第一章　緒論 第二章　自然界的物質 第三章　物質的形成及其變化 第四章　生活中的能源 第五章　生活中的物質 第六章　職業化學 第七章　諾貝爾化學獎

第一節　化學第二節　化學與生活

佔有空間 Space 具有質量 Mass 具有一定特性 Properties

一、物質的種類

物理變化

化學變化

二、物質的變化

物理性質 ( 物性 ) 化學性質 ( 化性 )

三、物質的性質

一、化學家與化學發展簡史

化學與生活 化學與工業發展　 1.石化工業。　 2.塑膠工業。

二、化學與民生

第一節　自然界 第二節　水 第三節　大氣 第四節　土壤

水、空氣、土壤是地球維繫生物生存的環境因素。

一、自然界

水的性質（亞佛加厥定律）一、水質特性

曝氣利用水與空氣接觸 懸浮物的去除沈降法、凝聚法 過濾礫石、砂石及無煙煤等 消毒、殺菌、除臭

二、水質淨化、消毒

蒸餾法利用水與空氣接觸 離子交換法利用陰、陽離子交換樹脂

三、製造純水的方法

水溶液中含有鈣、鎂離子稱為硬水 暫時硬水加熱煮沸可以去除鈣、鎂離子 永久硬水被加熱煮沸不會析出

四、硬水的軟化

海水中所含的物質、含量包括氯、鈉、鈣、鉀、溴、鍶等 重要資源的提煉氯離子、鈉離子、鎂離子等 海水淡化蒸餾法、凝固法、離子交換法、逆滲透法等

五、海水

水污染的種類1. 工業污染2. 都市污水3. 農畜污染

六、水污染 水污染的防治1. 水污染防治法2. 廢水處理場3. 從個人做起

對流層（ 0 ～ 13公里）

平流層（ 13～ 50公里）

中氣層（ 50～ 90公里）

增溫層（ 90～ 550公里）

大氣

一、空氣中的物質

氮氣1.特性：無色無味、不可然不助燃2.實驗室製備法3.工業製備法4.反應

二、氣體的性質、製備及反應

氧氣1.特性：無色無味、化性活潑2.拉瓦節3.實驗室製備法4.工業製備法

二、氣體的性質、製備及反應

二氧化碳1.特性：無色無臭也無味、不可然不助燃2.實驗室製備法3.工業製備法4.反應

二、氣體的性質、製備及反應

主要大氣污染1.自然界污染2.人為污染溫室效應對環境的影響空氣污染的防治

三、主要的大氣污染及防治

一、土壤的主要成份

陶瓷器、磚瓦、玻璃的原料

土壤中的矽可製成晶圓

二、土壤的應用

法律、法令的規定

積極減輕污染及控制污染源

三、土壤的污染及防治

3-1 物質的形成3-2 化學反應與化學計量3-3 物質的性質3-4物質的變化

質子 Proton帶正電，構成原子核的粒子之一。

中子 Neutron不帶電，與質子構成原子核。

電子　 Electron帶負電，環繞於原子核外。

一、原子結構

電子　 Electron湯姆森 1897 年陰極射線實驗，推算出荷質比 1.76 ×108 　庫倫 / 克。

密立坎 1909 年油滴實驗，測出電荷量 1.6 ×10-19 　庫倫。

二、電子、質子及中子

質子 Proton拉塞福 1911 年 α 粒子散射實驗，發現原子有核。

拉塞福 1919 年 α 粒子撞擊氮原子，發現帶正電的質子。

二、電子、質子及中子

中子 Neutron1932 年查兌克用 α 粒子撞擊鈹（ Be ）原子，

發現中子。

二、電子、質子及中子

同位素質子數相同，中子數不同的原子，稱為同位素

質子數　　 1 　 　　　 1 　　 　 1 　中子數　　 0 　 　　 1 　　 　 2

三、原子與離子的表示方式

H11 H2

1 H31

軌域

價電子（ Valence electron ）

四、電子軌域

元素週期表以原子序來排列共有 7 個週期， 18 個族，

同族元素具有相似的化學特性。

元素的週期性

五、元素的週期性與週期表

共價鍵兩原子利用共用電子的方式結合。

鍵長1. 結合的兩原子核之間的距離長度。2. 兩原子結合後，兩原子核之間的距離縮小。

鍵角兩共價鍵所夾的角度。

六、分子的結構

質量守恆定律 定比定律（定組成定律） 倍比定律 氣體反應體積定律

一、化學計量

原子學說道耳頓提出：1. 一切物質由原子組成，原子為最小不可分割粒子。2. 相同元素的原子具有相同的特性。3. 不同元素的原子以簡單整數比結合成化合物。4. 不同化合物分解後所得的相同原子性質相同。

