Chapter 1 Chemistry: Matter and Measurement [1] 1-

1
Chapter 1 Chemistry Matter and
Measurement

• 1 ??? ??
• 1-1 Approaching Chemistry
• 2 ??- ??? ???
• 1-2 Chemistry and Elements
• 1-3 Elements and Periodic Table
• 1-4 Chemical Properties of Elements
• 3 ??
• 1-5 Measurement
• 1-6. Mass and Measurement
• 1-7. Length and Measurement

4 ??? ?? 1-8 Temperature 1-9 Volume 1-10
Density 1-11 Energy 5 ???? ???? 1-12.
Significant Figures 1-13. Rounding Numbers 1-14.
Calculations
2
? 1 ?(??? ??)? ??
???? ??
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?-?? ?? ??-?? ???? ?? ???? ??

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3
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?? ?? ????(SI unit) ?? ? m, ?? ? kg , ?? ?
s , ?? ? K, ? ? ?(mole), ?? ???(?? ???) A x
10 n 3. ??? ???? ??? ??? 4. ??
?? ???? ???, ?? ??? ?? ?? ??? ?? ???? e
v(e1)2 (e2)2 ??? ??? ?? ???? e
v(e1)2 (e2)2
4
1-1. ??? ?? - ??
??? ???? ???? ????
STM
???? ??
???? ??
?? - ???
???
5
??? ??- ??? ??
??? ??? ??????
4 Fe(s) 3 O2(g) ? 2 Fe2O3(s) ? H -824.2
kJ/mol
H2O(l) ? H2O(g) ? H
44 kJ/mol
??? ?? ? ????
??? ?? ? ?? ??
6
????? ? Aspirin ??
???
2500? ?
1827?
??
1860 ??
1898 ?
COX-1? COX-2 ? ??

• COX-1 ??

??? ????
???

• PG ??

• COX-2 ??

1898 ?
?? ??
1999 ?
COX-2 ? ? ??
7
????? ? ???
8
????? ? ??? ??
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????
9
????? ?
1995? ???
CFC? ??? ??

• 1987? ???? ???
• - 2000??? CFC ?? ??
• - ?? ????

10
??? ?? ??
11
??? ?? ??
12
1-2. ?? ??? ??
??? ??? ???? ? ??? Au(aurum), Cu(cuprum),
Fe(ferrum), Hg(hydragyrum), K(kalium) ? ????
Ce(??? ??, Ceres), Ta(Tantalus), Nb(????? ?,
Niobe) ? ???? Eu(Euroup), Am(Americia, ?
???? Ge(Germanium), Fr(Francium) , Po(Poloand)
? ???? Ho(Stockholm), Yb(Ytterby), Bk(Berkely)
? ???? U(Uranus), Pu(Pluton), Np(Neptun) ? ??
Pr(??????, ??), Rb(???, ???), Cs(??, ???) ?
??? Cm(??), Md(Mendeleev), Fm(???),
Es(Einstein), Sg(Seaborg) 
13
1-2. ????? ??
? 2-1 ????? ??
14
1-2. ?? ??? ??
?? 1-1 ?? 1-2
15
1-3. ??? ????

• ? 1-3 ??? ????

???
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???
????
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16
?? ?? ? ??? ????
17
?? ?? ? ??? ????
18

• ? 1-2 ????? ???(galium? germanium? ??

19
1-4 ??? ??? ??
20
? ? ???

• ? ?? ?? ? ???? ? ???? ??? ? ?? ??? ???

21

• ? ??(Metal)?? IA, IIA? ??? ????
• ? ??? ?? ??, ??? ??, ? ????, ?????, ??, ??
• ? Hg(mp. -39 oC, bp. 357 oC, ???)? ???? ???? ??
  
• ? ?? ???(W 3400 oC)
• ? ??? ??(Au, Pt ? ??? ??, Na? ??? ??? ??? ? ??)
  

