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第二章 元素与元素符号

Lesson 2/11 | Study Time: 20 Min


元素与其分布



元素与其分布



元素的基本概念


古代与现代对元素的理解


古代观点:希腊哲学家认为,地上的世界由 土、水、气、火 四大元素组成。(这种说法虽然有趣,但不科学哦!)


近代观点:英国科学家波义耳提出,组成物体的最基本物质是元素,但它们不是土、水、气、火。


现代科学:现代科学认为,物质是由元素组成的。元素是指具有相同核电荷数(质子数)的一类原子的总称。


例子:氧元素是所有核电荷数为 8 的原子的总称。


元素的特点



  • 一种元素的原子核电荷数(质子数)是固定的。

  • 原子核内的质子数 = 核外电子数。




同位素


定义:同一种原子,质子数和电子数相同,但中子数不同。


特点



  • 化学性质:相同(因为化学反应主要与电子有关)。

  • 物理性质:有差别(因为中子数不同会影响质量)。


例子:氢原子有三种:



  • 普通氢(无中子)

  • 氘(1个中子)

  • 氚(2个中子)




元素的种类






















种类 特点 例子
金属元素 导电、导热、延展性强,通常有光泽。 铁、铝、铜
非金属元素 不导电、不导热,通常没有金属光泽。 氧、碳、氮

生活例子:二氧化碳(CO₂)和一氧化碳(CO)是两种完全不同的物质,但它们都是由碳元素和氧元素组成的。




人造元素


定义:科学家用某种元素的原子核作为“炮弹”轰击另一种元素的原子核,产生新元素。


例子:锝(Tc)、钷(Po)。


生活中的人造元素:核能发电会利用某些人造元素,如钚(Pu)。




放射性元素


特点:放射性元素可以放射射线,对人体有害,但也可以用于医学治疗。


例子:



  • 癌症治疗:通过“放疗”,将射线集中在肿瘤区域,杀死癌细胞。

  • 生活警示:放射性元素的射线对人体有害,需避免接触。




元素的分布


地壳中的元素


地壳中含量最高的元素是氧,其次是硅。



























地壳主要元素 含量排名
1
2
3(金属中最高)
4



人体中的元素


人体主要元素:氧、碳、氢。



































元素 功能
氧、氢、碳 构成人体主要成分(如水、糖、脂肪等)。
构成骨骼和牙齿。
参与血液中氧的运输(血红蛋白)。
构成DNA和细胞膜。
钾、钠 调节体液平衡,维持神经信号传递。
微量元素(锌、硒等) 激活酶、调节免疫功能。












元素符号与化学知识



元素符号与化学知识



元素符号的定义与规则


定义


元素符号是国际上统一采用的,用来表示元素的符号。通常由一个或两个拉丁字母组成:



  • 第一个字母大写。

  • 如果有第二个字母,则为小写。


例子





































元素名称 元素符号 备注
H 代表氢元素或一个氢原子
N 代表氮元素或一个氮原子
O 代表氧元素或一个氧原子
Na 两个字母,第二个小写
Fe 来源于拉丁文“Ferrum”



