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第 5 章 分子和化合物

第 5 章 分子和化合物. 分子和化合物. 鹽 鈉：光耀，高反應性，有毒 氯：淡黃色氣體，高反應性，有毒 氯化鈉：食鹽 糖 碳：鉛筆 或 鑽石 氫：可燃氣體 氧：空氣中的氣體 結合而成白色的糖結晶. 定組成定律. 所有的純物質都有固定的組成 所有純物質的試樣都含有相同且固定百分比的元素 混合物的組成會改變. 化合物呈現的 固定組成. 電解水的時候每得 2.00 克氫就可得到 16.0 克 的氧 水分子中的氧和氫有固定的質量比（ 8.0 ）. 為何化合物顯現定組成. 化合物的最小單位稱為 分子 化合物的每個分子都有相同數量和型態的原子

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第 5 章 分子和化合物

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  1. 第5章 分子和化合物

  2. 分子和化合物 • 鹽 • 鈉：光耀，高反應性，有毒 • 氯：淡黃色氣體，高反應性，有毒 • 氯化鈉：食鹽 • 糖 • 碳：鉛筆或鑽石 • 氫：可燃氣體 • 氧：空氣中的氣體 • 結合而成白色的糖結晶

  3. 定組成定律 • 所有的純物質都有固定的組成 • 所有純物質的試樣都含有相同且固定百分比的元素 • 混合物的組成會改變

  4. 化合物呈現的固定組成 電解水的時候每得2.00 克氫就可得到16.0 克 的氧 水分子中的氧和氫有固定的質量比（ 8.0）

  5. 為何化合物顯現定組成 • 化合物的最小單位稱為分子 • 化合物的每個分子都有相同數量和型態的原子 • 因為化合物中的所有分子都是相同的，所以每個試樣都有相同比例的元素 • 因為化合物中的所有分子都是相同的，所以每個試樣都有相同的性質

  6. 以化學式描述化合物 • 化合物是由2個或2個以上的元素原子所組成的特定物質 • 每個原子的數量和型態以最簡單的單位來描述化合物 • 分子或離子 • 每個元素都以字母符號代表 • 每個元素的原子數量標示在元素符號的右下方 • 如果原子只有一個， 下標 1 可以省略 • 多原子團可用括弧 • 如果超過一個

  7. 水分子 氫原子 氧原子 氫原子 以化學式描述化合物 • 水 = H2O • 兩個氫原子和 1個氧原子 蔗糖 = C12H22O11 \12個碳原子，22個氫原子和 11個氧原子 蔗糖

  8. 分子 化學式中元素的順序 • 金屬寫在前面 • NaCl • 非金屬依照表 5.1的順序書寫 • CO2 • 除了偶而因為習慣的理由 • H2O， but NaOH

  9. 多原子離子的符號 稱為硝酸根(nitrate) 多原子離子的符號 稱為硫酸根(sulfate) “1” 下標省略 “1” 下標省略 2個 NO3括弧表示 1個 SO4 免括弧 多原子離子的分子 Mg(NO3)2 化合物稱為硝酸鎂 CaSO4 化合物稱為硫酸鈣

  10. 2個 NO3 下標 顯示 1個 SO4 免下標顯示 “1” 氮(N)的下標省略 ， 總共有 2 N “1” 硫的下標省略， 總共有 1 S “4”氧的下標， 總共有 4 O “3”氧的下標， 總共有 6 O 多原子離子的分子 Mg(NO3)2 化合物稱為硝酸鎂 CaSO4 化合物稱為硫酸鈣

  11. 原料的分類 • 原子元素 = 單一個原子組成的元素 • 分子元素 = 多個原子組成的分子元 素 • 分子化合物 = 只有非金屬組成的化 合物分子 • 離子化合物 = 由陽離子和陰離子所 組成的化合物

  12. 分子元素 • 某些元素由2個原子形成分子 • “7 ”的規則 • 有7個常見的2原子元素 • 原子序 7的元素是N • 從N延伸奧 7A族 • 不要忘了 H2 VIIA 7 H2 N2 O2 F2 Cl2 Br2 I2

