质唯一粒子，他说的对吗？既然构成物质的粒子除了分子之外，还包括原子，那么保持物质化学性质的粒子除了分子之外还包括原子。所以这么说当然是错误的。 总结一下，对于由分子构成的物质来说，分子是保质性化学性质的最小粒子，你记住了吗？咯咯哒，我们之前学习过物质的组成，物质分为纯净物和混合物。纯净物是由同种物质组成的，比如水这种物质，而混合物则由 不同种物质组成，比如空气，包括的氮气、氧气等成分，这是他们在宏观上的区别。现在我们可以从微观上来区分他们。纯净物就是由同种分子构成的，水中只含有水分子，而不含有其他分子， 而混合物由不同种分子构成，空气由氮气分子、氧气分子等混合而成。注意，当我们从宏观上谈一个物质的组成时，我们说组成，而到了微观就要用构成。 关于物质的化学性质，我们学习过，对于由分子构成的物质来说，分子是保持他们化学性质的最小的意思。纯净物由同种分子构成，所以有固定的化学性质， 比如水分子保持了水的化学性质，空气中的氮气分子保持着氮气的化学性质，氧气分子保持着氧气的化学性质。可见混合物中 不同的分子混合在一起，但他们之间并没有反应，因此混合物中的由不同分子构成的各个成分仍旧保持各自的化学性质。这些你记住了吗？来看这个问题。在一个密闭容器中冲入等体积的 ab 两种机体，使他们在一定条件下发生反应，变成了这样。 那么反应前后容器中分别属于哪一类物质呢？我们看到反应前有两种分子属于混合物，而反应后所有分子都一样了，只有一种分子，所以就是纯净物了。 总结一下，从宏观上区分纯净物和混合物看，是不是由同种物质组成即可。从微观上区分纯净物和混合物看，是不是由同种分子构成，你都记住了吗？咯咯哒！我们之前学习过物质的变化，包括物理变 化和化学变化。物理变化是没有新物质生成的变化，比如水的蒸发，只是状态发生了变化，并没有新的物质生成。化学变化是有新物质生成的变化，比如水通电分解生成的氢气和氧气， 他们就是生成的新物质。这是宏观的视角。我们从微观的角度来看，水蒸发前后，水分子并没有变化，分子种类不变，变化的是分子的间隔和排列方式。 而水的电解过程是水分子变成了精气分子和氧气分子，这过程中分子发生了变化，变成了其他分子。可以说，物理变化和化学变化的本质区别就在于变化前后分子是否发生变化，你明白了吗？ 来看这个反应之前是两种分子发生反应的时候，分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子，反应前后分子发 变化，所以这是一个化学变化，而非物理变化。总结一下，从宏观上分辨物理变化与化学变化是看有没有新物质生成，从微观上区分看分子有没有发生变化，这才是本质区别，你记住了吗？一个个赞！ 分子和原子是两非常容易混淆的概念，下面辨析能搞定吗？分子是保持物质化学性质的最小粒子，而原子是化学变化中的最小粒子，对吗？来举个例子分析一下。 电解水实验时，水分子破裂变成氧原子和氢原子，然后两个氧原子结合构成一个氧气分子，两个氢原子结合构成一个氢气分子。 在这个反应中，水分子保持水的化学性质，氧气分子保持氧气的化学性质，氢气分子保持氢气的化学性质，而氧原子、氢原子谁的化学 性质也不保持，所以分子是保持物质化学性质的最小例子是正确的。那原子呢？在这个反应中，发生改变的是水分子，一个水分子分解成了一个氧原子和两个氢原子， 而没有改变的是氧原子和氢原子。单个原子不能再分，但是你要记住了，这是在化学变化中才不可再分，因为后面我们会学到，原子也是有内部结构的，所以原子是化学变化中的最小例子也是正确的。 再来一题，分子是构成物质的例子，而原子不是，对不对？