01 辞典：物质的分类

1

任何物质都是由元素组成的，根据元素组成对物质进行分类是化学研究的基础。

2

（1）单质：只由一种元素组成的纯净物

TIP

比如氢气 $H_2$、氧气 $O_2$、臭氧 $O_3$、氮气 $N_2$、金刚石 $C$、碳 60 $C_{60}$、白磷 $P_4$ 以及稀有气体氩 $Ar$、氖 $Ne$，

这些都属于单质，

（2）化合物：由多种元素组成的纯净物

TIP

比如纯水 $H_{2}O$、硫酸 $H_{2}S{O}_4$、二氧化碳 $C{O}_2$、葡萄糖 $C_6{H}_{12}{C}_6$，这些都是化合物。

3 元素在物质中的存在形态

（1）游离态：元素以 单质 形式存在的状态。

TIP

比如硫元素 $S$ 在自然界中有游离态，在火山口附近可以看到黄色的硫单质。

（2）化合态：元素以 化合物 形式存在的状态。

TIP

比如像钠 $Na$、钾 $K$ 这些特别活泼的金属，在自然界中是没有游离态的，只有化合态。因为它们太活泼了，遇到水就发生反应爆炸，每逢下雨就会爆炸，不可能。

4 同素异形体

（1）同种元素形成的不同 单质 叫同素异形体。

同素异形体的形成有两种方式：

第一种方式，原子个数不同，如 氧气 $O_2$ 和 臭氧 $O_3$；（都是氧元素形成的两种不同单质）

第二种方式，原子排列方式不同，如金刚石和石墨。

原子排列方式不同形成的同素异形体

又比如 $P$ 白磷（有剧毒）和红磷（较安全，可以作为火柴棒前面的燃烧物质）。

还有 $Sn$，有白锡和灰锡。

白锡是常温下锡的主要同素异形体，具有金属的延展性（可以拉伸）

但是如果在比较低的温度（零下 10 几 20 几摄氏度），白锡会转变为灰锡；灰锡和白锡性质完全不一样，灰锡类似非金属，呈粉末状，没有延展性。

随着温度的降低，银白色的金属锡会逐渐转化成另外一种同素异形体——不具有金属特性的灰锡粉末。这个过程也被叫做“锡疫”。这个灰锡既是生成物又是催化剂，能加速白锡的转化，只要有一点灰锡存在就能使反应迅速进行到底。在锡中加入锑或铋可以抑制灰锡的产生。

1912 年，英国斯科特探险队的船只，在去南极的途中，因天气十分寒冷，可是用于取暖的煤油却漏光了，以致探险队员全部冻死在南极冰原。原来装煤油的铁桶是用锡焊接的，而锡却莫名其妙地化为了灰尘。

