物质与物质动理论

本页只讲一条中四内容标准：物质与物质动理论。它是「物质与原子结构」一章的开篇，为你提供一套粒子模型，你将在整个 SPM化学 里用它来解释物质的状态、状态变化、溶解、扩散与气体性质。

一旦你能有把握地描述粒子，一大批考试答案就会变得例行而顺手。

什么是物质

物质是任何具有质量并占据空间（具有体积）的东西。你周围的一切，空气、水、铜、你自己的身体，都是物质。

所有物质都由极其微小、彼此分立的粒子组成：原子、分子或离子。这些粒子小到看不见，但它们的排列方式与运动方式，能解释你对某种物质所观察到的一切。

物质动理论

物质动理论指出：

• 物质由极微小的粒子组成。
• 粒子处于持续、随机的运动之中，因而具有动能。
• 温度越高，动能越大，粒子运动得越快。
• 粒子之间存在吸引力；这种力的强弱取决于粒子相距多远。

这几条观念很有力，因为它们让你无需为每一种状态背诵一套单独的事实，就能解释物质的三态以及它们之间的变化。

物质的三态

固态、液态与气态在三件事上不同，你每次都应把它们一起说出：粒子的排列、粒子之间的吸引力，以及粒子的运动（动能）。

• 固态，粒子紧密地排列成规则、整齐的次序，被强吸引力束缚。它们只能在固定位置上振动与转动，所以固体有固定的形状与固定的体积。
• 液态，粒子仍然靠得很近，但排列随机（不整齐），吸引力比固体较弱。它们能彼此滑移、流动，所以液体有固定的体积但没有固定的形状（随容器而定形）。
• 气态，粒子相距很远，排列完全随机，吸引力很弱、几乎可忽略。它们向各个方向自由、快速、随机地运动，所以气体没有固定的形状、也没有固定的体积，会充满整个容器。

关键观念。 比较三态时，每一次都用同样的三个要点作答，排列、吸引力、粒子运动。答出这三点的比较能拿满分；只说「靠得近」或「相距远」的则不能。

粒子运动的证据

有两个日常观察支持物质动理论。扩散是粒子由较拥挤处向较不拥挤处散开，源于它们的随机运动，例如一粒有色晶体在静止的水中散开，或气味充满整个房间。

布朗运动是可见微粒（如烟粒或花粉粒）细小、随机、颤动式的运动，由看不见的、快速运动的粒子撞击它们所引起；它是粒子持续运动的直接证据。

例题

题目。 把一粒紫色的高锰酸钾(VII)晶体放在一杯冷而静止的水底。

过了一段时间，整杯溶液都变紫；若水是温的，变紫更快。用物质动理论解释这两个观察。

第一步，辨认过程。 颜色散开，是因为高锰酸钾(VII)的粒子从拥挤处（晶体附近）移向较不拥挤处。

这种散开就是扩散。

第二步，解释运动。 溶质粒子与水粒子都在持续、随机地运动。

它们一边运动一边碰撞，有色粒子逐渐均匀地混入整杯水，所以整杯溶液变紫。

第三步，解释温度的影响。 水较温时，粒子具有更大的动能，运动得更快。

运动更快意味着有色粒子散得更快，所以溶液在更短的时间里变紫。

答案。 溶液变紫是因为持续运动的粒子扩散并混合；在温水中更快，是因为较高的温度给了粒子更大的动能，使它们运动与扩散得更迅速。

练习题

题目。 用物质动理论解释：为什么固体有固定的形状与固定的体积，而气体两者都没有。

答案。 在固体里，粒子紧密排成规则次序，被强吸引力束缚，所以只能在固定位置上振动、不能移位，这使固体有固定的形状与固定的体积。在气体里，粒子相距很远、吸引力很弱，向各个方向自由随机地运动，所以气体没有固定的形状、也没有固定的体积，会散开充满任何容器。

考试提示

对任何「用粒子来解释」的题目，都把答案围绕同样的三点来组织，排列、吸引力、运动／动能，并且始终把运动快与温度高联系起来。一个常见陷阱是只把气体描述成「相距很远的粒子」，却忘了说吸引力很弱、运动又快又随机；评分方案通常要这三点都齐。

散开要用准确的术语扩散，可见微粒的颤动要用布朗运动，而且绝不要说粒子「消失」，它们只是散开了。

本节定位

这是**物质与原子结构一章的第一条标准，直接衔接下一条关于状态变化的标准。要按顺序复习整章，请用复习笔记；要看更多粒子模型答案的分步解法，请做例题**。

在我们的在线一对一 SPM化学课上，以英文授课，每小时 RM50 起，我们的老师会检查你的三态比较是否始终涵盖排列、吸引力与运动，因为满分正是在这里得失。把粒子模型在这里打稳，后面的状态变化与气体性质等观念便水到渠成。

快速回顾

• 物质具有质量并占据空间，由不断运动的微小粒子组成。
• 物质动理论：粒子持续运动；温度越高，动能越大、运动越快。
• 用排列、吸引力、运动来比较固态、液态与气态。
• 扩散与布朗运动是粒子持续运动的证据。