我们知道分子肯定可以构成物质，比如水是由水分子构成的，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，那原子呢？ 其实原子也可以构成物质，金刚石和石墨都是由碳原子构成的，可见构成物质的粒子。 分子之外还有原子。你只说分子是构成物质的例子，而原子不是，那显然是错的吗？最后一个分子大，原子小，对吗？我们知道分子是由原子构成的，比如一个水分子由一个氧原子和两个氢原子构成， 你肯定认为分子大，原子小喽，那就错了，看，这是一个氢气分子，他确实比氢原子大，但是这里还有个碳原子，你掰着脚指头都能看出来他比他大。所以分子和原子的大小关系是不能确定的，得不得这么多。总结一下 这句话，你一定记住了，分子是保持物质化学性质的最小例子。在化学变化中，分子发生改变，重新组成新的分子，而原子是不变的，因此原子是化学变化中的最小例子，记住，是化 变化中哦。再有就是，分子和原子都是构成物质的粒子，分子和原子都很小，但是我们无法比较他们的相对大小。当然，他们还有其他的共同点，比如都在不断运动，都有间隔，你记住了吗？咯咯哒。 通过前面的视频，我们已经知道，水是由水分子构成的，而每个水分子都是由两个氢原子和一个氧原子构成的。那原子又是由什么构成的呢？ 原子太小了，肉眼看不见，来放大大大大，看见了吧，正中间有一个原子盒，原子盒也很小。如果原子比作一个操场，原子盒就相当于操场上的一个蚂蚁。那这些动的是啥？ 这是绕河运动的电子称作河外电子。再把原子核放大，还有两种威力，质子和中子。质 子带正电，每个质子带一个单位正电荷，中子不带电，那么原子核所带的电荷都来自质子，原子核也就带正电了。我们将原子核所带的电荷数称作核电荷数，可见一个原子的核电荷数就等于质子数。原子核带电，但是我们也并没被电死啊！ 这是因为核外电子是带负电的，每个电子带一个单位负电核，原子核的正电核和核外电子的负电核相互抵消，原子就是中性的了。 这里要求质子数还等于核外电子数，这个关系很重要哦，你一定要记住。那既然原子核有质子和中子，中子数有啥特点吗？ 有的原子没有中子，比如轻原子的原子核只有一个质字。有的原子中子数和质子数相等，比如养的质子数和中子数都是八，也有的中子数和 质子数不相等，比如那的质子数是十一，中子数是十二，所以中子数和质子数没关系。那么之后有人对你说，原子都是由质子、中子和外电子构成的，对吗？当然错了，别忘了轻原子没有中子哟。 原子是由原子核和核外电子构成，这么说才对，这就是原子的构成，你记住了吗？咯咯哒。 通过前面的学习，你已经知道了，原子是由原子核和核外电子构成的，原子核的直径只有原子的几万分之一，外面广阔的空间都是核外电子的地盘。那核外电子运动有什么规律吗？ 我们来个原子，拍张照片，一二三，咔嚓，再来一张，咔嚓，咔嚓咔嚓。这样看来好像电子的运动毫无规律。不过当我们把很多很多很多张照片叠加到一起， 就会发现，有一些电子经常出现的区域称作电子层，电子就排布在这些电子层之中，离合最近的是第一层，外面的是第二层，以此类推。目前发现最多有七层， 里面能量低，外面能量高，电子们都喜欢待在能量低的地方，但也不是所有电子都挤在第一层，第一层的容量毕竟有限制，他最多能容纳两个电子，第二层最多容纳八个电子，而最外层不能超过八个电子。 我们来举一些例子，比如害原子，它有两个电子，第一层可以容纳两个，所以这两个电子都愉快的在第一层 纳原子有十一个电子，第一层只能容纳两个，这样还有九个，第二层能容纳八个，还剩下一个只能被排在第三层了。