基礎化學 李長儒 老師 Chang-Ju, Lee.

Presentation on theme: "基礎化學 李長儒 老師 Chang-Ju, Lee."— Presentation transcript:

1 基礎化學 李長儒 老師 Chang-Ju, Lee

2 單元精要 前言 化學發展簡史 化學與生活

3 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。

4 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

5 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

6 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 9.1110-28 化學性質 原子核 [2r = m] 質子[p] +1 1.67310-24 元素種類 中子[n] 不帶電 1.67510-24 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。

7 物質的狀態 氣態 gas (g) 液態 liquid (l) 固態 solid (s) 水溶液 aqua (aq)

8

9 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…

10 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

11 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

12 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

13 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

14 中西方的比較

15 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？！

16 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？

17 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。

18 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。

19 週期表

20 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

21 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

22 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

23 化學與工業

24 工業發展缺點 污染 酸雨 水污染 空氣污染 溫室效應

25