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原子，分子，离子（CH5， CH6 ） 化学键（CH6） 分子的几何形状（CH6） 动力学理论（CH1） 化学反应（CH3；CH4；CH7；CH8） 能和熵（CH1；CH2） 原子，分子，离子 现代化学是从道尔顿和原子、分子概念开始的。单质是一种仅由同一类原子组成的物质。化合物则是由两种或两种以上的原子按一定比例结合在一起的。为了明白原子是怎样结合到一起形成分子的，我们应进而提到卢瑟福的一个原子是由中心的原子核与环绕它的电子构成的概念。 知道这些电子是分能级(或壳层)排布的，从而引入带正电荷的原子实和围绕着它的价电子壳层的概念。 化学键：是什么使原子在分子和晶体中结合在一起 所有的化学键都是由存在于带正电荷的原子核和带负电荷电子间的静电引力形成的。轨道重叠并不能直接说明化学键的形成，因为持这种说法，仅是一种模型，它因很有用而主要是化学系学生们学习的。但它会干扰认识构成键的真实原因，即原子核与电子间的静电引力。更有甚者，轨道模型会带给学生不正确的看法，认为学化学很难、抽象，仅是对初学者难以解说清楚、弄懂的概念基础上的数学研究。可以简明地描述离子键是由于离子间的静电引力形成的，而共价键则是共用电子对对两个原子实间的引力形成。相对应的路易斯结构式可以告诉我们一个原子可以形成多少个键。 分子的几何形状：三维化学 分子的几何形状概念是化学的重要内容，其重要性随着X-射线结晶学的进展而得到增强。例如：生命分子及其功能，工业催化剂如沸石和固态表面以及高分子合成等。如可以捕集特定离子的笼状物，具有能连接一种特殊类型分子的特别形状的分子(这种分子间的连接被称为相互间“识别”) 。 现在，化学家能创造这种复杂多样分子是令人瞩目的，也说明了关于化学的一种很重要的观念，即在研制新材料方面，化学是一种富有创造力的科学。化学家们能制出此前并不存在的新分子。化学是一种实际、有用、合乎需要而不是枯燥、纯理论、纯数学、抽象的科学，而有助于激发学生学习化学的积极性。 动力学理论 关于动力学理论，并不是指pv=nRT公式的导出，对于化学课来说，它并不是重要的内容，而更重要的是在绝对温度0K以上原子和分子进行的永恒的无序运动：温度越高分子运动得越快。 将上述概念与分子间作用力、由于核与电子间的静电引力联系起来，则可以对气态、固态、液态存在的理解提供解释。 原子的永恒运动说明不仅分子在空间运动，而且它们自身也不是静止的，而是还具有转动和振动。 化学反应 现在让我们研究有关化学反应的概念。化学反应的发生是由于反应物分子在运动中相互间发生激烈的碰撞足以使化学键断裂，从而发生各原子间的交换，同时产生了新的分子。也可以是一个分子的振动，激烈到足以破坏其化学键，形成更小的分子。这些阐述构成了对化学反应简明但却是基本的解释。更进一步探究，我们引入活化能概念，从而可以解释为什么一些反应进行得很迅速，而另一些反应在室温下，其速率几乎是难以测出的缓慢。这些就是使学生理解化学反应如何发生所需的最低限的知识。 在6个主要观念中，化学反应是最重要的，因为各种各样的化学反应是化学的核心。其中特别应指出的两类，即酸碱和氧化还原反应。了解反应的实质，并在特定的目标下应用它们，已是化学家理应设法做的事。多数工业以及纯理论的化学关注新物质如材料、塑料、药物的合成，以及选用更好的方法，包括价格便宜、更符合环境要求的方法等来制备现在已知的物质。那么，在化学世界里，什么是最令人鼓舞的成就?那就是制备诸如某些稀有气体和富勒烯等新分子。因此，理应更加重视许多富有想象力的化学家所从事的很了不起的事业，从而在制造更多新分子的道路上继续前进。 元素周期表对于了解化学反应及其分类是很有帮助的。在化学发展史上它曾起了如此重大的作用，从而在确定化学主要观念时，不能不把它纳入其中。应特别强调指出的是早在人们比较详细地了解原子结构之前，门捷列夫即发明了这张对更好地了解元素和化合物性质及其分类的表。至今它仍然是化学家们达到以上目的的有力工具。在了解化学反应当中，我们还较广泛地应用如电负性、原子的大小、原子实电荷或有效核电荷等概念，这些概念都可以从此前阐述的简单原子结构模型直接推导得出。 能和熵 最后，为什么有些反应能发生，而另一些反应却不能?要弄清以上的问题，需要热力学的知识——特别是自由能和熵的概念和热力学第一、二定律。化学反应能产生是整个宇宙(更简单地是指反应体系及其环境的总和)的混乱度在增加。在通常情况下，大多数反应是放热的，因为释出的热