检查一下，这时候最外层是第三层，不超过八 没问题。再来看一下李元子，他有三个电子，我们把他们全放在一层，最外层也没有超过八个电子，但是这时候他是第一层。刚才我们说过，第一层不能超过两个电子，所以这么排是不对的，应该把他们分成两层，第一层排两个，第二层排一个，你明白了吗？ 来总结一下。核外电子是分层排布的，第一层最多容纳两个电子，第二层最多容纳八个电子，最外层最多容纳八个电子。但是当原子核外只有一个电子层时，最外层不超过两个电子，你记住了吗？咯咯哒！ 前面我们学习的核外电子排布，比如这个铝原子核外有十三个电子，那么第一层排两个，第二层排八个，剩下的三个排入第三层，最后就成了这个样子。如果每个原子都 用这种图来表示，那也太复杂了，今天我们来介绍一种新的表示方法。原子结构示意图，首先把元素符号写在前面，然后用一个小圆圈表示原子核，我们知道原子核带正电，因此在圆圈中用正号表示。铝原子核里面有十三个质子，带有十三个单位正电赫， 因此在正号后面写十三，表示核电赫数。这样原子核我们就画完了，表示十三个质子，且带正电。 下面是和外电字。由于电子层是对称的，我们只需要截取其中一部分就可以表示整个电子层，所以画一段圆弧表示电子层。绿圆子和外有三个电子层就画三段。把电子层上的电子数写在中间， 第一层两个电子就在最里面的圆弧上写二，第二层八个电子，在第二条圆弧上写八， 第三层三个就在最外面的圆弧上写三。因为铝原子有三个链子层，因此铝原子的第三层也叫最外层，这样就是一个完整的原子结构示意图了。 小结一下，画原子结构示意图分两步，一画原子核，二画核外电子。这里面数字的意义你也得明白，给你个试试看。这个原子结构示意图中这些数字都代表了什么呢？ 这是原子核，这个数字也就是核电赫数等于十六，这是核外电子三层二、八、六，一共是六个电子，下面我们来点有挑战性的，根据前十八号元素的原子结构示意图，画出十九和二十号元素。 首先我们很容易画出它的原子核，这是正十九，这是正二十。那么核外电子如何排布呢？它有十九个质子，那应该有十九个电子， 他有二十个质字，那应该有二十个电字，一个一个排。先来这个，第一层最多两个，第二层最多八个，二加八等于十，还差九个，最外面就放九个喽。那可不行，最外层就超过八个， 不符合核外电子排布的规则，放不下，那就再多一层喽，就是四层，第三层放八个，第四层就放一个，这层就是他的最外层了。再看这个，第一层还是两个，第二层八个，还差十个，也得再画两层，这层放八个，那最后一层就放两个喽。欧了， 总结一下原子结构示意图的画法，两步走，先画盒，再画盒外电子。注意最外层不能超过八个电子，你都会画了吗？一个个大。

针对分子间有近斜这个实验，大家提出了疑问，我们对他做了优化，优化的第一个地方是水已经被染成了红色，水柱长度近视为四十五厘米。现在我们往管子里面灌酒精 好已经挂满了，大家看总长度近视为九十厘米。 我们做的第二个优化是我们做了一个小 c 子，现在把它读起来 好，大家看，我们现在把它倒置过来。为什么要倒置过来呢？因为水的密度大，酒精的密度小， 大家注意看，注意看手指头，这里是没有漏水的，没有漏的，大家注意看，现在红色的水往下走，酒精一度小，他往上走， 基本上已经充分混合了。大家看，现在一个气泡往上走 好，最后留下的空隙有两厘米多一点点。我们看实验结果，四十五厘米长的水柱或四 十五厘米长的酒精，充分混合以后，剪掉小塞子的长度，体积减少了约两厘米。这个实验说明分子间有间歇， 请有条件的同学自己做一下这个实验，你会有很多的收获，比如如何往吸管中灌液体，如果吸管中出现气泡了，你又如何处理等等。