【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。 

第一章、物质和物质的变化，分子和原子 

§1-2物质的变化

物理变化和化学变化

【01】我们知道，各种物质都有一定的性质。但是，物质并不是永恒不变的。自然界里的一切物质，无时无刻不在变化着。物质的许多性质，正是通过物质的变化才表现出来的。例如，铁会生锈的性质是通过铁在一定条件下变成铁锈这个变化表现出来的。因此，研究物质的变化，可以进一步了解物质的性质。

【02】自然界里物质的变化是多种多样的。有时物质的变化进行得非常缓慢，甚至不容易被人们所察觉；有时物质的变化却又进行得十分猛烈。例如，杯子里的水在不断蒸发，变成水蒸气，飞散到空气中去。这个变化进行得很慢，粗看起来，似乎不在发生什么变化，但是，只要时间久了，我们可以明显地看出杯子里的水确实是少了，甚至是干了。又如，我们点燃一张纸片，纸片立刻燃烧起来，发生熊熊的火焰，一会儿，纸片烧掉了，变成一些黑色的纸灰。这个变化非常明显，能立刻察觉出来。

【03】对于物质的形形色色的变化，我们看得多了，并不觉得奇怪。但是，如果要问这些变化究竟是怎样发生的，有时却又难以回答。

【04】有些物质的变化，仅仅只是外表形状发生了变化，但并没有变成别的物质。例如，水蒸发变成水蒸气，水和水蒸气在外形上是显著不同的，但水蒸气和水是同一种物质，水蒸气在冷却时仍可变成原来的水。又如把玻璃碎块熔化后，可以吹制成各种形式的玻璃器皿，这个变化也只是外表形态的变化，而玻璃仍然是玻璃，并没有变成别种物质。再如电流通过电灯泡里的灯丝时，灯丝发出白炽的光，这个变化是非常明显的。但当电流断了以后，灯丝不再发光，这时我们可以看到灯丝仍跟它发光以前一样，也没有变成别种物质。

【05】物质只是它的外形或状态发生了变化，并没有变成另一种物质，这样的变化，叫做物理变化。

【06】在物质的另外一些变化中，不仅物质的外形有了变化，而且物质的本身也有了变化，它根本变成了另一种物质。例如，铁在潮湿空气里生锈，铁和铁锈是两种不同的物质。又如，把蔗糖加强热，最后变成黑色的炭，蔗糖和炭也是两种不同的物质。【山语|| 简而言之，没有生成其他物质的变化叫做物理变化。例如酒挥发、蜡熔化、水结冰、块磨粉……】

【07】物质发生变化后，生成新的物质，这样的变化，叫做化学变化。化学变化也叫做化学反应。

【08】物质发生化学反应时，常伴随着发生一些现象：有时有气体放出，例如，烘面包时，由于混杂在面粉里的“发酵粉”受热而发生化学变化【“发酵粉”的主要成分是碳酸氢钠，俗名“小苏打”】，放出一种叫做二氧化碳（俗称“碳酸气”）的气体，在面粉里形成许多气泡，使面包变得松软；有时会有沉淀产生，例如，把二氧化碳气体通入澄清的石灰水，溶液很快变成浑浊，有一种细小的白色固体，慢慢沉到容器底部；有时会有颜色的变化，例如，白色的蔗糖受到强热后变成黑色的炭；有时会放出大量的热和光，例如，煤炭燃烧时发热发光，等等。根据这些现象，我们常常可以判断物质是否发生了化学变化。化学变化的主要特征是生成新的物质。【山语|| 简而言之，生成其他物质的变化叫做化学变化。例如铁生锈、蜡燃烧、食物腐、木碳化……】【山注|| 化学变化常伴有发光、放热、放出气体、产生沉淀等现象；但是有些物理变化也能有发光（白炽灯发光）、放热（蒸汽冷凝）、放出气体（可乐晃动放气）、产生沉淀（硝酸钾溶液降温结晶）等现象；而有些化学变化反而没有明显现象发生（无色NaOH溶液和无色HCl溶液生成无色NaCl溶液）；因此不能简单的用是否有明显现象判断化学变化，而是用是否有新物质生成来判断。】

【09】物理变化和化学变化虽是物质的两类不同变化，但在许多情况下，它们又常是一起发生的。例如点燃蜡烛时，固体的蜡受热熔化，这是物理变化；同时，它又燃烧变成水蒸气和二氧化碳（两种新物质），又是化学变化。一般说来，物质发生物理变化时不一定有化学变化，但发生化学变化时，一定伴随有物理变化的发生。