22

• ? ???(Nonmetal)?? 17?
• ? ???? ???, ??? ??(?? ??)
• ? ?? ??? ? ?? ??? ??
• ( H2, N2, O2, F2, Cl2,  ?? Br2, ?? I2 )
  
• ? ??? ??? (??, ?????, C60, C70)
• ? ????, ?? ???? ??(?? ??),
• ??, ??? ??.
• ? ??? ??
• (F ? ???? ??. He ? ???? ??)
• ? ?? He (b.p. - 4.2 K, ??? ??)

23

• ? ? ??(Metaloid)
• 8? ?? IIIA ? B ,
• IVA ? Si, Ge,
• VA ? As, Sb, Te, Po, At
• ? band gap? ??? ???? ??
•    -?? ?(conduction band)?
• ??? ?(valance band)? ??? ??? ??.
• ? ???? ?? Si, Ge
• ? ???, VCR, CD, Transistor, ?? ????

24

• (3) ????? ??? ??
• ? ?? ?? (ns np)-orbital
• ? ????(Transition element)  nd-orbital
             
• ? ??? ?? 4f-orbital(Z58 71)
• ? Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm,
  Yb, Lu
• ? ??? ??    5f-orbital(Z90 103)
• ? Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md,
  No, Lr
• ? ??? ??(Akali metal)             IA? ns1 
            
•    ? Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
• ? ??? ???(alkaline earth metal) IIA? ns2
•    ? Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
• ? ?? ??(noble gas)  VIIIA? ns2 np6 
•    ? He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
• ? ???(halogen) VIIA ? ns2 np5

25
1.5 ??? ?? ?? ??

• (1) ?????(?????) 1.243 x 10-5 ?? 5.240 x 107
• (2) ?? ???(SI unit) ? ??? ???? ??

26

• (3) ??? ??
• lt?? ??gt lt? ??gt
• deci 10-1 deka 101
• centi 10-2 hecto 102
• milli 10-3 kilo 103
• micro 10-6 mega 106
• nano 10-9 giga 109
• pico 10-12 tera 1012
• femto 10-15 peta 1015
• atto 10-18 exa 1018
• ? 1 nm 10-9 m 1 fs 10-15 s 1 hpa
  102 pa

27
1-6. ???? ??

• ? ??? ?? ???? ??
• ?? 1-5 ??? ??
• 7.00 in (7.00 in) x (2.54 cm / in) 17.8 cm
• (b) 10.0 km (10.0 km) x (1000 m/ km) 1.00 x
  104 m
• ( c) 55 mi/h (55 mi/ h) x (1.609 m/ mi) 88
  km/h

28

• 1?(??? ??) -1 ??

1. ??? ?? ?? ?? ? ?? ? ?? ? ??(???) 2. ??
?? ?? ????(SI unit) ?? ? m, ?? ? kg , ?? ?
s , ?? ? K, ? ? ?(mole), ?? ???(?? ???) A x
10 n 3. ??? ???? ??? ??? 4. ??
?? ???? ???, ?? ??? ?? ?? ??? ?? ???? e
v(e1)2 (e2)2 ??? ??? ?? ???? e
v(e1)2 (e2)2
29
1?(??? ??) -2????
7. ??? ?? ??, ?? ???? T(K) t( o C)
273.15 ???? t( o C) (5/9) (F 32)
1 atm 760 mmHg 1.01325 x 105 N/m2 8. ???
?? ?? 9. ??? ?? ???? ? ??(???, ??) ????
?? ???? ?? ?? ???? ?? ? ?? 10. ??? ?? ??
30
1-8. ??? ??-??? ??

• ?? ???? ??
• ????(?) t 5/9(F 32)
• ????(?) F 9/5( t ) 32
• ????(K ) T t 273.15
• ???, ???. ?? ?,

212 F
100 C
180
32F
0 C
273.15 K
-273.15
0 K
?? 1-1 ??? ???? 1474 o F ??. Kelvin ???? t
5/9(F 32) 5/9 ( 1474 32) 801 o C T
t 273.15 ( 801 273.15 ) K 1074 K ??
1-7 ??? ?? ??? 98.6 o F t 5/9(F 32) 5/9
( 98.6 32) 37 o C T t 273.15 ( 37
273.15 ) K 310 K - 40.0 o F -40.0 o C
??.
31
1-9. ??? ??-??? ??

