把一勺白糖放进水里,刚开始杯底还能看见晶体;过一会儿,晶体像是“消失”了。可是在糖水的上、中、下各尝一小口,为什么都能尝到甜味?白糖并没有凭空消失,而是原有的蔗糖分子分散到了水中各处,肉眼看不见这些分子。化学常常就是这样:眼前看到的是一杯糖水,脑中要追问的是“里面的微粒发生了什么”。

物质由极其微小的粒子构成。它们小到不能靠肉眼逐个看见,却能借助溶解、扩散、气味传播等现象留下线索。本章先用分子和原子这两类微粒,建立观察物质的“微观眼光”。
把糖水想成一间挤满人的操场:水的微粒原本就在其中,蔗糖溶解后,它的微粒进入水微粒之间,慢慢分散开来。于是,杯中不再有一整块可见的糖晶体,但糖仍在杯中;它只是以均匀分散的微粒状态存在。
这里要先分清两件事。糖晶体看不见了是现象;糖的微粒分散在水中是对现象作出的微观解释。糖溶于水时没有生成新物质,蔗糖微粒本身没有变成别的微粒,因此这是一种物理变化。以后遇到“固体不见了”的题目,不要急着写“发生化学变化”,先问:有没有生成新物质?
再想想教室里的香水味。即使没有人端着香水在教室里走,过一会儿远处的人也可能闻到气味。气味微粒会从浓的地方逐渐向周围扩散,说明微粒不是静止地排在那里,而是在不断运动。
在两杯不搅拌的水中同时加入少量品红,热水中的颜色通常更快变得均匀。这不是品红“更愿意”跑向热水,而是温度升高后,构成物质的微粒运动更快,彼此混合得也更快。做这种比较时,水量、品红用量等条件要尽量相同,才好把差异归因到温度。

把交互中的水温依次调高,留意颜色扩散的快慢变化。这个模拟只把“温度影响微粒运动”这一因素单独放大;真实实验中,搅拌、水量等也会影响混合速度。所以它告诉我们的不是精确时间,而是一个可靠的方向:温度越高,微粒运动通常越快。
“微粒在不断运动”不等于它们总朝同一个方向整齐前进。扩散的结果是大量微粒无规则运动后逐渐混合;不要把颜色变浅误认为品红微粒消失了。
现在回到一滴水。把它不断地分成更小的水滴,水仍然是水;当小到一个水分子时,它还保持水的化学性质。对由分子构成的物质来说,分子是保持其化学性质的最小粒子。水、氧气等都可用分子来描述:一个水分子由氢原子和氧原子构成,一个氧分子由两个氧原子构成。
那么原子又是什么?在初中化学所讨论的化学变化中,原子是化学变化中的最小粒子。可以把原子比作积木块,把分子比作按一定方式搭好的积木模型:一个分子由原子构成;化学变化时,原有模型可以拆开,积木块再搭出新模型。这个比喻只帮助理解“组合关系会变”,并不表示原子真的是彩色积木。
还要补上一句很关键的话:并不是所有物质都由分子构成。金属铜可看作由铜原子直接构成,稀有气体氦也可由氦原子直接构成。因此,看到“物质由微粒构成”时,不能擅自把每一种物质都写成“由分子构成”。

试着完成分类后,再用一句完整的话解释你的选择。例如,不要只说“铜是原子”,而应说“铜由铜原子直接构成”;不要只说“水有原子”,而应说“水由水分子构成,每个水分子由氢原子和氧原子构成”。把“由什么构成”和“一个粒子由什么组成”分开,概念才不会打结。
下列说法中正确的是:
A. 所有物质都由分子构成。
B. 水分子由氢原子和氧原子构成。
C. 原子在化学变化中会消失。
D. 铜由铜分子构成。
先审查 A。水、氧气等物质由分子构成,但铜可由铜原子直接构成,氦可由氦原子直接构成,所以“所有物质”这个说法太绝对,A 不正确。
再看 B。一个水分子中含有氢原子和氧原子,分子本来就是由原子构成的,B 符合概念。
最后排除 C、D。化学变化中改变的是原子的组合方式,不是原子凭空消失;铜的构成微粒是铜原子,不是铜分子。因此正确选项是 B。
冰融化时,水分子还是原来的水分子,只是它们的排列和间隔发生变化,因此没有生成新物质。化学变化并不都能只用“分子拆开”来描述,因为有些物质本来就不是由分子构成的。以氢气在氧气中燃烧生成水为例,反应物由分子构成时,原来的分子可以分成原子,原子再按新的方式结合,形成新的分子。氢分子和氧分子不再保持原有的组合,出现了水分子,因此物质种类改变。
在点燃条件下,用 2H₂ + O₂ → 2H₂O 表示这个变化时,可以先数清反应物一侧有 4 个氢原子、2 个氧原子;生成物一侧仍然有 4 个氢原子、2 个氧原子。变的是原子怎样搭配:原先的氢分子和氧分子不再存在,出现了水分子。这里的式子用于观察微粒重组,不必把它当成这一章的配平训练。

在本章学习的化学变化中,原子的种类和数目不变,改变的是原子的组合方式。最容易失分的地方是把“氧分子消失”误写成“氧原子消失”:消失的是原来的分子组合,原子仍参与形成新的分子。
小明看到水结成冰,认为“水分子都变成了别的原子,所以发生化学变化”。这个判断对吗?
在 2H₂ + O₂ → 2H₂O 的微观示意中,反应后不再存在的是氧原子,还是氧分子?
从糖水的甜味、香味的传播到品红的扩散,现象都在提醒我们:物质由微粒构成,微粒在不断运动。分子与原子是认识这些微粒的两把钥匙;分子由原子构成,有些物质则可由原子直接构成。下次见到由分子构成的反应时,试着在脑中播放一段“微观短片”:旧分子拆开,原子保留,再重新组合为新分子。宏观看见的是新物质,微观看见的是原子的重新搭配。