基礎化學 李長儒 老師 Chang-Ju, Lee
單元精要 前言 化學發展簡史 化學與生活
化學 化學主要在研究物質組成、結構、性質及變化的科學。 物質：佔有空間，具有質量的任何物質。
物質的組成 物質 物理變化 純物質 混合物 元素 化合物 均勻混和物 不均勻混和物 化學變化
混合物及化合物之區分 混合物 化合物 性質 具有組成本身之性質 不具有組成本身之性質 組成 無固定組成 有一定組成 特性 無固定特性 具特定特性 生成時 無新物質生成 有新物質生成 分離方式 以物理方法分離 以化學方法分離 舉例 糖水、食鹽水 水、甲烷
微觀 ※化學家將混合物分離為純物質，分析物質組成、質量比例、原子排列情形。 名 稱 原子結構 組成粒子 電 性 質量[g] 功 能 原 子 名 稱 原子結構 組成粒子 電 性 質量[g] 功 能 原 子 [2r=10-10 m] 電子雲 電子[e-] -1 9.1110-28 化學性質 原子核 [2r = 10-14-10-15m] 質子[p] +1 1.67310-24 元素種類 中子[n] 不帶電 1.67510-24 同位素 ※化學家將混合物分離為純物質，分析物質組成、質量比例、原子排列情形。
物質的狀態 氣態 gas (g) 液態 liquid (l) 固態 solid (s) 水溶液 aqua (aq)
物質的性質 物理性質：物質不生化學變化時，可由感官辨認、儀器量度的性質，例如：顏色、b.p.、m.p.、質量、密度、溶解度、導電、導熱性… 化學性質：物質發生化學變化時，所表現的特性，例如：可燃性、助燃性、氧化力、還原力、酸鹼性、腐蝕性…
物質的變化 物理變化 化學變化 核變化 形態改變，組成不變 形態與組成均改變 本質與組成均改變 沒有新物質的產生 可產生新物質，原子發生重新排列 產生新物質，原子核中粒子重新組成 可恢復原狀 不能恢復原狀 屬於暫時變化 屬於永久變化 能量變化 小於100KJ/mol 能量變化稍大 介於100～1000 KJ/mol 能量變化大 大於108 KJ/mol 原子數目不變 原子數目改變 分子數目不變 分子數目可能改變 三態變化、燈泡發光、糖溶於水 電解、燃燒、光合作用、鐵生鏽
假設 → 實驗 → 假說 → 設計類似實驗 → 理論 → 進一步實驗 化學為實驗的科學 以實驗印證理論，發明新材料，及分析未知物。 工作重心：實驗、解釋現象 實驗、解釋現象為化學研究工作重心，新發現或理論，須發表科學期刊上 誠實是極受重視的科學倫理 假設 → 實驗 → 假說 → 設計類似實驗 → 理論 → 進一步實驗 ↑ 修正假說 ││↑修正實驗
化學簡史 火的使用 中國古代煉丹術 西方煉金術 近代化學基礎 燃素說 拉瓦節質量不滅定律 道耳吞原子說 門得列夫----週期表 量子力學
化學發展簡史 火 中國人認為物質是由金、木、水、火、土五行所組成。 熱 乾 空氣 土 濕 冷 水 亞里斯多德
中西方的比較
燃素說 燃素說（提出者：史塔耳） 所有可燃物質＝燃素＋灰燼 依據這樣的理論，物質燃燒後重量應該都會變輕，但是有些物質燃燒後重量不減反增？？為什麼呢？！
什麼的使用使人類走向文明的途徑？ 何謂燃素？ 現在物質化學科學是建立在什麼基礎上？ 推翻燃素說的科學家是誰？何種實驗？
質量守恆定理 提出者：拉瓦節 定義：一般化學反應前後，物質之質量沒有變化。 拉瓦節被尊稱近代化學之父。
原子說 提出者：道耳吞 物質是由原子所構成，因原子是看不見的東西，所以是個「假設」而已。 現代物質科學就是建立在道耳吞原子說的基礎上。
週期表
週期表 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Sn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sb Te I Xe Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg
電子的發現（湯木生）：陰極射線實驗 原子核之建立（拉塞福）：原子核帶正電荷，且原子大部分質量集中於此 中子的發現 （查兌克）：α粒子撞擊铍金屬 量子力學（愛因斯坦）：以軌域及量子數描述多電子系統的原子結構
化學與工業發展 化學與民生需求息息相關 食 、衣、住、行、娛樂、醫衛、通訊、國防
化學與工業
工業發展缺點 污染 酸雨 水污染 空氣污染 溫室效應