结构化学笔记

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化学结构知识点总结归纳

化学结构知识点总结归纳

化学结构知识点总结归纳结构化学是化学中非常重要的一个分支,它涉及到分子和原子之间的结构、键合情况和空间构型等方面。

结构化学的研究对于理解化学反应、理论计算和新材料设计等方面都具有重要的意义。

在这篇文章中,我将对结构化学的一些重要知识点进行总结归纳,希望能够对读者有所帮助。

1. 分子结构分子是由原子通过共价键连接而成的化合物,它们具有固定的结构和空间构型。

分子的结构包括分子式、键长、键角、二面角和立体构型等方面。

分子式是用来表示分子中原子种类和数量的化学式,例如H2O表示水分子,CH4表示甲烷分子。

而键长和键角则是描述分子内原子之间的相对位置关系,它们对分子的性质和反应活性都有很大影响。

此外,二面角和立体构型也是分子结构中重要的参数,它们描述了分子中的空间构型及其对分子性质和反应活性的影响。

2. 共价键共价键是原子之间通过共享电子而形成的化学键,它是最常见的一种化学键类型。

共价键的形成和特性对于分子结构和化学性质有着重要影响。

共价键可以分为σ键和π键两种类型,其中σ键是由原子轴向的轨道重叠形成的键,而π键则是由平行轨道的重叠形成的键。

另外,共价键的长度和强度也与原子的电负性和分子的结构有很大关系。

共价键的性质和特性是结构化学研究的一个重要内容。

3. 杂化轨道杂化轨道是描述分子中原子轨道混成现象的概念,它对于分子结构的解释和分析具有重要意义。

杂化轨道的形成是由于原子在形成共价键时,其原子轨道发生重叠和混合的现象。

根据杂化轨道理论,sp、sp2、sp3和sp3d等不同种类的杂化轨道可以解释分子中的不同键型和分子构型。

杂化轨道对于理解分子的稳定性、反应活性和构型优劣有着重要的帮助。

4. 共振结构共振结构是由于某些分子存在多种等价的共振式结构而导致的一种描述方式。

通过引入共振结构,可以更好地解释分子中原子位置和键型的不确定性。

共振结构对于分子结构和稳定性的理解非常重要,它可以直观地反映分子中的电子分布情况和电荷分布情况,有助于预测分子的性质和反应活性。

结构化学知识点归纳

结构化学知识点归纳

结构化学知识点归纳根据北京大学出版社周公度编写的“结构化学”总结第一章 量子力学基础知识一、微观粒子的运动特征1. 波粒二象性:,hE h p νλ==2. 测不准原理:,,,,x y z x p h y p h z p h t E h ∆∆≥∆∆≥∆∆≥∆∆≥ 二、量子力学基本假设1. 假设1:对于一个量子力学体系,可以用坐标和时间变量的函数(,,,)x y z t ψ来描述,它包括体系的全部信息。

这一函数称为波函数或态函数,简称态。

不含时间的波函数(,,)x y z ψ称为定态波函数。

在本课程中主要讨论定态波函数。

由于空间某点波的强度与波函数绝对值的平方成正比,即在该点附近找到粒子的几率正比于*ψψ,所以通常将用波函数ψ描述的波称为几率波。

在原子、分子等体系中,将ψ称为原子轨道或分子轨道;将*ψψ称为几率密度,它就是通常所说的电子云;*d ψψτ为空间某点附近体积元d τ中电子出现的几率。

对于波函数有不同的解释,现在被普遍接受的是玻恩(M. Born )统计解释,这一解释的基本思想是:粒子的波动性(即德布罗意波)表现在粒子在空间出现几率的分布的波动,这种波也称作“几率波”。

波函数ψ可以是复函数,ψψψ⋅=*2合格(品优)波函数:单值、连续、平方可积。

2. 假设2:对一个微观体系的每一个可观测的物理量,都对应着一个线性自厄算符。

算符:作用对象是函数,作用后函数变为新的函数。

线性算符:作用到线性组合的函数等于对每个函数作用后的线性组合的算符。

11221122ˆˆˆ()A c c c A c A ψψψψ+=+ 自厄算符:满足**2121ˆˆ()d ()d A A ψψτψψτ=∫∫的算符。

自厄算符的性质:(1)本证值都是实数;(2)不同本证值的本证函数相互正交。

3. 假设3:若某一物理量A 的算符ˆA作用于某一状态函数ψ,等于某一常数a 乘以ψ,即:ˆAa ψψ=,那么对ψ所描述的这个微观体系的状态,物理量A 具有确定的数字a 。

