化學

化學反應

化學反應 (Chemical Reaction)
臺北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

化學反應是某物質轉換成另一種物質的過程。化學反應可以是自發的,不需外加能量;也可能是非自發的,需要被能量像是熱、光或者電引發。一般的化學反應限制在物質間有因電子轉移所發生的化學鍵形成或破壞,現在的化學反應則泛指分子-分子、原子-原子、原子自身內(核反應)的反應。

溶液的種類與特性(Solution Type and Characteristic)

溶液的種類與特性(Solution Type and Characteristic)
台北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

在化學的觀點裡,一個有兩種以上物質組成的均相混合物(A homogeneous mixture)稱為溶液,含量較多的物質是溶劑(Solvent),被溶劑溶解的是溶質(Solute)。假設溶質和溶劑以相同的量存在,例如,50%的乙醇和50%的水混合物,我們習慣上把常被當作溶劑來使用的物質定義為溶劑(譬如水),所以溶質是乙醇,此混合物為50%的乙醇水溶液。)等電解質,中性溶質分子像是葡萄糖和尿素,也包含氧氣和二氧化碳氣體,這些溶質的濃度在身體有疾病或受傷時都會出現變化。

解離(The Dissociation)

解離(The Dissociation)
台北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

化合物如鹽類等分解成較小的組成粒子、離子或自由基的過程稱為「解離(Dissociation)」,解離在化學或生物化學上是個常見且重要的行為。 如鹽酸在水中解離為氫離子和帶負電的氯離子。反之,其逆反應為離子或分子等組合成較大的分子,這個過程稱為「再結合或再化合(Recombination)」。對一個化合物AB,解離常數Kd為組成粒子A、B濃度的乘積除以AB的濃度(式一)。

氧化劑(Oxidizing Agent)

氧化劑(Oxidizing Agent)
國立林口高級中學化學科林明祥老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

在氧化還原的反應中,如何判斷反應物何者為氧化劑,何者為還原劑是一件重要的事。本文主要針對氧化劑做介紹,關於還原劑本站有另一篇文章可參考。

首先,我們需再複習一下關於氧化還原反應的三種概念,整理如下:

化學情境試題:廣泛用途的聚四氟乙烯(Numerous Applications of PTFE)〔III〕

化學情境試題:廣泛用途的聚四氟乙烯(Numerous Applications of PTFE)〔III〕
國立中興高級中學化學科王怡惠老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

在回答問題之前,首先請你閱讀與本試題有關的情境描述,以增加你對本試題背景知識的瞭解;然後思考問題解決的策略,並且寫下你的答案;最後用我們提供的參考答案檢查你的答案是否正確。

解題策略

連結:廣泛用途的聚四氟乙烯(Numerous Applications of PTFE)〔II〕

參考答案

化學情境試題:廣泛用途的聚四氟乙烯(Numerous Applications of PTFE)〔II〕

化學情境試題:廣泛用途的聚四氟乙烯(Numerous Applications of PTFE)〔II〕
國立中興高級中學化學科王怡惠老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

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連結:廣泛用途的聚四氟乙烯(Numerous Applications of PTFE)〔I〕

解題策略 

化學情境試題:廣泛用途的聚四氟乙烯(Numerous Applications of PTFE)〔I〕

化學情境試題:廣泛用途的聚四氟乙烯(Numerous Applications of PTFE)〔I〕
國立中興高級中學化學科王怡惠老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

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情境描述

 聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene,英文縮寫為PTFE),商標名Teflon,台灣譯為鐵氟龍,一般統稱作「不粘塗層」;是一種人工合成高分子材料。這種材料無色、無味、具有抗酸抗鹼、抗有機溶劑的特點,幾乎不溶於所有的溶劑,也幾乎不溶於水。同時,聚四氟乙烯具有耐高溫的特點,它的摩擦係數極低,可作潤滑作用,亦當作水管內層的理想塗料。主要應用於不沾鍋(圖一)、電纜的保護外層、人造膝蓋關節、太空梭零件、鐵氟龍纖維(Gore-Tex)等。

圖一  不沾鍋的塗層材料是鐵氟龍(聚四氟乙烯)
圖片來源:Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Polytetrafluoroethylene

核子束縛能( Nuclear Binding Energy)

核子束縛能( Nuclear Binding Energy)
台北縣立三民高級中學化學科林秀蓁老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯


原子核主要由質子中子構成,原子核半徑約為10-14~10-15 m,由於質子為帶正電力子,在如此微小的距離質子與質子庫侖斥力是非常大(兩質子間庫倫斥力約為2.3×102牛頓)。然而非放射性的原子核又非常穩定,所以物理學家推測在原子核內必然存在一種很強的吸引力,此引力稱為核力(nuclear force)又稱為「強作用力」(strong interaction)。

若將各原子核質量與所組成的質子和中子質量和比較,發現其兩者是有差異的,此質量差異稱為質量缺陷(mass defect),而此質量差異實際上被轉化為使原子核穩定存在的束縛能(binding energy)。

電負度(Electronegativity)(一):鮑林電負度概念、化學鍵之離子性

電負度(Electronegativity)(一):鮑林電負度概念、化學鍵之離子性
台北縣立三民高級中學化學科林秀蓁老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

電負度(electronegativity)又稱陰電性或負電性,是原子的化學特性之一,用來描述原子吸引電子的能力;電負度越大,原子吸引電子的能力越強。當不同元素之間有電負度差異時,形成鍵結的共用電子對之電子雲分佈也會出現不均勻分布現象。

目前常用的電負度概念首先由鮑林(Linus Pauling, 1901-1994)源自於1932年所提出的價鍵理論(Valence bond theory)。鮑林發現兩個不同原子\((A-B)\)之共價鍵鍵能\(E(A-B)\)比同原子分子\((A-A\)和\(B-B)\)鍵能之平均值\(\frac{E(A-A)+E(B-B)}{2}\)高。鮑林認為應該有另一個使鍵結穩定的因素存在。其能量差 \(\Delta E(A-B)\) 如方程式一。

\(\Delta E(A-B)=E(A-B)-\frac{1}{2}(E(A-A)+E(B-B))\) (方程式一)

此能量差和原子的拉電子能力有關,鮑林定義此能力數值為 \(\chi\),方程式一可改寫為

\(E(A-B)=K(\chi^A-\chi^B)^2\)

路易斯酸與鹼

路易斯酸與鹼 (Lewis Acids and Bases)
國立林口高級中學化學科林明祥老師 /國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

酸與鹼是生活中常見的物質。何謂酸鹼?一百多年來,化學家已經提出多種酸鹼理論來定義之。在高中課程中,主要介紹兩種常見的酸鹼理論-阿瑞尼斯酸鹼理論(Arrehenius acids and bases)與布忍斯特-羅瑞酸鹼理論 。然而,我們可以發現此兩種理論所適用的範圍極其有限。舉例來說:

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