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我们生活在物质世界中。首先我们来看两个概念：纯净物与混合物。顾名思义，纯净物只有一种物质，而混合物则是两种或两种以上的纯净物混合而成。比如说，星球大战里面的克隆人军队就像纯净物，而复仇者联盟显然是混合物的样子。现实中几乎找不到严格意义上的纯净物，因为总难免有少量的杂质混在其中。不过作为课本知识的学习，我们可以简化一下。比如说，水在很多情况下都是看做纯净物的。当然奶茶在任何情况下都是混合物。 物质的变化分成物理变化和化学变化。物理变化过程中，不产生新的物质。而化学变化中会产生新的物质，又叫化学反应。所以，判断一个变化是物理变化还是化学变化，关键在于有没有新物质的产生。现代科学已经告诉我们，宏观物质世界是由微观粒子构成的。微观粒子的种类有很多，诸如分子、离子、原子、质子和中子等等。对于化学来说，我们首先要认识的是原子。原子是化学变化中不可再分的最小粒子。从这个角度说，化学反应就是若干原子之间的排列组合。有些物质是由原子直接构成的。比如金（你看我们举例子都这么高大上），就是由金原子聚集在一起构成的。另外，原子可以通过一定的作用力，以一定的次序和排列方式结合成分子，有些物质就是由分子构成的。构成分子的可以是相同种类的原子，也可以是不同种类的原子。由分子构成的物质在发生物理变化时，分子本身不发生变化。比如水烧开了变成了水蒸气，水分子还是水分子。但是，由分子构成的物质在发生化学变化时，一种物质的分子会变成其他物质的分子，本质上就是原子的组合发生了变化。比如在电解水的时候，水分子会分解产生氢分子和氧分子。所以说，由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子。在发生化学变化时，分子会改变，而原子的种类始终不变。 在初中化学课本里，关于原子结构虽然单列了一个课题，但是介绍的不太深入。对于物质的化学性质而言，原子结构有两个重要的指标——最外层电子数和电子层，它们都是属于原子结构的知识。掌握了这两点，你会发现化学世界开始变得清晰，很多规律浮现在你眼前。所以，原子结构的知识虽然抽象枯燥，但是值得我们在正式接触化学世界之前认真的看一看。 原子是由原子中心的原子核与核外电子构成的。而构成原子核的是质子和中子。不过氢原子例外（它和它的同位素兄弟我们后面再说）。每个质子带一个单位的正电荷，每个电子带一个单位的负电荷，而中子不带电。原子核所带的正电荷数，叫做核电荷数，等于核内的质子数。对于一个没有经历任何化学反应的原子来说，原子核内的质子数等于核外电子数，也就是说正负电荷数相同，所以这时的原子是电中性的。记住，这里强调了没有经历任何化学反应。因为在化学反应中，个别的核外电子可能会靠近或者远离原子核，甚至于被别的原子拐跑了……跑了……了…… 这种丢失了电子的原子会表现出带有正电荷，而抢走了电子的那个原子会表现出带有负电荷。也有的时候，是很多原子抱团一起下手争抢的，那种情况下我们就叫它们原子团。这些原子团也会因为争抢的结果而表现出带有电荷。带有电荷的原子或者原子团叫做离子。 在这里我们剧透一下，在中学所学的范围内，化学反应的本质其实就是某些不安分的电子在原子间跑来跑去。好，那么问题来了，是哪些电子这么不老实？它们要往哪里跑？要跑多远？真相就在我们眼前。现在让我们跟着镜头，走进原子的内部世界。对于一个原子而言，原子核其实只占据了中心很小很小的空间，但是却几乎是原子的全部质量所在。因为电子实在是太轻了。这些很轻很小的电子在原子核外面的很大一片空间飞舞。它们飞舞的轨迹并不像月亮绕着地球这样平静的打转，电子的踪迹更像是凌波微步，无法预判。但是当你观察这些电子足够久（假如你的眼睛能看到的话），你会发现它们在某些特定位置上出现的几率非常大。如果把它们的足迹标记下来，就像是一层一层由近到远分布的云。所以我们把电子的这种分布叫做电子层。距离原子核越近的电子能量越低，而距离原子核越远的电子能量越高。距离原子核最近的电子层叫做第一层，然后是第二层，以此类推。距离原子核最远的叫做最外层。对于不同的原子，最外层可能是第一层，也可能是第二层第三层等等。已知的原子里面，核外电子最少的只有一层，最多的有七层。现在，到了我们最最核心的知识点了。首先，每一个电子层能最多容纳电子的数目是不同的。第一层撑死了只能有2个电子。第二层可以最多放8个，而第三层最多是18个。再往后的不用管他（高中才会略有接触）。但是，我们说了但是，最外层的电子不能超过8个。另外，如果核外电子只有一层的话，那第一层也就是最外层，电子不能超过2个。最外层有8个电子的结构被认为是一种相对稳定的结构。如果一个原子的最外层电子一开始少于4个，在化学反应中就容易失去电子，这种情况通常发生在金属的原子身上。而最外层电子多于四个的时候，就容易得到电子，非金属的原子往往是这种情况。目的都是一个，趋于相对稳定的状态。有些原子一出生最外层电子数就是8个，这就意味着比较稳定的化学性质。这个我们后面再说。其次，电子优先填充能量较低的电子层。虽然到了第四层之后，会出现某些第三层电子的能量高于某些第四层电子的情况，但那些不在初中化学的范围之内。在初中阶段，你只需要知道，第一层电子能量比第二层低，第二层比第三层低。也就是说，电子优先填充第一层，第一层满了开始填充第二层，然后第三层。原子结构示意图可以简明表示核外电子的分层排布情况。现在我们举个例子，假如某个原子，原子核里有15个质子，那么核外电子也是十五个。我们说过，第一层只能放2个电子，好，这一层填满了。还剩13个电子。第二层满打满算能放8个。这样就还剩下5个。这5个就是最外层电子。这是谁家的原子呢？是磷原子。对于这个原子的电子们来说，有两个重要的信息。第一，核外电子一共有三层；第二，最外层有5个电子。现在，如果给你一个原子，告诉你它的质子数，一个小于等于18的正整数（对于电子排布的知识，初中阶段只要求到这儿），你是不是很容易就能知道，它的电子有几层，最外面一层有几个电子。这两个指标就像是地图上的经纬度，决定了元素在元素周期表中的位置，也决定了这个元素在化学反应中的表现。好了，我们下面将进入第三节——元素和元素周期表。
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