离子


离子的形成



  • 失去电子 → 带正电荷,称为阳离子。

  • 获得电子 → 带负电荷,称为阴离子。


生活例子



  • 食盐(氯化钠,NaCl):由钠离子(Na⁺)和氯离子(Cl⁻)组成。

  • 碱性电池:利用了锌离子(Zn²⁺)和氢氧根(OH⁻)的反应。




原子团


定义


原子团是由两种或两种以上的原子组成的整体,在化学反应中作为一个单位参与反应。


常见原子团及电荷





































原子团名称 化学式 电荷
氢氧根 OH -1
铵根 NH₄ +1
硝酸根 NO₃ -1
硫酸根 SO₄ -2
碳酸氢根 HCO₃ -1



趣味知识


为什么铁的符号是 Fe?因为它来源于拉丁文“Ferrum”。


为什么钠的符号是 Na?因为它来源于拉丁文“Natrium”。


食盐:氯化钠(NaCl)是由钠离子和氯离子组成的。













元素周期表概览



元素周期表概览



元素周期表的发现


门捷列夫的贡献


门捷列夫发现了一些元素具有相似的化学和物理性质。他将这些元素按原子量递增排列,并发现元素的性质有规律地重复出现。1869年,他发表了第一张元素周期表。


现代元素周期表


现代元素周期表是根据元素的核电荷数(质子数),按原子结构规律排列的。核电荷数也叫原子序数。




元素周期表包含的信息


周期表中的信息























位置 信息
右上角 元素的符号(如H代表氢,O代表氧)。
左上角 原子序数,表示元素原子核内的质子数(即核电荷数)。
相对原子质量 根据各类原子的比例计算的平均值。

生活例子



  • 氢(H):原子序数为1,核内有1个质子。

  • 氧(O):原子序数为8,核内有8个质子。

  • 铁(Fe):原子序数为26,核内有26个质子。




元素周期表的结构


周期


定义:元素周期表的每一行称为一个周期,共有7个周期。


规律:同一周期内,从左到右,元素的性质逐渐变化。


例子:



  • 第一周期:H(氢) → He(氦)

  • 第二周期:Li(锂) → Ne(氖)



定义:元素周期表的每一列称为一个族,共有18个族。


规律:同一族的元素具有相似的化学性质。


例子:



  • 第1族:钠(Na)、钾(K)等,都是活泼的金属。

  • 第17族:氯(Cl)、溴(Br)等,都是非金属卤素。

  • 第18族:氦(He)、氖(Ne)等,都是稀有气体。




元素周期表中的元素分布
































位置 元素类型 特点
最左边 活泼金属 如钠(Na)、钾(K),化学性质非常活泼。
中间部分 活泼性较差的金属 如铁(Fe)、铜(Cu),化学性质较稳定。
最右边 非金属元素 如氧(O)、氮(N),化学性质活泼。
最右侧一列 稀有气体 如氦(He)、氖(Ne),化学性质非常不活泼。











2.4 化肥中的有效元素


化肥中的有效元素



化肥的定义


化肥是通过化学方法制成的肥料,其中含有一种或多种农作物生长所需的营养元素。


种类包括:



  • 氮肥

  • 磷肥

  • 钾肥

  • 复合肥





各种化肥的特点


氮肥


作用:



  • 促进农作物的茎叶生长。

  • 缺氮时,植株矮小,叶色发黄。


常见氮肥:



  • 碳酸氢铵(NH₄HCO₃)

  • 尿素(CO(NH₂)₂)


生活例子:氮肥适合用于促进水稻、蔬菜的生长。



磷肥


作用:



  • 促进农作物根系发达,增强吸收养分和抗旱能力。

  • 促使农作物穗数增多,籽粒饱满。

  • 缺磷时,植株颜色暗绿带红。


常见磷肥:



  • 磷酸钙(CaSO₄ 和 Ca(H₂PO₄)₂ 的混合物)


生活例子:磷肥适合用于果树和豆类作物。



钾肥


作用:



  • 促使农作物茎干粗壮,增强抗病虫害能力。

  • 促进糖和淀粉的生成。

  • 缺钾时,植株矮小,叶片出现褐斑。


常见钾肥:



  • 硫酸钾(K₂SO₄)

  • 氯化钾(KCl)

  • 草木灰(碳酸钾,K₂CO₃)


生活例子:钾肥常用于种植马铃薯、甘蔗等作物。



复合肥


定义:含有两种或两种以上主要营养元素的化肥。


作用:



  • 促进农作物高产、稳产。


常见复合肥:



  • 硝酸钾(KNO₃)

  • 磷酸二氢钾(KH₂PO₄)


生活例子:复合肥适合用于大田作物和经济作物。





使用化肥的影响与改进


化肥的过度使用


问题:长期使用化肥会导致土壤板结,破坏土壤结构。


后果:



  • 土壤透气性差,影响农作物对养分的吸收。

  • 农作物品质下降,产量减少。


改善措施


增加有机肥:



  • 有机肥能够改善土壤透气性,调节土壤温度,防止土壤板结。

  • 例子:农家肥、堆肥、绿肥等。