二、原子學說與分子學說

分子學說（亞佛加厥定律）亞佛加厥提出：在同溫同壓下，同體積的氣體必有相同數目的分子。

二、原子學說與分子學說

原子量、分子量1. 將 6 × 1023 個原子的質量定義原子量， 也將 6 × 1023 個分子的質量定義分子量。2. 現今是以碳 12 同位素作為原子量的標準。3.分子量為各組成原子的質量總和。

三、原子量、分子量與莫耳數

莫耳數（ mole ）1. 為了明確的計量原子的質量，科學家訂立一致的單位稱為莫耳。

2. 一莫耳＝ 6.02 × 1023 個粒子。3. 6.02 × 1023又稱為亞佛加厥常數，記作 N0

4. 週期表上的原子量皆是一莫耳該原子的質量。

三、原子量、分子量與莫耳數

實驗式（簡式）

1. 表示組成物質最簡單的化學式，包含該分子中原子的種類與組成該物質的原子間最簡單的整數比。

2. 實驗式不一定能顯示出組成物質的原子個數。

四、化學式

分子式可以得知分子中實際的原子種類與個數。

示性式1.將分子中具有特殊化學性質的結構表示出來。2. 可以得知該分子中原子的種類、實際數目，和分子的化學特性。

四、化學式

結構式將原子依鍵結的情形排列出來，可以得知原子種類、

實際數目、和原子間鍵結的情形。

電子點式依據價電子的鍵結情形表示，意義與結構式相似，

可以推斷分子的立體結構。

四、化學式

離子化合物1.由金屬與非金屬所形成的化合物2.融化狀態導電3. 水溶液中導電

分子化合物1.由非金屬與非金屬所形成的化合物2.融化狀態不導電3. 水溶液中導電

五、離子化合物與分子化合物

利用化學式、加號、箭號、係數的式子來表示化學反應的過程，稱為化學方程式。

例：

Ｎ 2 + 3 Ｈ 2 → 2 ＮＨ 3

六、化學方程式表示法

化學反應過程中，利用反應物消耗量和生成物生成量之間的關係來計量，計算出化學反應中各化合物的量。

例：1 Ｎ 2 + 3 Ｈ 2 → 2 ＮＨ 3

七、化學計量

電解質1.非電解質：在溶液中不解離離子。　　　　　　如糖、酒精

2.強電解質：在溶液中解離出很多離子。　　　　　　如 NaCl

3.弱電解質：在溶液中僅部份解離。　　　　　　如 HF

一、解離、電解質與非電解質

電解質的通則一、解離、電解質與非電解質

通　則 例　外1. 大部分的酸都是弱電解質

強酸 ( 強電解質 )： HCl 、 HBr 、Hi 、 HNO3 、 HClO4 、 H2SO4

2. 大部分的鹼都是弱電解質

強鹼 ( 強電解質 )：LiOH 、 NaOH 、 KOH 、 RbOH、 CsOH 、 Ca(OH)2 、 Sr(OH)2 、 Ba(OH)2

3. 大部分的鹽都是強電解質

屬於弱電解質的鹽類：NH4Cl 、 HgCl2 、 Hg(CN)2

1. 體積莫耳濃度 (M)：溶質莫耳數 / 溶液的體積升數

2. 體積百分率 (V%)：（溶質的體積 / 溶液的體積） ×100％

二、常用濃度表示法

3. 重量百分率濃度 (％ ) ：（溶質克數 / 溶液克數） ×100％

4. 重量莫耳濃度 (Cm)：溶質莫耳數 / 溶液的仟克數　

二、常用濃度表示法

5.百萬分濃度 (ppm)：（溶質質量 / 溶液質量） ×106

6.十億分濃度 (ppb)：（溶質質量 / 溶液質量） ×109

二、常用濃度表示法

酸鹼定義：阿瑞尼斯認為，酸是溶於水中時會產生 H+ 的一種分

子化合物，鹼則是產生 OH －。

Kw = [H ＋ ] [OH － ] = 1.0×10 － 14

[H ＋ ] [OH － ] 乘積恆為定值 1.0×10 － 14

當 [H ＋ ] ＞ [OH － ] ：溶液為酸性若 [OH － ] ＞ [H ＋ ] ：溶液為鹼性

三、 PH值的定義

pH pH ＝ 7 時，溶液成中性pH ＜ 7 時，溶液成酸性pH ＞ 7 時，溶液成鹼性

三、 PH值的定義pOH pOH ＝ 7 時，溶液成中性pOH ＜ 7 時，溶液成鹼性pOH ＞ 7 時，溶液成酸性pH + pOH ＝ 14

電解質溶於水解離為陰陽離子，難解離物質以化學式表示。