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总

第一章:原子结构1. S能级有个原子轨道,P能级有个原子轨道,d能级有个原子轨道,同一能级的原子轨道能量,每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。

当2P能级有2个未成对电子时,该原子可能是或者,当3d能级有2个未成对电子时,该原子可能是或者。

2. S轨道图形为,P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。

3. 主族元素的价电子就是电子,副族元素的价电子为与之和(Cu和Zn除外)。

4. 19∼36号元素符号是:它们的核外电子排布是:5. 元素周期表分,,,,五大区。

同周期元素原子半径从左到右逐渐,原子核对外层电子吸引力逐渐,电负性及第一电离能逐渐,(ⅡA,ⅤA 特殊);同主族元素原子半径从上到下逐渐,电负性及第一电离能逐渐。

6. 依照洪特规则,由于ⅡA族,ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态,故其第一电离能比相邻同周期元素原子,如:N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。

7. 电负性最强的元素是,其电负值为4.0 ,其次是,电负值为3.5第二章化学键与分子间作用力1.根据共价键重叠方式的不同,可以分为键和键,一个N2分子中有个σ键个П键,电子式为。

根据共价键中共用电子对的偏移大小,可将共价键分为键和键,同种非金属原子之间是,不同原子之间形成。

2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的,越大,分子越稳定。

其次是看键长,键长越短,分子越(键长与原子半径有正比例关系)。

键角与分子的空间构型有关,CO2,C2H2分子为直线型,键角是1800;CH4和CCl4为正四面体型,键角为;NH3分子构型为, H2O分子构型为,它们的键角均小于。

3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为:CH4是杂化;苯和乙烯分子为杂化;乙炔分子为杂化。

其他有机物分子中,全单键碳原子为杂化,双键碳原子为杂化,三键碳原子为杂化。

4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为,其中H 卤素原子做配位原子时,价电子为个;O,S做配位原子时,不提供电子;如果带有电荷,做相应加减;出现点五,四舍五入。

结构化学知识点汇总.doc

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第一章:原子结构1. S能级有个原子轨道,P能级有个原子轨道,d能级有个原子轨道,同一能级的原子轨道能量,每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。

当2P能级有2个未成对电子时,该原子可能是或者,当3d能级有2个未成对电子时,该原子可能是或者。

2. S轨道图形为,P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。

3. 主族元素的价电子就是电子,副族元素的价电子为与之和(Cu和Zn除外)。

4. 19∼36号元素符号是:它们的核外电子排布是:5. 元素周期表分,,,,五大区。

同周期元素原子半径从左到右逐渐,原子核对外层电子吸引力逐渐,电负性及第一电离能逐渐,(ⅡA,ⅤA 特殊);同主族元素原子半径从上到下逐渐,电负性及第一电离能逐渐。

6. 依照洪特规则,由于ⅡA族,ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态,故其第一电离能比相邻同周期元素原子,如:N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。

7. 电负性最强的元素是,其电负值为4.0 ,其次是,电负值为3.5第二章化学键与分子间作用力1.根据共价键重叠方式的不同,可以分为键和键,一个N2分子中有个σ键个П键,电子式为。

根据共价键中共用电子对的偏移大小,可将共价键分为键和键,同种非金属原子之间是,不同原子之间形成。

2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的,越大,分子越稳定。

其次是看键长,键长越短,分子越(键长与原子半径有正比例关系)。

键角与分子的空间构型有关,CO2,C2H2分子为直线型,键角是1800;CH4和CCl4为正四面体型,键角为;NH3分子构型为, H2O分子构型为,它们的键角均小于。

3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为:CH4是杂化;苯和乙烯分子为杂化;乙炔分子为杂化。

其他有机物分子中,全单键碳原子为杂化,双键碳原子为杂化,三键碳原子为杂化。

4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为,其中H 卤素原子做配位原子时,价电子为个;O,S做配位原子时,不提供电子;如果带有电荷,做相应加减;出现点五,四舍五入。