（2）

同素异形体之间的性质差异主要体现在 物理性质 上

TIP

比如金刚石和石墨的硬度和熔沸点都有差异，但如果拿去燃烧都会变成二氧化碳 $C{O}_2$

同素异形体之间的转化属于 化学变化。

比如氧气 $O_2$ 变成臭氧 $O_3$，必须要经过旧化学键的断裂以及新化学键的生成。或则说产生了新的物质、新的分子，所以同素异形体之间的转化是属于化学变化。

5 物质的分类

接下来我们宏观的看一下，高中我们该如何对物质进行大分类。

$\mathrm{物}\mathrm{质}\underset{\mathrm{种}\mathrm{物}\mathrm{质}（\mathrm{或}\mathrm{分}\mathrm{子}）\mathrm{组}\mathrm{成}}{\overset{\mathrm{按}\mathrm{是}\mathrm{否}\mathrm{由}\mathrm{同}}{\to }}\{\begin{array}{l}\mathrm{纯}\mathrm{净}\mathrm{物}\underset{\mathrm{元}\mathrm{素}\mathrm{种}\mathrm{类}\mathrm{分}}{\overset{\mathrm{按}\mathrm{组}\mathrm{成}\mathrm{物}\mathrm{质}\mathrm{的}}{\to }}\{\begin{array}{l}\mathrm{单}\mathrm{质}\underset{\mathrm{素}\mathrm{性}\mathrm{质}\mathrm{分}}{\overset{\mathrm{按}\mathrm{照}\mathrm{元}}{\to }}\{\begin{array}{l}\mathrm{金}\mathrm{属}\mathrm{单}\mathrm{质}\\ \\ \mathrm{稀}\mathrm{有}\mathrm{气}\mathrm{体}\\ \\ \mathrm{非}\mathrm{金}\mathrm{属}\mathrm{单}\mathrm{质}\end{array}\\ \\ \\ \mathrm{化}\mathrm{合}\mathrm{物}\{\begin{array}{l}\stackrel{\mathrm{按}\mathrm{化}\mathrm{合}\mathrm{物}\mathrm{的}\mathrm{性}\mathrm{质}\mathrm{分}，\mathrm{有}}{\to }\mathrm{酸}、\mathrm{碱}、\mathrm{盐}、\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}\mathrm{等}\\ \\ \stackrel{\mathrm{按}\mathrm{化}\mathrm{合}\mathrm{物}\mathrm{的}\mathrm{组}\mathrm{成}\mathrm{和}\mathrm{结}\mathrm{构}\mathrm{分}，\mathrm{有}}{\to }\mathrm{离}\mathrm{子}\mathrm{化}\mathrm{合}\mathrm{物}、\mathrm{共}\mathrm{价}\mathrm{化}\mathrm{合}\mathrm{物}\\ \\ \underset{\mathrm{状}\mathrm{态}\mathrm{下}\mathrm{是}\mathrm{否}\mathrm{导}\mathrm{电}\mathrm{分}，\mathrm{有}}{\overset{\mathrm{按}\mathrm{在}\mathrm{水}\mathrm{溶}\mathrm{液}\mathrm{或}\mathrm{熔}\mathrm{融}}{\to }}\mathrm{电}\mathrm{解}\mathrm{质}、\mathrm{非}\mathrm{电}\mathrm{解}\mathrm{质}\\ \\ \underset{\mathrm{中}\mathrm{得}\mathrm{失}\mathrm{电}\mathrm{子}\mathrm{分}，\mathrm{有}}{\overset{\mathrm{按}\mathrm{在}\mathrm{化}\mathrm{学}\mathrm{反}\mathrm{应}}{\to }}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{剂}、\mathrm{还}\mathrm{原}\mathrm{剂}\end{array}\end{array}\\ \\ \\ \mathrm{混}\mathrm{合}\mathrm{物}\underset{\mathrm{微}\mathrm{粒}\mathrm{的}\mathrm{直}\mathrm{径}\mathrm{大}\mathrm{小}\mathrm{分}，\mathrm{有}}{\overset{\mathrm{按}\mathrm{混}\mathrm{合}\mathrm{物}\mathrm{中}\mathrm{分}\mathrm{散}\mathrm{质}}{\to }}\mathrm{溶}\mathrm{液}、\mathrm{胶}\mathrm{体}、\mathrm{浊}\mathrm{液}\end{array}$

TIP

• 混合物就是两种及以上物质没有固定比例的混合，就种就属于混合物。
• 纯净物是由同种物质或同种分子组成的。
• 稀有气体也属于单质

6 化合物的分类

按照化合物的性质分类，可分为酸、碱、盐、氧化物等。

酸的定义

在水溶液中电离出的阳离子完全是氢离子 $H^{+}$ 的化合物。

碱的定义

在水溶液中电离出的阴离子全是氢氧根离子 $O{H}^{-}$ 的化合物。

盐的定义

一类金属离子或铵根离子（$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{+}$）与酸根离子结合的化合物。

