图5战国前期彩漆鸳鸯形盒 图3越王勾践青铜剑 图4宋代鹭鸟纹蜡染褶裙 在很长的时间里,人类对物质变化的认识还是 零散的、不系统的,更多地依赖于猜想和偶然的经 验。到了近代,道尔顿和阿伏加德罗2等科学家的 研究,得出了一个重要的结论:物质是由原子和分 子构成的,分子中原子的重新组合是化学变化的基 础。这些观点是认识和分析化学现象及其本质的基 础。原子论和分子学说的创立,奠定了近代化学的 基础。1869年,门捷列夫③发现了元素周期律并编制 出元素周期表,在元素周期律指导下,利用元素之 间的一些规律性知识来分类学习物质的性质,就使 化学学习和研究变得有规律可循。 图6扫描隧道显微镜 用于观察固体表面的原子排 列情况等 ①道尔顿( 1. Dalton,1766-1844,英国科学家) ②阿伏加德罗(A. Avogadro,1776-1856,意大利物理学家、化学家) ③门捷列夫( D L Mendeleev,1834-1907,俄国化学家) 绪言3
化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组 成、结构与变化规律的科学。化学不断地发展着, 目前,人们发现和合成的物质已有几千万种,其中 很多是自然界中原本不存在的,这极大地改善了人 类的生存和发展条件,丰富了人们的生活。 图7纳米铜 图8用隔水透气的高分子薄膜 用纳米(1mm=10m)材料制成的用品具有很多奇特的性质。例如,纳 的鸟笼 米铜具有超塑延展性,在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹 图9单晶硅为信息技术和新能源开发 图10用玻璃钢制成的船体 提供了基础材料 总之,作为实用的、富于创造性的中心学科,化学在能源、材料、医药 信息、环境和生命科学等硏究领域以及工农业生产中发挥着其他学科所不能替 代的重要作用。近年来,“绿色化学”的提出,使更多的化学生产工艺和产品 向着环境友好的方向发展,化学必将使世界变得更加绚丽多彩。 4绪言化学使世界变得更加绚丽多彩
第一单元 走进化学世界 课题1物质的变化和性质 课题2化学是一门以实验为基础的科 课题3走进化学实验室 米 k忍
课题1 物质的变化和性质 大到宇宙中的星体,小到只用肉眼看不见的粒 子,构成了千姿百态的物质世界。各种物质之间存 在着多种相互作用,也不断地发生着变化。我们每 天都生活在这样一个不断变化的物质世界里,因 此,认识物质及其变化,对于了解自然现象和规律 是至关重要的,也与我们的日常生活紧密相关 化学变化和物理变化 我们知道,水在一定条件下可以变成水蒸气或 冰,钢铁制品在潮湿的地方会生锈,煤、木材和柴 草可以在空气中燃烧而发光放热,等等。从化学的 角度看,物质的这些变化有什么本质区别呢?让我 们先来做几个实验 实验1-1 (1)把盛有少量水的试管斜夹在铁架台上(如 图1-1)。在试管底部小心加热到水沸腾。把一块 洁净的玻璃片(或盛有冷水的小烧杯)移近试管 口,观察并记录发生的现象。 图1-1水的沸腾 方法导引 做化学实验时,应该重点观察试剂(如水、胆矾、石灰 石)的颜色、状态、气味等在实验前后发生的变化,思考为 什么发生变化 6第一单元走进化学世界
(2)取少量硫酸铜晶体(俗称胆矾或蓝矾)放 在研钵内,用研杵把胆矾研碎。观察并记录胆矾发 生的变化。 (3)在2支试管中分别放入少量研碎前、后的 胆矾,并加入少量水,振荡得到澄清的硫酸铜溶 图1-2胆矾的研碎 液。再向2支试管中分别滴加氢氧化钠溶液,观察 并记录试管中发生的现象。 (4)如图1-3所示,在盛有少量石灰石(或大 理石)的试管里加入适量稀盐酸。注意观察并记录0唤 试管和烧杯中发生的变化。 澄清 石灰水 图1-3石灰石与盐酸反应 实验记录 实验 变化后有无新 序号变化前的物质变化时发生的现象 变化后的物质 物质生成 (1)液态的水 液态的水 (2)块状的胆矾 粉末状的胆矾 蓝色的硫酸铜溶 蓝色的氢氧化铜 (3) 液等 沉淀等 (4) 颗粒状石灰石 二氧化碳气体等 (或大理石)等 在实验1(1)和实验1(2)中,液态的水经过沸腾变为水蒸气,冷却后又 变成液态的水;块状的胆矾经过研磨后变成粉末状的胆矾,虽然水和胆矾发 生了形态的变化,但并没有生成其他物质。这种没有生成其他物质的变化叫 做物理变化。汽油挥发、铁水铸成锅、蜡烛受热熔化等都属于物理变化。在实 验1(3)和实验1(4)中,胆矾和石灰石(或大理石)在变化中都生成了其他 课题1物质的变化和性质7