结构化学知识点归纳

结构化学知识点归纳

结构化学知识点归纳结构化学是研究分子及其化学性质的一门学科,旨在理解和预测化学反应、反应机理和分子结构与性质之间的关系。

下面是对结构化学常见的知识点进行的归纳。

1.分子结构与键-原子和分子的电子排布决定了它们的分子结构。

共价键形成时,原子通过共用电子对来相互结合,并形成分子的骨架。

-单、双、三键分别由1、2、3个电子对共享而成。

-极性键是由两个不同电负性的原子之间形成的键,其中一个原子更具电负性,吸引电子密度,形成部分正电荷;而另一个原子带有部分负电荷。

-非极性键是由两个电负性接近的原子相互作用形成的键。

2.分子构象-分子构象是分子在空间中可采取的不同形状和结构。

分子可以通过旋转化学键和自由旋转的化学键来改变其构象。

-分子内部的官能团之间的键角、键长和孤对电子的位置是决定分子构象的重要因素。

3.同分异构体-同分异构体是化学物质的两个或多个形式,它们有相同的分子式但具有不同的结构和化学性质。

-构造异构体是同分异构体的一种类型,它们在分子结构中的连接方式不同。

-空间异构体是同分异构体的另一种类型,它们的分子结构在空间中三维排列不同。

4.分子间力- Van der Waals力是分子间相互作用的一种类型。

它包括范德华力、氢键和离子-离子相互作用。

-范德华力是分子间由于电子的瞬时分布而产生的吸引力。

-氢键是分子间弱的相互作用力,它包括一个原子的氢原子与另一个原子上的具有独立电子对的原子之间的相互作用。

-离子-离子相互作用是由带正电荷的离子与带负电荷的离子之间的相互作用引起的。

5.分子轨道理论-分子轨道理论描述了分子中电子的行为。

它是通过将原子轨道线性组合来形成分子轨道。

-通过具有不同形状和能量的分子轨道,可以解释分子的化学性质,例如化学键的形成和分子的反应性。

-前线分子轨道是分子中电子占据的能量最低的、决定反应性的分子轨道。

以上是结构化学的一些常见知识点的归纳。

结构化学的学习可以更好地理解化学反应和物质的性质,进而应用于有机合成、药物研发和材料科学等领域。

结构化学知识点总结

结构化学知识点总结

结构化学知识点总结一、化学元素的基本概念化学元素是指由相同种类的原子组成的物质,是构成物质的基本单位。

目前已知的化学元素有118种,其中92种是自然存在的元素,其余的都是人工合成的。

每种化学元素都有其独特的原子序数和原子量。

二、原子结构原子是构成物质的基本单位,由电子、质子和中子组成。

电子带负电荷,质子带正电荷,中子是中性的。

原子的结构包括原子核和围绕原子核运动的电子。

原子核由质子和中子构成,质子的数量决定了原子的原子序数,中子的数量决定了原子的质量数。

三、周期表周期表是按照元素的原子序数排列的化学元素表。

元素周期表有7个周期和18个族,按照原子序数的增加顺序排列。

周期表中的元素按照其性质和化学反应的相似程度排列。

四、化学键化学键是原子之间的连接力,是构成分子和晶体的基本力。

化学键的种类有离子键、共价键和金属键。

在化学反应中,原子之间会发生化学键的形成和断裂。

五、分子和离子分子是由原子通过共价键连接而成的结构,是化学反应的基本单位。

离子是由原子通过离子键连接而成的结构,是带电荷的化学粒子。

六、溶液和溶解度溶解是指某种物质在另一种物质中完全散布开,在其中不再分辨出原来的微粒,这种现象叫做溶解。

当溶质在溶剂中的最大溶解度称为该溶质在该溶剂中的溶解度。

七、化学平衡化学平衡是指在一个化学反应中,反应物和产物的浓度或者压力在一定条件下保持不变的状态。

化学反应达到平衡后,反应速率也会保持不变。

八、化学反应化学反应是指一种或者多种物质转变成另一种或者另几种的过程,包括原子的重新排列,化学键的形成与断裂等。

化学反应的速率和方向由反应物的浓度、温度、催化剂等因素决定。

九、酸碱中和酸碱中和是指酸和碱在一定条件下相互反应,生成盐和水的化学反应。

酸碱中和反应需要满足酸碱反应的化学条件,包括氢离子和氢氧根离子的结合等。

十、氧化还原反应氧化还原反应是指发生氧化还原化学反应的化学变化,包括氧化和还原。

在氧化还原反应中,氧化剂会接受电子,还原剂会失去电子,从而发生电子转移的反应。

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总关键信息项:1、原子结构原子轨道电子排布原子光谱2、分子结构化学键类型分子几何构型分子的极性3、晶体结构晶体类型晶格结构晶体的性质11 原子结构111 原子轨道原子轨道是描述原子中电子运动状态的数学函数。

