化学是一门研究物质的科学。九年级化学课程让我们开始系统认识身边的世界。物质的组成、结构、性质和变化规律是化学研究的核心内容。

我们周围的一切都是物质。空气、水、石头、金属、塑料都是物质。物质由微小的粒子构成。这些粒子是分子、原子和离子。分子由原子通过化学键结合而成。原子是化学变化中的基本单位。原子内部有原子核和电子。原子核包含质子和中子。质子带正电荷，电子带负电荷，中子不带电。原子核位于原子的中心，电子在核外空间运动。

元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称。目前已知的元素有一百多种。这些元素组成了千万种不同的物质。元素周期表是元素按照核电荷数排列的表格。周期表横着看是周期，竖着看是族。同一周期的元素电子层数相同。同一族的元素化学性质相似。金属元素在周期表左边，非金属元素在周期表右边。

物质可以分为纯净物和混合物。纯净物有固定的组成和性质。纯净物包括单质和化合物。单质由同种元素组成。氧气、铁、金刚石都是单质。化合物由不同种元素组成。水、二氧化碳、食盐都是化合物。混合物由两种或多种物质混合而成。空气、海水、石油都是混合物。混合物没有固定的组成。

物质的状态有固体、液体和气体。固体有固定的形状和体积。液体有固定的体积，没有固定的形状。气体没有固定的形状和体积。物质的状态可以改变。固体加热变成液体，这是熔化。液体加热变成气体，这是汽化。气体冷却变成液体，这是液化。液体冷却变成固体，这是凝固。固体直接变成气体，这是升华。气体直接变成固体，这是凝华。

物质的变化分为物理变化和化学变化。物理变化中物质本身没有改变。冰融化成水是物理变化。纸张撕碎是物理变化。化学变化中生成新物质。木柴燃烧是化学变化。铁生锈是化学变化。化学变化常伴随现象发生。发光、发热、变色、产生气体、生成沉淀都是化学变化的可能现象。

化学变化可以用化学方程式表示。化学方程式左边是反应物，右边是生成物。镁条燃烧的方程式是二镁加氧气点燃生成氧化镁。化学方程式必须配平。配平使反应前后各原子种类和数目相等。质量守恒定律是化学的基本定律。参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。这是因为化学反应中原子种类、数目、质量都不改变。

水是一种重要的化合物。水由氢元素和氧元素组成。水的分子式是H₂O。每个水分子含有两个氢原子和一个氧原子。水在通电条件下可以分解。水电解生成氢气和氧气。这个反应的方程式是二水通电生成二氢气和氧气。氢气是一种清洁能源。氢气燃烧生成水，放出大量热。

氧气是一种支持燃烧的气体。空气中有约五分之一的氧气。实验室可以用加热高锰酸钾的方法制取氧气。高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。氧气收集可以用排水法或向上排空气法。氧气能使带火星的木条复燃。这个现象可以检验氧气。

二氧化碳是另一种常见气体。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。这个反应检验二氧化碳。实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳。碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。二氧化碳不支持燃烧。二氧化碳密度比空气大。二氧化碳可以用于灭火。

燃烧是一种常见的化学现象。燃烧需要可燃物、氧气和达到着火点。灭火可以破坏燃烧条件。隔绝氧气、移除可燃物、降温到着火点以下都能灭火。充分燃烧提供充足氧气。不充分燃烧会产生一氧化碳。一氧化碳有毒，能与血红蛋白结合。

金属在生活中应用广泛。金属有金属光泽，能导电导热，有延展性。铁、铝、铜是常见金属。金属活动性顺序表排列金属化学活动性强弱。钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金。排在氢前面的金属能从酸中置换出氢气。排在前面的金属能把后面的金属从盐溶液中置换出来。

铁在潮湿空气中容易生锈。铁锈主要成分是氧化铁。铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果。防止铁生锈可以隔绝空气或水。刷油漆、涂油、电镀都能防锈。铝在空气中表面形成致密氧化膜。这层氧化膜阻止铝进一步氧化。

溶液是物质分散到另一种物质中形成的均一、稳定的混合物。水是最常用的溶剂。蔗糖溶于水形成蔗糖溶液。食盐溶于水形成食盐溶液。物质溶解过程有时放热，有时吸热。氢氧化钠溶于水放出热量。硝酸铵溶于水吸收热量。

溶解度表示物质溶解能力。固体溶解度通常指在一定温度下，某固体在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。气体溶解度随温度升高而降低，随压强增大而增大。

酸和碱是两类重要化合物。酸溶液中都有氢离子。盐酸、硫酸、硝酸是常见酸。酸能使紫色石蕊试液变红。碱溶液中都有氢氧根离子。氢氧化钠、氢氧化钙是常见碱。碱能使紫色石蕊试液变蓝。酸和碱发生中和反应。酸和碱作用生成盐和水。中和反应在实际中有很多应用。改良酸性土壤常用熟石灰。治疗胃酸过多常用氢氧化铝。

酸碱度用pH表示。pH范围通常在0到14之间。pH等于7，溶液呈中性。pH小于7，溶液呈酸性。pH大于7，溶液呈碱性。pH试纸可以测定溶液酸碱度。酸碱指示剂能通过颜色变化显示溶液酸碱性。

盐由金属离子和酸根离子组成。食盐是氯化钠。碳酸钠、碳酸氢钠也是常见盐。碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳。碳酸氢钠用于烘焙糕点。

化肥提供植物生长所需营养元素。氮肥促进植物茎叶生长。磷肥促进植物根系发育，增强抗寒抗旱能力。钾肥促进植物生长健壮，增强抗病虫害能力。

化学与生活紧密相连。食物成分为糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。糖类提供能量。葡萄糖、淀粉属于糖类。油脂是备用能源。蛋白质是构成细胞的基本物质。维生素调节新陈代谢。人体需要多种无机盐。缺铁引起贫血。缺钙影响骨骼发育。

化学材料包括金属材料、无机非金属材料、有机合成材料和复合材料。塑料、合成纤维、合成橡胶属于有机合成材料。复合材料集中各材料优点。玻璃钢是复合材料。

化学在环境保护中作用重大。化石燃料燃烧产生污染物。二氧化硫、二氧化氮形成酸雨。酸雨危害森林、腐蚀建筑。减少酸雨需要减少硫氧化物和氮氧化物排放。水体污染来自工业废水、农业废水和生活污水。处理污水需要物理、化学、生物方法。固体废弃物需要分类回收。回收金属节约资源，减少污染。

化学是一门实验科学。实验是学习化学的重要方法。进行化学实验需要注意安全。遵守实验室规则，严格按照操作规程。了解化学品性质，正确使用和处理化学品。

学习化学需要观察、思考和实践。注意观察生活中的化学现象。思考现象背后的化学原理。动手实验验证化学知识。化学帮助我们理解世界，改善生活。掌握化学知识，运用化学原理，我们可以让生活更美好。