  13. 分子化合物 • 2個或2個以上的非金屬 • 分子的最小單位

  14. 離子化合物 • 金屬 + 非金屬 • 沒有個別的分子單位，陽離子和陰離子是以三度空間的方式排列以化學式（formula）單位表示

  15. 元素和化合物的分子觀點

  16. 請將下列各項分類為原子元素、 分子元素、 分子化合物或離子化合物 • 鋁 (aluminum) ，Al3+ • 氯化鋁 (aluminum chloride)， AlCl3 • 氯 (chlorine)，Cl2 • 丙酮 (acetone)，C3H6O • 一氧化碳 (carbon monoxide)，CO • 鈷 (Cobalt)，Co

  17. 請將下列各項分類為：原子元素、 分子元素、 分子化合物或離子化合物 • 鋁 (aluminum) ，Al3+= 原子元素 • 氯化鋁 (aluminum chloride)，AlCl3= 離子化合物 • 氯 (chlorine)，Cl2= 分子元素 • 丙酮 (acetone)，C3H6O = 分子化合物 • 一氧化碳 (carbon monoxide)，CO = 分子化合物 • 鈷 (Cobalt)，Co = 原子元素

  18. 化學式的命名步驟 1 這個化合物的命名是需用規則外的俗名嗎?

  19. 常見化合物的俗名 • H2O = 水， 水蒸氣， 冰 • NH3 = 氨 (ammonia) • CH4 = 甲烷 (methane) • NaCl = 食鹽 • C12H22O11 = 蔗糖

  20. 化學式的命名步驟 2 化合物的主要分類? 離子 或分子

  21. 主要的分類 • 離子 • 金屬 + 非金屬 • 金屬寫在化學式的前面 • 二元 離子 • 多原子離子的化合物 • 分子 • 2 種非金屬 • 二元 分子 (或二元共價分子) • 酸 – H在化學式的前面 • 雖然酸是分子，但它們溶於水後可生成離子 • 或許是二元酸或含氧酸

  22. 化學式的命名步驟 3 化合物主要的次分類? 二元離子，多原子離子， 二元分子， 二元 酸，含氧酸

  23. 化合物的分類 • 含有一個金屬和一個非金屬的化合物 = 二元 離子 • 型態 I 和 II • 含有多原子離子的化合物 = 多原子離子 • 含有2個非金屬的化合物 = 二元分子化合物 • 含有H和一個非金屬的化合物 = 二元酸 • 含有H和多原子離子的化合物 = 含氧酸

  24. 化學式的命名步驟 4 應用主分類和次分類的規則

  25. 化學式的命名離子化合物的規則 • 由陽離子和陰離子生成 • 以簡明的離子名字來命名 • 如果陽離子是： • 型態 I 金屬 = 金屬名字 • 型態 II 金屬 = 金屬名字 (電荷) • 多原子離子 = 多原子離子名字 • 如果陰離子是： • 非金屬 = 非金屬名字+ ide • 多原子離子 = 多原子離子名字

  26. 單原子非金屬陰離子 • 由週期表上的位置決定電荷 • 陰離子命名，元素名的尾端改為–ide

  27. 金屬陽離子 • 型態 I • 只有1種電荷的金屬離子 • IA， IIA， (Al， Ga， In) • 由週期表上的位置決定電荷 • IA = +1， IIA = +2， (Al， Ga， In = +3) • 型態 II • 超過1種以上電荷的金屬離子 • 由陰離子上的電荷決定電荷數 你如何知道金屬陽離子的型態是第II型? 而不是第一型 !!!

