导图社区 选择性必修物质结构与性质
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选择性必修2物质结构与性质
第一章原子结构与性质（P5~30）
第一节原子结构（P6~17)
能层与能级
能层越高，电子的能量越高。能量的高低顺序为E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)
基态与激发态 原子光谱
基态原子
处于最低能量状态的原子
激发态原子
基态原子吸收能量，其电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子
原子光谱
不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱。
构造原理与电子排布式
构造原理
以光谱学事实为基础，从氢开始，随着核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序
构造原理示意图
电子云与原子轨道
电子云
由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾。小点越密，表明概率密度越大。
原子轨道
量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
电子自旋与泡利原理
电子自旋
自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。
电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称电子自旋
常用上下箭头（↑和↓）表示自旋相反的电子
泡利原理（泡利不相容原理）
1925年泡利提出
在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反
电子排布的轨道表示式
轨道表示式（电子排布式）是表述电子排布的一种图式
例子
“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子（或未成对电子）
箭头同向的单电子称自旋平行
洪特规则
1925年洪特提出
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
不仅适用于基态原子也适用于基态离子
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
基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理
第二节原子结构与元素的性质（P18~27）
原子结构与元素周期表
元素周期律、元素周期系和元素周期表
原子序数
1869年门捷列夫发现
按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来，得到一个元素序列，并从最轻的元素氢开始进行编号
元素周期律
元素序列中的元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复
元素周期系
1913年英国物理学家莫塞莱证明原子序数=原子核电荷数
元素的这一按其原子核电荷数递增排列的序列
元素周期表是呈现元素周期系的表格，元素周期系只有一个，元素周期表多种多样
构造原理与元素周期表
根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构
原子半径
大小取决于两个相反因素
电子的能层数
核电荷数
主族元素的原子半径示意图
电离能
第一电离能
气态电中性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
元素的第一电离能的周期性
规律
每个周期的第一种元素（氢和碱金属）的第一电离能最小，最后一种元素（稀有气体）的第一电离能最大；同族元素从上到下第一电离能变小
电负性
键合电子
原子中用于形成化学键的电子
美国化学家鲍林提出
含义
用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小
电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大
一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐变大；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小
电负性大小可判断金属性和非金属性强弱
整理提升（P30）
第三章晶体结构与性质（P67~104）
第一节物质的聚集状态与晶体的常识（P68~76)
物质的聚集状态
等离子体
由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体
液晶（热致液晶）
介于液态和晶态之间的物质状态
晶体与非晶体
本质差异
自范性
晶体能自发地呈现多面体外形的性质
得到晶体一般有三条途径
熔融态物质凝固
气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）
溶质从溶液中析出
晶胞
晶体结构的基本单元
常规的晶都是平行六面体胞
晶体结构的测定
常用仪器为X射线衍射仪
通过衍射图获得晶体结构的有关信息
晶胞形状和大小
分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型
原子在晶胞里的数目和位置
结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系
第二节分子晶体与共价晶体（P78~84）
分子晶体
只含分子的晶体
特性
硬度小
低熔点
子主题
共价晶体
微观空间里没有分子
某些单质
金刚石
硅Si
硼B
灰锡Sn
某些非金属化合物
二氧化硅
碳化硅（SiC金刚砂）
四氮化三硅
第三节金属晶体与离子晶体（P86~91）
金属键与金属晶体
金属键
“电子气理论”（本质）
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，从而把所有金属原子维系在一起
可解释延展性
导电性
能带理论
金属晶体
金属（除汞外）在常温下都是晶体
离子晶体
由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体
氯化钠晶体、氯化铯晶体
过渡晶体与混合型晶体
过渡晶体
晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键。处于离子晶体与共价晶体之间的晶体
混合型晶体
石墨
研究与实践P93
明矾晶体的制备
第四节配合物与超分子（P95~100）
配合物
配位键
“电子对给予—接受”键
配位化合物简称配合物
把金属离子或原子（称为中心离子或原子）与某些分子或离子（称为配体或配位体以配位键结合形成的化合物。
超分子
由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，
分离C60和C70
分子间力形成超分子的例子-反映超分子的特性被称为“分子识别”
冠醚识别碱金属离子
整理与提升P101
实验活动 简单配合物的形成P104
第二章分子结构与性质（P33~64）
第一节共价键（P34~39）
共价键
强弱可用键能来衡量，具有饱和性、方向性。
类型
σ键
特征
以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变（轴对称）
s-sσ键
氢气分子中的共价键
s-pσ键
氯化氢分子的共价键
p-pσ键
氯气分子的共价键
轨道“头碰头”重叠
π键
每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像（镜面对称）
两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
σ键强度比π键牢固
共价单键
共价双键
一个σ键和一个π键
共价三键
一个σ键和两个π键
键参数——键能、键长与键角
键能
指气态分子中1mol化学键解离成
键长
构成化学键的两个原子的核间距
键角
在多原子分子，两个相邻共价键之间的夹角
键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得
第二节分子的空间结构（P41~49）
分子结构的测定
红外光谱
分析分子中含有何种化学键或官能团
多样的分子空间结构
大多数分子是由两个以上原子构成，因此分子就有了原子的几何学关系和形状
价层电子对互斥模型
预测分子的空间结构
分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结构
VSEPR的“价层电子对”
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
杂化轨道理论简介
一种价键理论
鲍林为了解释分子的空间结构提出
先确定分子或离子的VSEPR模型，后确定中心原子的杂化轨道类型
第三节分子结构与物质的性质（P52~61）
共价键的极性
键的极性和分子的极性
键
极性共价键
电子对不发生偏移的共价键
氯化氢分子
非极性共价键
电子对发生偏移的共价键
氢气分子
分子
极性分子
正电中心与负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性，另一部分呈负电性
非极性分子
正电中心与负电中心重合
判断
依据分子中化学键的极性的向量和
键的极性对化学性质的影响
羟基（符号R-）是推电子基团，羟基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧基的酸性越弱
分子间的作用力
范德华力及其对物质性质的影响
分子间作用力为范德华力
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
氢键及其对物质性质的影响
氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力
由与电负性很大的原子形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一个电负性很大的原子（如水分子中的氧）之间的作用力
氢键不仅存在于分子之间也存在于分子内
作用力弱且不属于化学键
溶解性
存在“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
适用于分子结构的相似性
若存在氢键，溶剂与溶质之间的氢键作用力越大，溶解性好
分子的手性
手性异构体（对映异构）
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
手性分子
有手性异构体的分子
整理提升P64
