疯狂STEM·化学(全5册)
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原子和分子

原子是物质的组成部分。原子都很小,大约1.25 亿个原子排成一排的长度仅为2.5 厘米。不同的原子有不同的大小和质量,具有许多不同的特性。

原子组合在一起形成物质和我们周围的一切。元素是具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称,如碳元素、铁元素等。地球上天然存在的元素大约有90多种。

然而,宇宙中的一切并非都由同一种元素构成。大多数物质是由几种不同元素的原子组成的。由多种元素的原子组成的纯净物被称为“化合物”。原子组合在一起时,就形成了分子。分子有独特的形状和大小,这赋予了材料特定的性质,比如,有的材料是坚硬的,有的材料是柔软的。化合物的性质常常与其分子中所包含的元素的性质不同。例如,钠是一种质地柔软的金属元素,与水会发生剧烈反应;氯是一种化学反应性很强的元素。钠元素和氯元素结合在一起时,就形成了常见的食盐。食盐是一种稳定的、安全的、室温下不会发生反应的晶体。

物质有三种基本状态:固体、液体和气体。此外,物质还有第四种状态,即等离子体,但地球上的大多数物质通常以固体、液体或气体的形式存在。物质可以通过加热或冷却从一种状态转变为另一种状态。固体可以熔化变成液体,液体可以蒸发变成气体。反过来,气体可以凝结变成液体,然后再冻结变成固体。

科学词汇

原子:物质结构的1 个层次,由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子组成。

气体:粒子没有结合在一起,可向任何方向自由移动的状态。

液体:粒子松散结合并能自由移动的状态。

分子:由一个以上原子通过共价键形成的独立存在的电中性实体。分子是保持物质特有化学性质的最小微粒。

固体:粒子刚性排列在一起形成的物质。

物质的状态

固体:粒子紧密地排列在一起。这是刚性的晶体结构。粒子可以移动,但只能在晶体内部来回移动。

液体:粒子排列得没有固体中那么紧密,它们可以移动,因此液体具有流动性,可以变成不同的形状。

气体:粒子不与其他粒子结合在一起,它们都是独立运动的。所以,气体会扩散,直至填满所有可用的空间。

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固体

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液体

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气体