• ?? P F/A ?gh
• 1 atm 760 mmHg 1.01325 x 105 N/m2 (Pa)
• 1013.25 hpa( mbar

? 10.0 atm? pa ? ???? ? (10.0 atm )
x(1.01325 x 10 5 pa /atm ) 1.01 x 107 pa
? 150.0 mmHg ? atm? pa ? ???? ? (150.0 mmHg
) x( 1atm / 760 mmHg ) 0.1974 atm (0.1974 atm
) x (1.01325 x 10 5 pa ) 2.000 x 104 pa

32
1-10. ??? ??- ??

• ?? d m/V ( g / cm3 )
• ?? 1-2 20 o C?? ??? ??? 36.2 cm3 ?? ???
  324.5 g ???. ? ??? ?? ?????
• ?? ?? (324.5 g)/ (36.2 cm3 ) 8.96 g/
  cm3

33
1-11. ??? ??- ???
??? J N m kg m2/ s2 ) ??
1-11 2360 lb (1070 kg) ? ???? 63.3 km/h (28.3
m/s) ? ?? ? ?????? ? J ??? ?? E k ½ (1070
kg) (28.3 m/s)2 428 kJ
34
1-12. ??? ????-???? ???

• ????(accuracy) ? ?? ??? ?????
• ? ???? ? ?? ??? ??
• ????(precision) ??? ??? ?? ?? ????
• ????? ?? ? ??? ?? ?? ?? ???? ??
• ?? ??? ?? ??? ??
  ???
• ?? ??? ?? ??? ??
  ???

35
1-13. ???? ????

• ?????(significant figure)
• ????? ?? ? ???? ?? ??? ????? ?? ?
• (?) 4.5104 ? ?? ????
• 4.500104 ? ?? ????
• 45000 ???? ????
• ? ??(error ) ?? ? ??? ??? ???? ??? ???
• ? 1.25 ( 0.02)
• ??? (??)

36
?? ?? ?? ??
37
????? ????

• ??? ?? ??? ??? ?? ??? ?? ?? ?? ?? ???.
• ? 1.12 12.1234 13.24
• ?? e v (e1 ) 2 (e2 ) 2
• ? 12.54(0.02) 10.52(0.02) 23.01(0.028)
• 2) ??? ??? ????? ?? ?? ??? ????? ???.
• ???? e v(e1)2 (e2)2
  
• ?? e3 (?? ?) x (e3) / 100
• ? 2.5(0.5) x 1.52(0.01) 3.8( 0.26)
• e1 (0.5/2.5) x100 0.2
• e2 (0.01/1.52)x100 0.65
• e3 (0.2)2 (0.65)21/2 0.68
• e3 3.8 x 0.68 /100 0.26

38
????? ??

• ?? 1-5
• (a) ( 3952 mi ) / ( 9.25 h ) 427.24324 mi/h
  427 mi/h
• (???? 3 ??? ???!) ? 4 ???? ???
• (b) R (PV)/(n T) (2.360 atm) x (8.8 L)
  /(1 ?)x(273.15 K)
• (22.528) / (273.15) 0.0824748 ?
  0.082 (???? 2 ?? )
• ??, ?????? ???? ???,
• R (22.528)/ (273.15)
• (23) / (273.15) 0.08359 ? 0.084 (??? ??
  ?)
• ? ?? ??? ???? ??? ??? ?? ? ????? ??? ????? ??.
• ?? 1-16
• 24.567 g 0.04478 g 24.61178 g ? 24.612 g
• 
  (???? ?? ? ?? 3 ??)
• (b) 4.6742 g / 0.00371 L 1.26 x 10 3 g/L
• (c ) 0.378 mL 42.3 mL 1.5833 mL 41.0947 mL
  41.1 mL

39
????? ??

