元素、原子、分子和离子
厨房里有一杯水、一勺食盐和一截铜丝。它们看起来完全不像：水会流动，食盐会溶解，铜丝能导电。可要是把镜头不断放大，会发现化学研究的不是“肉眼看到的一整块东西”，而是组成它们的微粒和微粒的组合方式。
这一章要解决四个很容易混在一起的问题：物质由哪些元素组成？构成物质的微粒是什么？一个原子内部有什么？原子怎样变成离子？ 把这四个问题分开，化学符号就不再像密码。
先分清：元素不是一粒东西
体检报告里写“缺钙”，食品包装写“富含铁”，这里的钙和铁都不是指某一个钙原子或铁块，而是在说一种元素。元素是质子数相同的一类原子的总称。换句话说，原子核里只要质子数相同，就属于同一种元素；质子数不同，元素种类就不同。
把元素想成“同一类身份证号的原子家族”会更好理解。氧元素说的是这一类原子，不是在桌面上能单独拿起来的一颗“小球”。因此，描述宏观物质的组成时说“水由氢、氧两种元素组成”；把镜头转到微观，再说“一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成”。前一句的关键词是元素，后一句的关键词是原子，对象不同，不能随意互换。
判断“这里该用元素、原子还是分子”，先看句子在问什么：问某种物质含有哪些成分，用“元素”；问一个微粒里有什么，用“原子”；问多少个独立微粒，用“分子”或“离子”。
同样由两种元素组成，物质也不一定相同。水和过氧化氢都含氢、氧元素，但一个水分子中氢、氧原子的个数比是 2∶1，过氧化氢中是 1∶1，所以它们的性质不同。于是可以反问自己：元素种类相同，能不能直接判定物质相同？ 不能。元素好比积木的颜色，搭成什么模型还取决于数量和连接方式。
元素符号是“压缩后的名字”
元素用国际通用符号表示，例如 H 表示氢元素，O 表示氧元素，Fe 表示铁元素。一个元素符号通常还能表示一个该元素的原子：O 既可以读作“氧元素”，也可以表示“一个氧原子”；说的是哪一层含义，要看题干。
生活情境中尤其容易失分。比如“人体缺铁会影响健康”里的“铁”只能理解为铁元素，绝不是让人吞下一枚铁原子。氧气这一物质由氧元素组成；氧气由氧分子构成；一个氧分子再由两个氧原子构成。三个句子分别对应组成、构成物质的微粒和构成分子的原子，层次不能跳。
小练习： 水、氧气、二氧化碳三种物质中，哪些含氧元素？
原子：化学变化中保留下来的“基本零件”
糖在水里溶解，甜味会扩散；水通电后却能生成氢气和氧气。前一种过程没有产生新物质，后一种过程产生了新物质。那在真正发生化学变化时，什么没有被拆成更小的化学粒子？答案是原子：原子是化学变化中的最小粒子。
这句话不等于“原子绝对不能再分”。在本章讨论的普通化学变化里，原子不会被分开，变化发生的是原子的重新组合。用拼图类比：拆开一幅拼图并重新拼成另一幅图，拼图块还是原来的拼图块；化学反应前后的原子种类和数目也保持不变。
原子不是实心小球
原子的中心是很小的原子核，核里有带正电的质子和不带电的中子；核外有带负电的电子。质子带的正电荷数与电子带的负电荷数相等时，整个原子不显电性，所以中性原子满足：
元素的种类由质子数决定。一个原子有 8 个质子，无论中子数怎样变化，它都属于氧元素；若质子数变成 11，它就不再是氧元素，而是钠元素。原子的质量主要集中在原子核上，在初中计算中可把相对原子质量近似看作质子数与中子数之和。
“质子数决定元素种类”是判断元素身份的唯一钥匙。电子数可以因为得失而变化，中子数也可能不同；它们都不能单独决定元素种类。
现在不妨把自己当成原子档案员：核内 11 个质子、12 个中子，核外 11 个电子的粒子是什么？质子数 11 先锁定钠元素；质子数与电子数相等，所以它是钠原子；相对原子质量约为 11+12=23。若电子变成 10 个，元素还是钠吗？还是，因为质子数仍是 11；只是它不再是中性原子了。
例题：由结构信息判断微粒
某微粒的核内有 12 个质子，核外有 10 个电子。它属于哪种元素？它是原子还是离子？带什么电？
先用质子数认身份。12 个质子说明它属于镁元素，不能因为电子数是 10 就把它叫作“10 号元素”。
再比较正、负电荷。12 个质子带 12 个单位正电荷，10 个电子带 10 个单位负电荷，整体多出 2 个单位正电荷。
所以它不是中性镁原子，而是带 2 个单位正电荷的镁离子，符号写作 Mg2+。
最常见的误区是把右上角的 2+ 当作“两个镁离子”。它表示的是一个镁离子所带的电荷数；若真有两个镁离子，应该写成 2Mg2+。
分子：能独立表现物质化学性质的小团体