比如 $NaCl$、$NaHC{O}_3$、$N{a}_{2}C{O}_3$

氧化物的定义（重点）

氧元素与另外一种化学元素组成的二元化合物称为氧化物。

二元也就是指只有两种元素组成的化合物。

TIP

硫酸 $H_{2}S{O}_4$ 不是氧化物，因为它有三种元素。

$\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}\{\begin{array}{l}\mathrm{按}\mathrm{组}\mathrm{成}\mathrm{元}\mathrm{素}\mathrm{分}，\mathrm{有}\{\begin{array}{l}\mathrm{金}\mathrm{属}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}：\mathrm{如}{K}_{2}O,CaO,F{e}_2{O}_3\\ \\ \mathrm{非}\mathrm{金}\mathrm{属}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}：\mathrm{如}S{O}_2,C{O}_2,S{O}_3,P_2{O}_5,NO,CO\end{array}\\ \\ \mathrm{按}\mathrm{性}\mathrm{质}\mathrm{分}，\mathrm{有}\{\begin{array}{l}\mathrm{成}\mathrm{盐}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}\{\begin{array}{l}\mathrm{酸}\mathrm{性}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}，\mathrm{如}C{O}_2,S{O}_2,S{O}_3,M{n}_2{O}_7\\ \\ \mathrm{碱}\mathrm{性}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}，\mathrm{如}N{a}_{2}O,CuO\\ \\ \mathrm{两}\mathrm{性}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}，\mathrm{如}A{l}_2{O}_3\end{array}\\ \\ \mathrm{不}\mathrm{成}\mathrm{盐}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}，\mathrm{如}\mathrm{一}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{碳}CO,\mathrm{一}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{氮}NO\\ \\ \mathrm{特}\mathrm{殊}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{物}，\mathrm{如}\mathrm{四}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{三}\mathrm{铁}\mathrm{Fe}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}_4,\mathrm{过}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{钠}\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2、\mathrm{过}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{氢}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\end{array}\end{array}$

TIP

成盐氧化物指，这个氧化物可以通过化学反应，转变为盐类。

不成盐氧化物指，这个氧化物没有办法通过化学反应转变为盐类。

什么叫酸性氧化物呢？

某种氧化物可以与碱反应，生成一种盐 + 水 $H_{2}O$，

那么这种氧化物就叫酸性氧化物。

比如

二氧化碳和氢氧化钠反应，生成碳酸钠和水。

$C{O}_2+2NaOH=N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O$

二氧化硫和氢氧化钙反应，生成亚硫酸钙和水。

$\mathrm{SO}{\phantom{A}}_2+\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_2=\mathrm{CaSO}{\phantom{A}}_3\downarrow +\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

什么叫碱性氧化物呢？

某种氧化物可以与酸反应，生成一种盐 + 水 $H_{2}O$，

那么这种氧化物就叫碱性氧化物。

比如

$\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4=\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

氧化铁和盐酸反应

$\mathrm{Fe}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{HCl}=2\mathrm{FeCl}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

什么叫两性氧化物？

既能和酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成一种盐和水。

高中最有名的两性氧化物就是 $\mathrm{Al}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

$\mathrm{Al}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{HCl}=2\mathrm{AlCl}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

和碱反应生成 偏铝酸钠。

$\mathrm{Al}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{NaOH}=2\mathrm{NaAlO}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

另一种说法是，

既能和酸反应生成盐，又能和碱反应生成盐的的氧化物。

新教程上，$A{l}_2{O}_3$ 与碱反应生成的是四羟基合铝酸钠 $Na[Al(OH{)}_4]$，反应方程式为

$\mathrm{Al}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{NaOH}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{}{=}2\mathrm{Na}[\mathrm{Al}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_4]$

特殊氧化物

一、

四氧化三铁 $\mathrm{Fe}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ 的铁的化合价有 $+2,+3,+3$，即三个铁的化合价有两种价态。

因此，如果它与酸反应会生成 2 种盐，就不符合“生成一种盐”的要求。所以它不能归类在碱性氧化物里。

二、

过氧化钠 $\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$、过氧化氢 $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ 都属于过氧化物。

$\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ 和酸反应，不仅生成一种盐和水，还生成氧气。

$2\mathrm{Na}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+4\mathrm{HCl}=4\mathrm{NaCl}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow$

判断对错

1

非金属氧化物一定是酸性氧化物（ ）错。

TIP

反例：$NO,CO$

2

酸性氧化物一定是非金属氧化物（ ）错。

TIP

反例：七氧化二锰与碱反应生成高锰酸钾和水。

$\mathrm{Mn}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+2\mathrm{KOH}=2\mathrm{KMnO}{\phantom{A}}_4+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

3

金属氧化物一定是碱性氧化物（ ）错。

TIP

反例：七氧化二锰，氧化铝 $A{l}_2{O}_3$

4

碱性氧化物一定是金属氧化物（ ）对。

5

能与酸反应生成盐和水的氧化物一定是碱性氧化物（ ）错。

TIP

反例：氧化铝 $A{l}_2{O}_3$ 是两性氧化物

6

能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物（ ）错。

TIP

反例：氧化铝 $A{l}_2{O}_3$ 是两性氧化物