某些離子會生成非離子狀態的物質1.不溶性固體2.可溶性弱電解質3.生成氣體逸出

一、離子沈澱反應

引力大的原子每吸引一個電子，氧化數少 1 ；反之每失去一個電子，氧化數加1 。

化學反應中，凡電子由一個原子轉移到另一個原子的情形，即為氧化還原反應。

二、酸鹼中和反應

4-1 能源簡介4-2 化石能源和燃燒熱4-3 化學電池4-4 其他的能源

新能源革命 生質能

一、能源簡介

熱化學方程式 放熱反應、吸熱反應

一、化學反應熱、熱化學反應式、　　　　　　　　　　　　　燃燒熱

煤汽油天然氣 液態石油氣柴油

二、熱值的比較

三、石油分餾及其　　　　　　主要產品的用途

辛烷值 含鉛汽油無鉛汽油

四、 92、 95、 98無鉛汽油

乾電池錳乾電池又稱勒克朗社電池。 鹼性電池電解液為氫氧化鈉或氫氧化鉀等強鹼。

一、一級電池

水銀電池電壓穩定，可作手錶、相機或計算機的電源。 鋰電池電池電壓為 3 伏特，壽命可達 10年。

一、一級電池

鋰離子電池充電時無記憶效應，充放電循環可達 500次以上，

自放電低。

二、二次電池

鉛酸電池（鉛蓄電池）放電時正負極皆會增加重量，充電時水會因熱而蒸

發，需常添加水。常用於汽、機車電源。

二、二次電池

鎳鎘電池輸出電壓 1.3伏特，體積小壽命長，電壓穩定。鎳氫電池與鎳鎘電池構造相似，污染較低，有逐漸取代鎳鎘電池的趨勢。

二、二次電池

各種電池所含的重金屬不盡相同，會產生不同的污染問題。

三、廢電池的污染及其問題

連鎖反應緩和劑冷卻劑

一、核能

光電池 集熱板加熱 利用日光將水分解成氫氣和氧氣當成燃料發電。

二、太陽能

風力發電 地熱發電

三、其他能源

水力發電 潮汐發電 生質能發電

三、其他能源

5-1　食品與化學5-2　衣料與化學5-3　材料及化學5-4　藥物與化學

一、營養素的成份與價值 醣類1.單醣2.雙糖3.多醣 蛋白質構成人體最要的成份 脂肪

一、營養素的成份與價值 維生素俗稱維他命，不供應人體能量。 水維持生命不可或缺的物質。 礦物質動植物自己無法合成，需要攝取。

二、茶與咖啡的成份與影響 茶的成份主要為蛋白質、茶多酚、醣類、咖啡因。 影響兒茶素類對人體的生理有許多益處。 咖啡豆成份碳水化合物、蛋白質、脂質、單寧酸、咖啡因、礦物質

等。 影響咖啡因使情緒亢奮。

一、動、植物與合成纖維天然纖維由動植物上取得人造纖維1.再生纖維2.合成纖維

二、肥皂與清潔劑肥皂將油脂與強鹼溶液共熱反應。

合成清潔劑解決肥皂不能用於硬水的問題。

一、常用材料 塑膠為高分子化合物，不易受化學藥品侵蝕。 玻璃主要原料為二氧化矽、灰石、碳酸鈉。 陶瓷由黏土加水拉胚成形、高溫燒結而成。 磚瓦磚由較低級的黏土燒結而成，瓦則是最低級黏土製成。

二、奈米材料 奈米碳管

二氧化鈦穩定性高、價格便宜、對人體無害，為重要的光催化劑。

三、其他材料 光阻劑 導電高分子 色料 電子封裝材料

一、胃藥、消炎劑與止痛劑胃藥廣泛使用制酸劑，可中和胃酸。消炎劑1.磺胺類藥物2.抗生素止痛劑1.阿司匹靈2.嗎啡

二、有害物質與毒品尼古丁大麻安非他命海洛因古柯鹼

屬於生產資本及技術密集度較高的產業，如晶圓。

原料皆來自於礦物質及草本植物。

健康食品必須具有明確的保健功效成份。

經科學化的評估，或依學理證明其無害且具有穩定的保健功效。

奈米化學 生化科技 高倍速組合化學 電子光電化學品 特用化學品 化學纖維

目的是要維持人們的健康，避免疾病。

護理人員需對各種藥物或營養物的化學成份有基本的認識。

高分子化學是由許多相同、簡單的結構單元所構成。

石油化學是以石油或天然氣為原料製造各種化學品。

艾倫席嘉諾佛、阿夫拉姆赫西柯、歐文羅斯

研究在細胞中如何將一些不需要的蛋白質加上一種稱為泛素的胜肽標籤。

伊夫肖萬、羅伯特格拉布、理查德施羅克

在有機化學的烯烴複分解反應研究方面作出了貢獻。

羅傑大衛科恩伯格在『真核轉錄的分子基礎』研究領域做出貢獻。

格哈德埃特爾在表面化學研究領域做出貢獻。

下村脩、羅傑錢永健、馬丁查爾菲在綠螢光蛋白的發現與研究成果做出貢獻。