物理性质和化学性质

【10】物质的性质，有些要在物质发生化学变化的时候才表现出来，也就是当物质在一定条件下变成新物质的时候才表现出来。前面讲过铁的生锈是在铁变成铁锈（是一个化学变化）的过程里表现出来的。煤炭的可燃性是在煤炭燃烧变成其他物质（主要是二氧化碳）的过程里表现出来的。象这类只有在发生化学变化的时候才表现出来的物质的性质，叫做化学性质。【山语|| 简而言之，物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。通俗解释一下这句话，比如碳在空气中燃烧生成二氧化碳，那么“在空气中燃烧生成二氧化碳”就是碳的一个化学性质。】【山注|| 化学性质很多，例如可燃性、助燃性、活泼性、稳定性、氧化性、还原性……】【山语|| 通俗的理解，化学性质需要通过化学变化后才能得知，而物理性质可以通过感官感知或仪器物理测定。】

【11】但是，物质的另外一些性质，例如，状态、颜色、气味、味道、比重、沸点、熔点等，并不需要使物质变成新物质就能认识的。物质的这类性质，叫做物理性质。【沸点就是液体沸腾时的温度。各种纯净的液体都有一定的沸点，例如水的沸点是100℃，酒精的沸点是78℃等。】【熔点就是固体物质开始熔化时的温度。各种纯净的固体，都有一定的熔点，例如冰的熔点是0℃，金属铝的熔点是660℃等。】【山语|| 简而言之，物质不需要发生化学变化就可表现出来的性质叫做物理性质。】【山注|| 物理性质很多，例如颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、密度、溶解性、挥发性、导热性、导电性、延展性……】【山语|| 但需注意，当外界条件改变时，物质的性质有可能也发生变化，例如液体的沸点会随着大气压的变化而变化，因此描述物质性质时，除约定俗成外，往往要注明条件。】

【山语】“变化”是一个正在发生的过程，“性质”是物质的固有属性，是一个结论；变化是性质的具体表现，性质可根据变化结果进行结论性描述；物质的性质决定了物质的变化和用途，物质的变化和用途反映了物质的性质；自然界的物质都有一定的性质，因此可根据物理化学性质区分不同的物质。

山笺：分子-原子论与物质变化和性质

        分子-原子是后面的内容，此处先简单的用分子-原子论解释一下本节的内容，详情可参见后面的相关内容。

（1）由分子构成的物质在发生物理变化时，分子的本身没有发生变化。例如水蒸发时，水分子没有变成其他分子，只有水分子的间隔发生了改变；而水的化学性质是由水分子保持的，即水分子是保持水化学性质的最小粒子。

（2）由分子构成的物质在发生化学变化时，分子本身必发生变化。例如过氧化氢分解成水和氧气时，过氧化氢分子必变成水分子和氧分子。而水和氧的化学性质也必与过氧化氢不同。

（3）在化学变化中，分子可以分成原子，而原子又可结合成新的分子。例如过氧化氢分解时先分解成氢原子和氧原子，然后每两个氢原子和一个氧原子结合成一个水分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。之后氧分子聚集成氧气，水分子聚集成水。当然有些化学变化中是原子直接聚集成新物质，例如在氧化汞的分解中就是汞原子直接聚集成金属汞。

（4）化学变化中，分子种类发生改变，但原子种类不会变化。即化学变化的实质是分子分解成原子，而原子重新组合成新的分子或物质。

（5）由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子。而原子是任何化学变化中的最小粒子。

（6）由同种粒子构成的物质是纯净物，由不同种粒子构成的物质是混合物。

习题1-2

1、怎样分别物理变化和化学变化？

【山答：主要看是否有新的物质产生。】

2、试举出日常生活里物理变化和化学变化的例子各三个。

3、下列现象中哪些是物理变化？哪些是化学变化？为什么？

(1)湿衣服晾干；【山答：物理变化】

(2)铜器上生出铜绿；【山答：化学变化，产生了Cu₂(OH)₂CO₃】

(3)钢锭轧成钢条；【山答：物理变化】

(4)麦磨成粉；【山答：物理变化】

(5)火药爆炸；【山答：化学变化，生成二氧化碳等新物质】

(6)木柴烧成木炭；【山答：化学变化，生成二氧化碳等新物质】

(7)鸭蛋变臭；【山答：化学变化】

(8)石灰石烧成石灰。【山答： CaCO3=高温=CaO+CO2↑】

4、叙述你所知道的关于铜、水和酒精的性质，在这些性质里，哪些是物理性质，哪些是化学性质？