打开一瓶香水，过一会儿远处也能闻到气味。没有谁把香水“搬”到鼻子边，香味分子却在不断运动并扩散开来。这个现象提醒我们：分子很小、在不断运动，而且分子之间有间隔。
对于由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子。 水由水分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，氧气由氧分子构成。一个水分子不是“水和氢氧分开的混合物”，而是两个氢原子和一个氧原子按一定方式结合成的整体。
拿冰融化举例最直观。冰变成水，再变成水蒸气时，水分子本身没有变成别的分子，主要改变的是分子间的距离和排列、运动状态，所以这是物理变化。反过来，氢气在氧气中燃烧生成水时，氢分子、氧分子不再保持原样，原子重新组合，生成水分子，这才是化学变化。
这就回答了一个关键自问：化学变化中到底是分子不变，还是原子不变？ 分子可能改变，原子不变。用“旧组合拆开、原零件重组”的画面去想，比死记句子更可靠。
解释“水蒸发后体积变大”时，不要说“水分子变大了”。正确的推理是：水分子仍是水分子，分子间距离增大、运动更自由，因此宏观体积增大。
并不是所有物质都由分子构成。金属铜通常由铜原子构成；氯化钠由钠离子和氯离子构成。看到“微粒”时，先问它是哪类物质，再决定写分子、原子还是离子，不能把“分子”当作所有物质的通用答案。
离子：电子数变了，电荷就显出来了
将金属钠和氯气反应可以得到食盐。用微观的眼光看，钠原子失去一个电子后，正电荷数比负电荷数多 1，形成带一个单位正电荷的钠离子 Na+；氯原子得到一个电子后，负电荷数比正电荷数多 1，形成带一个单位负电荷的氯离子 Cl−。这样的带电微粒叫做离子。
带正电的离子叫阳离子，常由原子失去电子形成；带负电的离子叫阴离子，常由原子得到电子形成。离子也可能是带电的原子团，例如硫酸根离子 SO42−。初中阶段要抓住的不是复杂的电子运动细节，而是简单而稳定的判断：
注意“失去电子”后带正电，并不是原子凭空多了正电荷，而是负电荷少了；“得到电子”后带负电，是负电荷多了。离子形成前后，变化的是电子数，原子核里的质子数没有变，因此元素种类不变。
案例：盐水为什么能导电？
把食盐溶于水，食盐晶体中的钠离子和氯离子会在水中分散并能移动。接通电路时，带电的离子定向移动，溶液就能导电。固体食盐中离子的位置固定，不能自由移动，通常不表现出导电性。这个生活现象说明：离子不仅要“带电”，还要“能移动”，才会在溶液中帮助传导电流。
NaCl 表示氯化钠的组成，不应把它读成“一个氯化钠分子”。氯化钠由 Na+ 和 Cl− 按 1∶1 的个数比构成，属于离子化合物。
化学符号：位置一变，意思就变
面对 H、2H、H2、2H2O，不要急着背答案。像读地址一样，先看数字站在哪里：
- 写在元素符号前面的系数，表示微粒个数；2H 表示 2 个氢原子，2H2O 表示 2 个水分子。
- 写在元素符号右下角的小数字，要先看化学式所表示的物质。H2O 是分子化学式，其中一个水分子含 2 个氢原子和 1 个氧原子；离子化合物的化学式不表示一个分子，下标通常表示组成离子的最简个数比，或表示原子团内原子的个数。
- 写在符号右上角的数字和正负号，表示一个离子所带的电荷；Mg2+ 表示 1 个镁离子带 2 个单位正电荷。
试着先答： 3O2 一共含多少个氧原子？不要把 3 当作氧原子的下标。它表示 3 个氧分子，每个氧分子有 2 个氧原子，所以一共是 6 个氧原子。
用一条路线处理综合题
中考常把本章知识放进生活材料、粒子结构图或化学符号中。题面变了，判断路线不变：先用质子数确定元素，再比较电子数判断原子或离子；涉及物质组成时区分元素与微粒；读化学式时最后处理数字的位置。
例题：把概念和符号连起来
小苏打的主要成分是碳酸氢钠 NaHCO3。下列说法中正确的是（ ）。
A. NaHCO3 由钠、氢、碳、氧四个原子构成
B. NaHCO3 中含有四种元素
C. Na+ 中的质子数小于电子数
D. 一个碳酸氢钠分子中有 3 个氧分子
自检清单
1
下列说法正确的是？
2
某微粒有 17 个质子、18 个电子。下列判断正确的是？
3
化学变化前后，分子的种类和数目一定不变。
本章带走什么
元素回答“物质由什么种类组成”，原子、分子、离子回答“物质由什么微粒构成”。质子数给元素定身份；中性原子中质子数等于电子数；原子得失电子形成离子；分子在化学变化中可以改变，原子会重新组合但种类和数目不变。每次遇到新符号或新材料，都把它放回这条链路中判断，答案就能落在可靠的证据上。