• ?? 1-6 256 mi /h (256 mi/h) x (1.609
  km/1 mi) 426 mi/h
• ?? 1-7 256125 km/h ??? ??? ???? 100 km ? 16 l?
  ??? ????. 1 ?? ? ? ?? ( mi/gal) ?? ? ????
• ???? 1 mi 1.609 km 1 gal 3.79 L
• ?? ( 100 km ) / (1.609 km /mi) 62.14 mi
• (16 L) / ( 3.79 L / gal) 4.22 gal
• 100 km/ 16 L 62.14 mi / 4.22 gal 14.73
  mi/gal 15 mi/gal
• ?? 1-19 Hope diamond ? 44.4 carrats ??. (1
  carrat 200 mg )
• ? 44.4 carrats 8.89 g
• ?? 1-20 ??? ????? 0.1000 g ?? 5.014 x 10 21 ??
  ????? ?? ??. ??? ??? 3.52 g/ cm 3 ??. Hope
  diamond ? ??? ????? ? ? ??????
• ? 2.53 cm 3 4.460 x 10 23 ?

40
??? ?? Risk Assessment
?? ,??? ?? ?? ???? ?? ?? ??? ???? ?? ??
??
??? ?? ??? ??
??? ??
??? ??
??? ?? ? ??? ? ? ??? ?? ?
??? ?? ??? ?? ??? ?? ??
??
? 100 ?? ? 1? ??? ?? 1.4 ?? ?? ???, ??? ????
2?? ?? ?, ??? ???? 300 ?? ?? ?? ???? 1000 ??
?? ?? ???? ?? 5?? ?? ?
??? ??? ??? ?? ??? ??
41
1?(??? ??) -2 ??
7. ??? ?? ??, ?? ???? T(K) t( o C)
273.15 ???? t( o C) (5/9) (F 32)
1 atm 760 mmHg 1.01325 x 105 N/m2 8. ???
?? ?? 9. ??? ?? ???? ? ??(???, ??) ????
?? ???? ?? ?? ???? ?? ? ?? 10. ??? ?? ??
42

• ????
• ? ???? ??? ????? ?? ?????, ??? ??? ??? ?? ??? ??
  ???
• ??? ??? ???? ????.
• ??? ? ??? ?? ??? ??? ??, ?? ????? ?????.
• ??? ??? ?? ??, ???? ??? ???? ??
• (a) ???(??? ??, ??? ??) ??(??? ??)? ?? ??? ?? ??
  1L(??? ??)? ?(??? ??)? ???(??? ??) ??? ?????.
  ??? ???? ??(??? ??, ??? ??)??, ??? ?? ?????. ???
  ????? ??? ?????, ? ??? ?? ???.
• (b) ??(??? ??, ??? ??)? ??? ?? ??(??? ??)??? ?,
  ???? ?? ????. ??? ??(??? ??)? ???? ? ??? ???
  ??(??? ??, ??? ??)???.

43

• ?? 1? ???? 36 37 38 46 70 74 78 86 94
  100 105 120
• 36 ??? B, Si, Ge, AS, Bi, Po, At
• 37
• 38 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
• 46 (a) Gd, (b) Ge, ( c) Tc, (d) As
• 70 (a) 6 ??, (b) 6 ??, (c ) 4??, (d) 3 ??, (e)
  2, 3, 4, 5 ??, (f)5 ??
• 74 (a) 4.5332 x 10 2 mg (b) 4.21 x 10-5 mL (
  c) 6.67 x 105 g
• 78 (a) 10.0 (b) 26 (c ) 0.039 (d) 5526 (e)
  87.6 (f) 13
• 86 (a) 2000 mg/L (b) 2000 ?g/mL ( c) 2
  g/L (d) 2000 ng /? L
• 94 (a) 1.021 o E / o F (b) 0.5675 o E/ o F (c
  ) ?? ??? 222 o E
• (d) 157.6 o E (e) 50 o F