元素

定義

只含一種原子，不能以普通化學方法再分解的純物質。

命名

Fe 、O ₂、O₃ (臭氧)、C₆₀(芙)都是元素。

以印刷體大寫第一個字母大寫，第二個字母為小寫

液態元素則為『水』部

固態非金屬元素以『石』部為部首

目前已知元素約115 種，分金屬與非金屬元素

金屬元素與非金屬元素的性質比較

物理性質

種類

金屬元素

非金屬元素

顏色

大部分為銀白色或銀灰色

銅為赤紅色，金為黃色。

沒有特定顏色

鹵素的顏色變化最大

金屬光澤

都有金屬光澤

沒有金屬光澤

延展性

有延展性，不易碎裂

金是延展性最大的金屬

都沒有延展性，易碎裂

導電及導熱

熱及電的良導體

導電性：銀＞銅＞金

傳熱性：銀＞銅＞鋁＞鐵

熱及電的不良導體

石墨是唯一能導電的非金屬元素

密度、硬度

較大

較小(特別是氣體)

鑽石是自然界最硬的物質

熔點

較高

汞是熔點最低的金屬

鎢是熔點最高的金屬

較低

氦是沸點最低的元素

物態

常溫下多為固態
常溫液態金屬：汞(Hg)、銫(Cs)、鎵(Ga)

常溫下固態液態氣態皆有。

常溫下的液態非金屬：溴(Br)

