由原子直接构成的物质
金属单质:所有的金属都是由原子直接构成的,例如:
铁(Fe):是生活中常见的金属,其内部是由铁原子紧密排列形成的晶体结构。铁具有良好的导电性、导热性和延展性,广泛应用于建筑、机械制造等领域。
铜(Cu):也是一种重要的金属,常用于电气设备中,因为它的导电性优良。铜原子之间通过金属键相互作用,形成稳定的金属结构。
铝(Al):质地较轻且具有抗腐蚀性,大量用于航空航天、汽车制造等行业。铝原子构成了铝的宏观物质形态。
稀有气体:稀有气体元素的原子最外层电子已达到稳定结构,它们以单个原子的形式存在,形成单原子分子,可视为由原子直接构成物质,例如:
氦气(He):是一种无色无味的气体,密度比空气小,化学性质极不活泼。氦原子之间仅存在微弱的范德华力。
氖气(Ne):在通电时会发出橙红色的光,常用于制作霓虹灯。氖原子各自独立,构成了氖气这种物质。
氩气(Ar):是空气中含量最多的稀有气体,化学性质稳定,常用作保护气,防止金属在高温下被氧化。氩原子直接构成了氩气。
部分非金属单质:某些非金属单质的晶体结构是由原子通过共价键相互连接形成空间网状结构,从而直接构成物质,例如:
金刚石:是碳的一种同素异形体,它是典型的由碳原子通过共价键形成正四面体结构,向空间无限延伸形成的立体网状晶体。金刚石硬度极大,是自然界中最硬的物质,可用于切割玻璃、钻探等。
硅(Si):硅原子之间以共价键相连,形成类似于金刚石的空间网状结构。硅是重要的半导体材料,广泛应用于电子工业,如制造集成电路、太阳能电池等。
二氧化硅(SiO₂):虽然它是化合物,但也是由原子构成的物质。在二氧化硅晶体中,每个硅原子与四个氧原子通过共价键相连,每个氧原子与两个硅原子相连,形成空间网状结构。天然的二氧化硅有石英、水晶等,常用于制造玻璃、光学仪器等。
由分子构成的物质
非金属单质:许多非金属单质是由分子构成的,这些分子内原子通过共价键结合,分子间通过分子间作用力聚集在一起形成宏观物质,例如:
氢气(H₂):由两个氢原子通过共价键结合形成氢分子,大量氢分子聚集在一起构成氢气。氢气是一种清洁能源,燃烧产物为水,无污染。
氧气(O₂):两个氧原子以共价键形成氧分子。氧气是维持生命所必需的物质,人类呼吸过程中吸入氧气,呼出二氧化碳。
氮气(N₂):由两个氮原子通过共价三键形成稳定的氮分子。氮气化学性质稳定,在食品包装中常用作保护气,防止食品变质。
白磷(P₄):四个磷原子构成一个正四面体结构的白磷分子。白磷着火点低,在空气中易自燃,通常保存在水中。
非金属氢化物:由非金属元素与氢元素形成的化合物,一般由分子构成,例如:
水(H₂O):水分子由两个氢原子和一个氧原子通过共价键构成。水是生命之源,在生物体内参与众多化学反应,在日常生活和工业生产中也有广泛用途。
氨气(NH₃):一个氮原子和三个氢原子形成三角锥形的氨分子。氨气有刺激性气味,易溶于水,其水溶液呈碱性,是重要的化工原料,可用于制造化肥、炸药等。
氯化氢(HCl):由氢原子和氯原子通过共价键形成氯化氢分子。氯化氢气体溶于水形成盐酸,盐酸是一种重要的强酸,在化学实验和工业生产中有广泛应用。
酸类:酸在固态和液态时通常以分子形式存在,例如:
硫酸(H₂SO₄):硫酸分子由氢、硫、氧三种原子通过共价键构成。浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性,是一种重要的化工原料,广泛应用于石油、冶金、化工等行业。
硝酸(HNO₃):硝酸分子由氢、氮、氧原子组成。硝酸是一种具有强氧化性和腐蚀性的酸,在化学工业和实验室中常用。
有机物:绝大多数有机物是由分子构成的,例如:
甲烷(CH₄):是最简单的有机物,由一个碳原子和四个氢原子通过共价键形成正四面体结构的甲烷分子。甲烷是