  28. 判定下列金屬是屬於型態 I或型態 II。 如果是型態 I，請寫出陽離子的電荷數 • 鋰 (lithium)， Li • 銅 (Copper)， Cu • 鎵 (gallium)， Ga • 錫 (Tin)， Sn • 鍶 (strontium)， Sr

  29. 判定下列金屬是屬於型態 I或型態 II。如果是型態 I，請寫出陽離子的電荷數。 • 鋰 (lithium)， Li 型態 I +1 • 銅 (Copper)， Cu 型態 II • 鎵 (gallium)， Ga 型態 I +3 • 錫 (Tin)， Sn 型態 II • 鍶 (strontium)， Sr 型態 I +2

  30. 型態 I 二元離子化合物 • 含有 金屬陽離子 + 非金屬陰離子 • 化學式和命名時，金屬寫在前面 • 金屬陽離子的名字寫在前面， 非金屬陰離子的名字寫在後面 • 陽離子的名字是金屬名字 • 非金屬陰離子的名字字尾要改變為-ide

  31. 範例：二元離子， 型態 I 金屬的命名CsF • 它有常見的俗名嗎? 如下： H2O， NH3， CH4， NaCl， C12H22O11 答案是沒有 • 驗證主要的分類 Cs = 是一種金屬，因為它位於週期表的左邊 F =是一種非金屬，因為它位於週期表的右邊  離子 • 驗證次要的分類 2 個元素，  二元離子 • 這是屬於 型態 I 或型態 II的 金屬？ Cs 是IA族，  型態 I

  32. 範例：二元離子， 型態 I 金屬的命名CsF • 驗證 陽離子和 陰離子 Cs = Cs+ 因為它是1A族 F = F-因為它是7A族 • 陽離子的名字 Cs+ = cesium = 銫離子 • 陰離子的名字 F- = fluoride = 氟離子 • 先寫出陽離子的名字，然後寫陰離子的名字 氟化銫 (cesium fluoride)

  33. 型態 II 二元離子化合物 • 含有 金屬陽離子 + 非金屬陰離子 • 化學式和命名時， 金屬寫在前面 • 金屬陽離子的名字寫在前面，非金屬陰離子的名字寫在後面 • 金屬陽離子的名字是金屬名字接著電荷數以羅馬數字在括弧內標示 • 由陰離子的電荷決定電荷數 • 常見的 型態 II 陽離子列於表 5.5 • 非金屬陰離子的名字尾端要改變為-ide

  34. 範例：二元離子， 型態 II金屬的命名CuCl • 它有常見的俗名嗎? 如下： H2O，NH3，CH4，NaCl，C12H22O11 答案是沒有 • 驗證主要的分類 Cu =是一種金屬， 因為它位於週期表的左邊 Cl =是一種非金屬， 因為它位於週期表的右邊  離子 • 驗證次要的分類 2 種元素，  二元離子 • 這是屬於 型態 I 或型態 II的 金屬？ Cu 不是IA族， IIA族， 或 (Al， Ga， In)  型態 II

  35. 範例：二元離子， 型態 II金屬的命名CuCl • 驗證陽離子和陰離子 Cl = Cl-因為它是7A族 Cu = Cu+以平衡陰離子的電荷 • 陽離子的名字 Cu+ = copper(I) = 銅離子 • 陰離子的名字 Cl- = chloride = 氯離子 • 先寫出陽離子的名字， 然後寫陰離子的名字 氯化銅 (copper(I) chloride)

  36. 決定多價陽離子電荷： Au2S3 • 決定陰離子的電荷 Au2S3 - 陰離子是 S， 因為它是6A族， 它的電荷是 -2 • 決定總負電荷數 因為化學式中有3個 S， 總負電荷是 -6 • 決定總正電荷 因為總負電荷是 -6， 總正電荷也是 +6 • 陽離子的電荷數 因為化學式中有2個 Au原子而且總正電荷是 +6，每一個 Au的電荷是 +3

  37. 範例 • LiCl = lithium chloride • AlCl3 = aluminum chloride • PbO = lead(II) oxide • PbO2 = lead(IV) oxide • Mn2O3 = manganese(III) oxide • ZnCl2 = zinc(II) chloride or zinc chloride • AgCl = silver(I) chloride or silver chloride

  38. 含有多原子離子的化合物 • 多原子離子是單一離子，它的原子數超過1個 • 離子化合物的命名都是陽離子先然後才是陰離子 • 非-多原子陽離子的命名 如型態 I 和 II • 非-多原子陰離子的命名 字尾要改為 -ide

