化学选修2全册人教版

这是一篇关于化学选修2人教版的思维导图，将化学选修2全册的知识点进行了整合，主要内容包括：第三章 晶体结构与性质，第一章 原子结构与性质，第二章 分子结构与性质。形成了一个完整的知识体系。重点突出、概念解释、实验设备介绍和知识拓展等方面。便于理解和记忆。

化学选修2人教版

• 第一章 原子结构与性质
  • 电子排布式
    • 泡利原理
      • 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反。
    • 洪特规则
      • 基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
    • 能量最低原理
      • 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。
  • • 金属区
      • 因为它们的最外层电子数始终不超过2
    • ds区
      • 先填满了（n一1）d能级而后再填充ns能级
    • 对角线规则
      • 左上右下对应的元素性质比同族的相邻两元素性质更相似
  • 第一电离能
    • 气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量
      • • 如图同周期中第一电离能存在2族>3族和5族>6族情况，因为电子排布中半满、全满情况比其他排列更稳定
  • 电负性
    • 原子中用于形成化学键的电子称为键合电子
    • 电负性的概念是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
      • 可以作为判断金属性和非金属性强弱的依据
        • 金属元素的电负性一般<1.8
        • 非金属元素的电负性一般>1.8
        • 非金属三角区边界的“类金属（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右
• 第二章 分子结构与性质
  • 分类
    • 单原子分子
      • 由单个原子构成的如稀有气体和汞蒸气等
    • 多原子分子
      • 由多个原子相互结合构成的，如氧气、水、氨、甲烷等
    • 高分子（聚合物）
      • 由许许多多组成较简单的单体聚合而成的，如蛋白质、淀粉、塑料、橡胶、植物纤维、合成纤维等
    • 巨分子
      • 许多固体，即使取很小一粒，仍包含成万上亿个原子或离子构成一个整体，如金刚石、金属单质等。
  • 分子空间结构
    • 红外光谱仪
      • 可分析出分子中含有何种化学键成官能团的信息
    • 质谱仪
      • 测定分子的相对分子质量。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场得以分离
    • 结构预测
      • VSEPR model 价层电子对互斥模型
        • 可用来预测分子的空间结构，不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子
          • 价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。VSEPR的“价层电子对”是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。多重键只计其中的σ键电子对，不计π键电子对。
      • 价电子对数
        • VPN=LP+σ键
          • σ键数计算方法1、由化学式确定，即中心原子与几个原子相互结合，就有几个σ键：2、双键或三键只计算其中σ键电子对，不计算兀键电子对。
      • 杂化轨道理论
        • sp、sp2、sp3
          • • ABn型
              • 用价层电子对数-1
            • 非ABn型
              • 全是单键--- 是SP3型；双键--- 是SP2型；三键--- 是SP型
      • 模型推导方法
  • 分子主要性质
    • 极性
      • 分类
        • 极性共价键
          • 由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移
        • 非极性共价键
          • 电子对不发生偏移的共价键
      • 分子
        • 极性分子
          • 正电中心和负电中心不重合
          • 当分子中各个键的极性的向量和不等于0时
        • 非极性分子
          • 正电中心和负电中心重合
          • 只含非极性键的分子
          • 当分子中各个键的极性的向量和等于0时
      • 对化学性质的影响
        • 三氟乙酸的酸性>三氯乙酸的
          • 由于氟的电负性大于氯的电负性，F一C的极性大于CI一C的极性，使F,C一的极性大于Cl,C一的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。
        • 乙酸的酸性>丙酸的
          • 烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱
    • 手性
      • 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体（或对映异构体）。
        • 有手性异构体的分子叫做手性分子
        • 用手性催化剂生产手性药物的合成方法，可以只得到或者主要得到一种手性分子，这种独特的合成方法称为手性合成。
  • 分子间作用力
    • 化学键
      • 共价键
        • 定义
          • 原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键
            • 共价键有饱和性和方向性
        • 键强弱
          • 键参数
            • 键能
              • 气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量
                • 通常是298.15K、101kPa条件下通过实验测定的标准值
            • 键长
              • 是振动着的原子处于平衡位置时的核间距
                • 是共价键强弱的另一重要参数
                  • 键长越短键能越大
            • 键角
              • 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角
                • 是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关
        • 分类
          • 按共用电子对的形成方式
            • 共价键
              • 电子对来自成键原子双方,即两个原子都拿出相等的电子,形成共用电子对
            • 配位键
              • 电子对来自一方,即一方提供孤对电子,一方提供空轨道
                • 提供所有成键电子的称“配位体（简称配体）”、提供空轨道接纳电子的称“受体”
          • 按共用电子对形成时的重叠方式
            • • 由两个原子的轨道“头碰头”重叠形成的
                • 强度更高
              • 以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，这种特征称为轴对称
                • 两个s轨道重叠形成的
                  • s-s
                • s和p轨道重叠形成的
                  • s-p
                • p和p轨道重叠形成的
                  • p-p
            • • 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的
                • 较易断裂
              • 电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称
            • 大
              • 若肩并肩重叠的原子数达到3以上
          • 按共用电子对是否偏移
            • 极性共价键