主要包括s 轨道、p 轨道、d 轨道和 f 轨道。

s 轨道呈球形对称,p 轨道呈哑铃形,d 轨道和 f 轨道形状更为复杂。

112 电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。

电子按照一定的顺序填充在不同的原子轨道上,形成原子的电子构型。

113 原子光谱原子在不同能级间跃迁时吸收或发射的光子所形成的光谱。

包括发射光谱和吸收光谱,可用于分析原子的结构和成分。

12 分子结构121 化学键类型共价键:通过共用电子对形成,分为σ键和π键。

离子键:由正负离子之间的静电引力形成。

金属键:存在于金属晶体中,由自由电子和金属离子之间的相互作用形成。

氢键:一种特殊的分子间作用力,比一般的范德华力强。

122 分子几何构型通过价层电子对互斥理论(VSEPR)和杂化轨道理论来解释和预测。

常见的分子构型有直线型、平面三角形、四面体型、三角双锥型和八面体型等。

123 分子的极性取决于分子中正负电荷中心是否重合。

极性分子具有偶极矩,非极性分子则没有。

13 晶体结构131 晶体类型离子晶体:由离子键结合而成,具有较高的熔点和硬度。

原子晶体:通过共价键形成,硬度大、熔点高。

分子晶体:分子间以范德华力或氢键结合,熔点和硬度较低。

金属晶体:由金属键维系,具有良好的导电性和导热性。

132 晶格结构晶体中原子、离子或分子的排列方式。

常见的晶格有简单立方、体心立方、面心立方等。

133 晶体的性质各向异性:晶体在不同方向上的物理性质不同。

自范性:能够自发地呈现出多面体外形。

固定的熔点:在一定压力下,晶体具有固定的熔点。

21 量子力学基础211 薛定谔方程是描述微观粒子运动状态的基本方程,通过求解该方程可以得到粒子的能量和波函数。

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总结构化学是一门研究原子、分子和晶体结构以及结构与性能之间关系的学科。

它是化学领域的重要基础,对于理解化学反应、物质的性质和材料科学等方面具有关键作用。

以下是对结构化学一些重要知识点的汇总。

一、原子结构原子由原子核和核外电子组成。

原子核包含质子和中子,质子数决定了原子的元素种类。

电子在原子核外的分布遵循一定的规律。

玻尔模型提出了电子在特定轨道上运动,但其存在局限性。

量子力学的发展给出了更精确的描述,电子的运动状态用波函数来表示。

电子具有四个量子数:主量子数(n)决定电子所在的能层;角量子数(l)决定电子亚层;磁量子数(m)决定电子在亚层中的轨道取向;自旋量子数(ms)表示电子的自旋方向。