  39. 一些 常見的多原子離子

  40. 多原子離子的模式 • 在週期表中相同欄的元素可形成相似的多原子離子 • 相同數目的 O 和 相同的電荷 ClO3- = chlorate \ BrO3- = bromate • 如果多原子離子是由H開始，則名字的字首要添加 hydrogen 和在電荷上添加 1 CO32- = carbonate \ HCO31- = hydrogen carbonate

  41. 3 - 2 - 1 - BO CO NO 3 3 3 2 - 3 - 2 - 1 - SiO PO SO ClO 3 4 4 3 3 - 2 - 1 - AsO SeO BrO 4 4 3 2 - 1 - TeO IO 4 3 多原子離子的週期樣式-ate groups IIIA IVA VA VIA VIIA

  42. 多原子離子的樣式 • -ate 離子 • chlorate = ClO31- • -ate 離子 + 1 O  相同電荷， per-字首 • perchlorate = ClO41- • -ate 離子 – 1 O  相同電荷， -ite字尾 • chlorite = ClO21- • -ate 離子 – 2 O  相同電荷， hypo-字首， -ite 字尾 • hypochlorite = ClO1-

  43. 範例：多原子離子的命名Na2SO4 • 它有常見的俗名嗎? H2O， NH3， CH4， NaCl， C12H22O11 = No! • 驗證主要的分類 Na =是一種金屬， 因為它位於週期表的左邊 SO4 = 是一種多原子離子  離子 • 驗證次要的分類 化合物有 3個元素  多原子離子 • 這是屬於 型態 I 或型態 II的 金屬？ Na 是 IA族，  型態 I

  44. 範例：多原子離子的命名Na2SO4 • 驗證離子s Na = Na+ 因為在1A族 SO4 = SO42-一種多原子離子 • 陽離子的名字 Na+ = sodium (型態 I) • 陰離子的名字 SO42- = sulfate • 先寫出陽離子的名字， 然後寫陰離子的名字 Sodium sulfate

  45. 範例：多原子離子的命名Fe(NO3)3 • 它有常見的俗名嗎? 如下： H2O， NH3， CH4， NaCl， C12H22O11 = 答案是沒有 • 驗證主要的分類 Fe = 是一種金屬， 因為它位於週期表的左邊 NO3 = 是一種多原子離子， 因為它是在( )內  離子 • 驗證次要的分類 有3個元素 多原子離子 • 這是屬於 型態 I 或型態 II的 金屬？ Fe 不是 IA族， IIA族， 或 (Al， Ga， In)  型態 II

  46. 範例：多原子離子的命名Fe(NO3)3 • 驗證離子 NO3 = NO3-一種多原子離子 Fe = Fe+3平衡3 個NO3-1的電荷 • 陽離子的名字 Fe+3 = iron(III) (型態 II) • 陰離子的名字 NO3- = nitrate • 先寫出陽離子的名字， 然後寫陰離子的名字 iron(III) nitrate

  47. 化學式的命名分子規則 • 超過2個元素的分子化合物之規則暫不學習 • 二元 分子: • 名字先寫非金屬 • 第二個非金屬名字之字尾加ide • 化學式中的下標是表示原子的數目，依此在每一個名字的字首顯示它的數目

  48. 二元分子化合物 2個非金屬 • 化學式中， 第一個元素的名字寫在前面 • 用元素的全名 • 化學式中， 第二個元素的名字寫在後面並在字尾加 -ide • 如果它是陰離子， 不能用在這個系統! • 以字首顯示原子的數目 • 第一個元素的字首若是 mono-則可省略

  49. 下標：字首 • 1 = mono-; • 第一個非金屬元素可免用 • 2 = di- • 3 = tri- • 4 = tetra- • 5 = penta- • 6 = hexa- • 7 = hepta- • 8 = octa- • 如果所接名字是由母音開始， 則最後一個 “a” 要去掉

  50. 範例：二元分子化合物的命名BF3 • 它有常見的俗名嗎? 如下： H2O， NH3， CH4， NaCl， C12H22O11 答案是沒有 • 驗證主要的分類 B =是一種非金屬， 因為它位於週期表的右邊 F =是一種非金屬， 因為它位於週期表的右邊  分子 • 驗證次要的分類 2個元素 二元分子

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