什么物质由元素组成? 什么物质由元素组成
所有物质均由元素组成,这是化学学科的基本原理。下面内容是物质由元素构成的具体表现形式及其分类依据:
一、元素与物质的宏观关系
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元素的定义
元素是具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。例如,铁单质、Fe2?、Fe3?因质子数相同均属于铁元素。 -
物质组成的宏观描述
- 纯净物:由单一或多种元素组成。
- 单质(同种元素):如氧气(O?)、铁(Fe)。
- 化合物(不同元素):如水(H?O由H、O元素组成)、二氧化碳(CO?由C、O元素组成)。
- 混合物:由多种物质(可能含不同元素)混合而成,如空气(含O?、N?等)。
- 纯净物:由单一或多种元素组成。
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元素的分布规律
- 地壳中含量前四:O、Si、Al、Fe(氧最多,铝是含量最高金属)。
- 人体中含量前四:O、C、H、N(氧占主导)。
二、元素的存在形式与组合方式
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元素的两种存在情形
- 游离态:元素以单质形式存在,如O?(氧气)、Au(金)。
- 化合态:元素与其他元素结合成化合物,如H?O中的O、CO?中的C。
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元素的组合制度
- 单质:同种元素的原子通过共价键(如O?)或金属键(如Fe)结合。
- 化合物:不同元素的原子通过化学键结合:
- 离子键:如NaCl(Na?与Cl?通过静电影响结合)。
- 共价键:如H?O(H与O共享电子)。
- 金属键:仅存在于金属单质或合金中。
三、元素分类与物质类型对应
元素类别 | 最外层电子数 | 典型物质举例 | 化学性质特点 |
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金属元素 | <4个 | Fe(铁)、Al(铝) | 易失电子,形成阳离子 |
非金属元素 | ≥4个 | O?(氧气)、Cl?(氯气) | 易得电子,形成阴离子 |
稀有气体元素 | 8个(He为2) | He(氦气)、Ne(氖气) | 化学性质稳定 |
四、独特物质的元素组成
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有机物与无机物
- 有机物:含碳元素的化合物(如CH?甲烷、C?H??O?葡萄糖),但CO、CO?等归为无机物。
- 无机物:酸(如H?SO?)、碱(如NaOH)、盐(如NaCl)、氧化物(如Fe?O?)。
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同素异形体
同一元素可形成不同结构的单质:- 碳元素:金刚石(正四面体结构)、石墨(层状结构)、C60(足球烯)。
- 氧元素:O?(氧气)与O?(臭氧)。
五、元素与微观粒子的关系
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元素与原子、分子的区别
- 元素:宏观概念,描述物质组成(如“水由H、O元素组成”)。
- 原子/分子:微观粒子,描述物质构成(如“水由H?O分子构成”)。
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构成物质的三种微粒
- 分子:如O?、H?O由分子构成。
- 原子:如金属(Fe)、稀有气体(He)由原子直接构成。
- 离子:如NaCl由Na?和Cl?通过离子键结合。
所有物质均由元素组成,元素以原子形式通过不同化学键形成单质或化合物。领会元素的分类(金属、非金属、稀有气体)及其组合制度(离子键、共价键等),是掌握物质性质与化学反应的基础。例如,地壳中丰度最高的氧元素既存在于O?中(游离态),也广泛分布于H?O、SiO?等化合物中(化合态)。