氫氧氮氟氯為氣態元素

化學性質

活性

1.          活性大的金屬能與活潑的非金屬元素化合。

2.          鹼金族能與水作用產生氫氣。

3.          活性大的非金屬能與活潑的金屬元素化合。

4.          鹵族元素活性大。

氧化物

形成金屬氧化物。

形成非金屬氧化物。

水溶液

能溶於水者，呈鹼性。

不能溶於水者，呈中性。

能溶於水者，呈酸性。

不能溶於水者，呈中性。

種類

石蕊

酚酞

酚紅

廣用指示劑

紫色高麗菜

紅鳳菜

變色範圍

5.8～8.0

8.2～10.0

6.8~8.4

酸性

紅色

無色

黃色

紅橙黃

紅色

紅色

中性

不變色

不變色

不變色

綠色

不變色

不變色

鹼性

藍色

紅色

紅色

藍靛紫

綠色

藍綠色

金屬元素

非金屬元素

固態

『金』部：金、銀、銅、鐵、錫、鋰、鈉

『石』部：碳、矽、硼、硫、磷、砷

液態

『水』部：汞

『氵』部：溴

氣態

無

『气』部：氫、氧、氮、氟、氯、溴、碘

種類

元素

重要性質

金屬元素

鐵

1.          為磁性物質，能製磁鐵。

2.          活性大，在潮濕的空氣中易氧化鏽蝕，氧化物質地疏鬆，會層層剝落。

3.          氧化鐵難溶於水，投入水中呈中性反應；易和酸反應，產生氫氣(H₂)。

4.          依含碳量區分：

甲、生鐵－質硬而脆，適合鑄造，又稱為鑄鐵。

乙、熟鐵－富延展性，適合燬燒，又稱為煅鐵。

丙、鋼鐵－性質介於生鐵與熟鐵之間，彈性最大，用途最廣。

5.          含碳量：生鐵＞鋼＞熟鐵。

6.          不鏽鋼：鐵、鎳(Ni )、鉻(Cr )的合金(混合物)。

7.          磁卡、錄音帶上塗磁性的鐵氧化物。

鋁

1.          地殼中含量最多的金屬元素。

2.          質硬而輕，密度約為鐵的1 / 3 ，常用於製造飛機機身。

3.          活性比鐵大，但氧化物緻密，可保護內部，不再被氧化。
    【註】：鋅(Zn) 、錫(Sn) 也有類似性質。

銅

1.          常溫下為紅色金屬，活性小，

2.          元素中導電與導熱第二名，常用於導線。

3.          青銅：銅、錫合金，是人類最早使用的合金，質軟熔點低，可製成銅像。

4.          黃銅：銅、鋅合金，可製成水龍頭、裝飾品。

銀

1.          導電與導熱最佳，常用於電子工業及製造錢幣、飾品。

2.          相片的感光材料為溴化銀(AgBr ) 。

3.          火山地區常有硫化氫氣體，與銀作用會產生黑色硫化銀(Ag₂S)斑點。

金

1.          延展性最佳，可製成金箔。

2.          活性低，可製成抗腐蝕的導線。

汞

1.          俗稱水銀，為常溫常壓下唯一液態金屬(金屬中熔點最低者)。

2.          用於溫度計及氣壓計，日光燈管中也有汞蒸氣。

3.          有毒性，含汞物品需回收，如水銀電池。

鈦

1.          與大多數金屬皆可形成合金，質輕堅固，可製成高爾夫球桿頭、眼鏡等。

2.          人體對鈦不會有排斥作用，因而可用於人工關節、植牙材料。

3.          二氧化鈦粉末俗稱「鈦白粉」，可作為白色顏料，或添加於立可白中。

鎢

1.          熔點高，硬度大；常溫下為熔點最高的金屬。

2.          可製成燈泡的燈絲。

非金屬元素

碳

1.          可構成石墨、鑽石、芙(C₆₀ )等同構異形體。

2.          石墨是唯一可導電的非金屬元素，俗稱「黑鉛」，可製成鉛筆芯。

3.          活性碳可過濾水或空氣中的雜質。

硫

1.          化石燃料中含硫元素，燃燒後生成具刺激性臭味的二氧化硫(SO₂ ) ，溶於水形成酸性的亞硫酸(H₂SO₃ )，為酸雨的成份之一。

矽

1.          地殼中含量第二多的元素，或是地殼中含量最多的固態元素。

2.          為電子產業中IC 的重要原料。

道耳吞原子說

1.          一切物質由原子組成，原子不可分割。
è 現在知道原子中還有質子、中子· 電子。

2.          相同元素的原子必相同，不同元素的原子必不相同。
è 現在知道相同元素的同位素，如與，兩者質量就不同。

3.          化合物是原子由固定比例組成。
è 現在仍然正確。

4.          化學反應是原子重新排列組成新物質，過程中不會生成新原子，也不會有原子消失；可解釋質量守恆定律：化學反應前後所有物質的質量總和不變。

物質的分類

混合物

性質

1.          沒有一定的組成(可依任何比例混合)；

2.          沒有一定的性質(熔點﹑沸點﹑密度不固定)；

3.          可用物理方法分離出其他物質。

純物質

性質

1.          有一定組成；

2.          有一定性質(熔點﹑沸點﹑密度均一定)；

3.          不可用物理方法分離；依組成元素的種類，分成元素和化合物兩大類。

元素

1.          不能以普通的物理方法再分解成其它的物質。

2.          依元素的物理性質及化學性質，可分成金屬元素及非金屬元素，其中非金屬元素較少，大部分是金屬元素。

3.          目前已知元素有108種，其中有88種存於自然界。

化合物

1.          二種以上不同的元素相結合，所形成的純物質。