              • 由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移
            • 非极性共价键
              • 电子对不发生偏移的共价键
          • 按形成的共用电子对的数目
            • 分为单键、双键、三键
        • 溶解性
          • “相似相溶”的规律
            • 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂
            • 如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大溶解性越好；相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小
            • 还适用于分子结构的相似性，如乙醇中的一OH与水分子的一OH相近，因而乙醇能与水互溶
      • 离子键
        • 离子键是通过原子间电子转移，形成正负离子，由静电作用形成的。离子键的本质是阴阳离子间的静电作用。
          • 强弱影响该离子化合物的熔点、沸点和溶解性等性质
      • 金属键
        • 金属键本质的最简单理论是“电子气理论”。该理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
          • 金属键在金属单质和合金中全有。金属键没有方向性和饱和性
    • 氢键
      • 氢键是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力
        • 氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。
        • 比化学键的键能小1～2个数量级
        • 会影响物质的性质，如熔沸点、溶解度等
    • 范德华力
      • 分子间作用力
        • 比氢键的键能小
        • 相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大
        • 会影响物质的性质，如熔沸点、溶解度等
• 第三章 晶体结构与性质
  • 物质聚集状态
    • 20世纪前，人们以为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质三态的相互转化只是分子间距离发生了变化，分子在固态只能振动，在气态能自由移动，在液态则介乎二者之间。
    • 20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见物质聚集状态中并无分子。
      • 许多常见的晶体
        • 氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石
      • 各种金属等气态和液态物质
        • 等离子体、离子液体
      • 其他
        • 如晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等
  • 固体
    • 晶体
      • 特征
        • 自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
        • 微观结构中原子在三维空间里呈周期性有序排列
          • 许多物理性质，如强度、导热性、光学性质等表现出各向异性
            • 石蜡在不同方向熔化的快慢不同
            • 熔点较固定
      • 得到晶体的三条途径
        • 1、熔融态物质凝固
          • • 2、气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）
              • • 3、溶质从溶液中析出
        • 许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形。这充分证明体粉末仍是晶体.
      • 基本单位
        • 晶胞
          • 晶胞是8个顶角相同、三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体
      • 结构测定方法
        • X射线衍射实验
          • 当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰
      • 分类
        • 分子晶体
          • 定义
            • 只含分子的晶体
          • 特性
            • 相邻分子靠分子间作用力相互吸引
              • 只有范德华力
                • 若以一个分子为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为分子密堆积
                  • 有低熔点、硬度很小的特性
              • 有氢键
                • 冰中水分子之间的主要作用力是氢键，其有方向性，即氢键的存在迫使中心水分子只与四面体角方向的4个相邻水分子相互吸引。
                  • 干冰（CO2）的外观很像冰，硬度也跟冰相似，而熔点却比冰的低得多密度比冰的高的原因。
          • 典型代表
            • 1、所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等； 2、部分非金属单质，如卤素(X)、氧气(O2)、硫(S)、氮气(N2)、白磷(P4)、碳60、稀有气体等；3、部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等；4、几乎所有的酸；5、绝大多数有机物
        • 共价晶体
          • 微观空间中没有分子
            • 是一种“巨分子”
          • 典型代表
            • 金刚石
              • 共价键三维骨架结特使金刚石在所有已知晶体中硬度最大，而且熔点也很高。高硬度高熔点是许多有共价键三维骨架结特的共价晶体的特性
            • SiO2
              • 顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性
            • 其他
              • 1）某些单质，如硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和灰锡（Sn）等：（2）某些非金属化合物，如碳化硅（SiC，俗称金刚砂）、SiN4等。
        • 金属晶体
          • 金属（除汞外）在常温下都是晶体
            • 是一种“巨分子”
          • 金属键本质的最简单理论是“电子气理论”
            • 可以用来解释金属材料良好的延展性
            • 电子气在电场中定向移动解释金属良好的导电性
              • 用电子气中的自由电子在热的作用下与金属原子频繁碰撞解释金属的电导率随温度升高而降低的现象
        • 离子晶体
          • 是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体
            • 阴离子或阳离子不只是单原子离子，有的还存在电中性分子（如H2O、NH3等）
              • 如CuSO4·5H2O这些离子晶体中还存在非主导作用的共价键、氢键等
          • 较强的离子键
            • 使离子晶体的硬度较大，难于压缩
            • 由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键
              • 有较高的熔点和沸点
        • 过渡晶体
          • 四类晶体都有过渡型
            • 离子键的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键的百分数越大
        • 混合晶体
          • 石墨
            • 石墨有类似金属晶体的导电性，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向
    • 非晶体
      • 特征
        • 无自范性
        • 微观结构中原子排列相对无序