2.          化合物的性質和組成之成分元素的性質完全不同。

3.          一種元素只含有一種粒子，一種化合物中含有兩種以上的粒子。

4.          不能用物理方法分解為更簡單的物質，但能用適當的化學方法(如：電解﹑加熱)分解為更簡單的物質。

5.          化合物是由不同種類的原子相結合，元素是由相同種類的原子相結合。

原子和分子

原子

1.          組成物質的最小粒子，稱為原子。

2.          道耳吞認為原子不可再分割，實際上原子內部由電子、質子、中子組成。

3.          質子數和電子數決定原子的化學性質。

質子數相同，在週期表上為同一元素，質子數不同，即為不同元素。

分子

1.          具物質特性的最小粒子，如氫分子(H₂)可燃，但H₂O 中的H：指2 個氫原子而不是1 個氫分子(H2) ，所以H₂O 不具可燃的特性。

2.          元素可以形成分子，如氧分子(O₂)，氯分子(C1₂)；化合物也可形成分子，如氨分子(NH₃)，氯化氫分子(HCl)。

3.          單原子分子：

甲、氣體元素中只有惰性氣體，如氦(He)、氖(Ne)等，以「單原子分子」的形態存在。

4.          單原子分子活性小，性質安定，不易產生反應。

原子內部的結構

大小比較

1.          體積大小：晶體＞分子＞原子＞原子核＞質子＝質子＞電子。

2.          質量大小：中子＞質子＞電子。

3.          電量：電子帶一個負電(－1.6×10^－19庫侖)；

          質子帶一個正電，中子不帶電。

發現順序

1.          電子最先(1897年，湯木生發現) è 研究陰極射線，政時代負電的電子。

2.          質子其次(1919年，拉塞福發現) è 以α射線撞擊氮原子，發現原子內部有帶正電的質子。

3.          中子最晚發現(1932年，查兌克發現) è 以α射線撞鈹原子，發線不帶電的中子。

4.          原子內部必定有質子，但不一定有中子，氫原子沒有中子。

原子序

1.          最早的週期表是蘇俄科學家門得列夫依照原子量排列。

2.          目前的週期表示莫色勒依照質子數目排列，所形成的週期表。

3.          質子數＝原子序。

4.          中性原子的質子數＝電子數，所以：質子數＝原子序＝原子序。

5.          陽離子(帶正電)：質子數＝原子序＞電子數。

6.          陰離子(帶負電)：質子數＝原子序＜電子數。

原子量

1.          原子所具有的質量，稱為原子量。

2.          原子量約等於質量數，因為電子質量太小，因此質量數＝質子數＋中子數。

同位素

1.          原子內部具有相同的質子，但是中子數不相同，稱為同位素。

2.          同位素有不同的物理性質，但是有相同的化學性質。

3.          一般的化學反應涉及電子的交互作用，同位素有相同的電子數目，所以化學性質都相同。

週期表的分類

1.          同一行中各元素：金屬性及鹼性由上而下逐漸【增強】，非金屬性及酸性則反之。

2.          同一列中各元素：自左至右，酸性或非金屬性逐漸【增強】，鹼性或金屬性則反之。

3.          每一橫列表示一個【週期】，每一縱行表示一個【族】。

4.          同屬的元素具有相似的價電子組態，故化學性質【相似】。

5.          不同屬的元素有相同的價電子數，其化學性質也有類似之處。

鹼金族元素

1.          鹼金族元素包含【鋰、鈉、鉀、銣、銫、鍅】。

2.          質軟，能以刀片切割，密度小，比水【輕】，能浮於水面。

3.          活性大，在空氣中極易氧化，形成氧化物。

4.          需保存在礦物油 (如：【石油(煤油)】)中。

5.          能和水起激烈作用，並且放出【氫氣】。

6.          金屬為【銀白】色；離子為【無】色。

7.          鹼金族元素的化合物皆完全溶於水中。

鹼土金屬元素

1.          鹼土金屬元素包含【鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳】。

2.          鎂燃燒會產生【氧化鎂】，並且有強烈【白光】，可製閃光燈。

3.          鋁鎂合金堅硬質輕，可作為航空器材材料。

4.          鹼土族元素為【銀灰色】金屬，離子為【無色】。

5.          鹼土族元素遇到碳酸根(【CO₃^2－】)或硫酸根(【SO₄^2－】)會產生【白色】沉澱。

6.          水中含有鎂離子【Mg^2＋】、鈣離子【Ca^2＋】，稱為硬水，會將低肥皂的去污能力。

鹵素元素

1.          包含【氟、氯、溴、碘】。

2.          熔點【低】、沸點【低】，隨著原子量增加而【減少】。

3.          毒性隨著原子量增加而【減弱】。

4.          鹵素離子皆為【無】色。

5.          鹵素溶於水形成【酸性】溶液。

化學式的表示法

1.      金屬元素以一個原子代替。
例：鐵Fe、鋅Zn。

2.      一般物質的化學式寫法：正價在前，負價在後。

3.      物質總價數為零。

4.      分子是只能判斷物質的種類和個數，無法判斷物質的性質。

5.      有機化合物一般用示性式表示，能呈現物質大約的性質。