原子轨道是电子在核外空间出现概率密度分布的形象化描述。

s 轨道呈球形,p 轨道呈哑铃形。

电子填充原子轨道遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。

二、分子结构分子的化学键包括共价键、离子键和金属键。

共价键的形成是原子间通过共用电子对达到稳定结构。

价键理论认为共价键的形成是原子轨道重叠的结果。

杂化轨道理论解释了分子的空间构型,如 sp、sp2、sp3 杂化等。

价层电子对互斥理论可以预测分子的几何构型。

分子的极性取决于分子的正负电荷中心是否重合。

分子间作用力包括范德华力和氢键。

范德华力包括取向力、诱导力和色散力,它们对物质的物理性质有重要影响。

氢键的存在会使物质的熔点、沸点升高。

三、晶体结构晶体具有规则的几何外形和固定的熔点。

晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。

离子晶体由阴阳离子通过离子键结合而成,具有较高的熔点和硬度。

原子晶体中原子通过共价键形成空间网状结构,如金刚石。

分子晶体中分子间通过范德华力或氢键结合,熔点和硬度较低。

金属晶体由金属阳离子和自由电子通过金属键结合,具有良好的导电性和导热性。

晶体的空间点阵结构用晶胞来描述,通过晶胞参数可以计算晶体的密度等性质。

四、化学键的性质键能是指断开化学键所需的能量,键能越大,化学键越稳定。

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总结构化学是化学中研究物质结构和化学键的一门学科。

它主要关注分子和物质的组成、结构、性质和反应的关系。

以下是结构化学中的一些重要知识点:1.分子结构:分子是由原子通过化学键连接而成的系统。

分子结构可以通过实验和理论计算方法来确定,其中包括X射线衍射、核磁共振等实验方法,以及量子化学计算方法。

分子结构确定后,可以进一步研究其几何构型和电子结构。

2.分子几何构型:分子几何构型描述了分子中原子之间的相对位置和角度。

常见的几何构型包括线性、平面三角形、四面体和正多面体等。

几何构型对分子的性质和反应有很大影响。

3.化学键:化学键是连接原子的力,使分子稳定存在。

常见的化学键包括共价键、离子键、金属键和氢键等。

不同种类的化学键在结构和性质上有所差异,对化学反应和物质性质产生影响。

4. 杂化轨道:杂化轨道是分子中原子轨道的线性组合,用于描述与化学键形成相关的电子结构。

常见的杂化轨道包括sp、sp2和sp3等。

杂化轨道的形成可以解释分子的几何构型和键角。

5.共轭体系:共轭体系是指分子中相邻原子之间通过π电子共享形成的一系列共轭键。

共轭体系具有特殊的电子结构和光学性质,在有机化学中有重要应用,如共轭聚合物和色素。

6.极性:极性是指分子中正负电荷分布不均匀的现象。

极性分子具有永久电偶极矩,可以与其他分子通过氢键或其他非共价力相互作用。

极性对溶解度、沸点和电介质性质等有重要影响。

7.手性:手性是指分子或物体的非对称性,无法与其镜像完全重合。

手性分子具有手性中心或手性轴,可以存在两种立体异构体,即左旋和右旋异构体。

手性在生物学、药物化学和有机合成中具有重要意义。

8.反应速率和机理:结构化学可以研究化学反应的速率和机理。

反应速率受原子或基团之间键的强度、键的极性、形成或断裂键的能量差等因素的影响。

反应机理描述了反应的分子层面步骤和中间体。

9.功能材料:功能材料是指具有特殊结构和性质的材料,可用于传感、光电、催化等应用。

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总结构化学是一门研究原子、分子和晶体结构以及它们与性质之间关系的学科。

这门学科对于理解物质的本质、化学反应的机制以及材料的性能等方面都具有重要意义。

以下是对结构化学一些重要知识点的汇总。

一、原子结构1、波粒二象性物质具有波粒二象性,即既表现出粒子的特性,又表现出波的特性。

对于微观粒子,如电子,其运动不能用经典力学来描述,而需要用量子力学。

2、薛定谔方程薛定谔方程是描述微观粒子运动状态的基本方程。

通过求解薛定谔方程,可以得到原子中电子的可能状态和能量。

3、原子轨道原子中的电子处于不同的原子轨道上。

原子轨道具有不同的形状和能量,常见的有 s、p、d、f 轨道。

4、电子排布根据能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则,电子在原子轨道上进行排布。

这决定了原子的电子构型和化学性质。

二、分子结构1、化学键化学键包括离子键、共价键和金属键。

共价键又分为σ键和π键。

离子键是通过正负离子之间的静电作用形成的;共价键是原子之间通过共用电子对形成的;金属键则是金属原子之间的自由电子和金属阳离子之间的相互作用。

2、杂化轨道理论原子在形成分子时,其原子轨道会发生杂化,形成杂化轨道。

常见的杂化轨道类型有 sp、sp²、sp³等,杂化轨道的类型决定了分子的空间构型。

3、分子的几何构型通过价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测分子的几何构型。

该理论认为,分子中中心原子的价层电子对相互排斥,从而使分子具有特定的空间构型。

4、分子的极性分子的极性取决于分子的构型和键的极性。

如果分子的正电荷中心和负电荷中心重合,则分子为非极性分子;否则为极性分子。

三、晶体结构1、晶体的类型晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。

不同类型的晶体具有不同的物理性质,如熔点、硬度、导电性等。

2、晶格和晶胞晶体中的原子、离子或分子在空间有规则地排列,形成晶格。

晶胞是晶格的最小重复单元,通过晶胞可以描述整个晶体的结构。

结构化学基本知识点

结构化学基本知识点
根据每层有n2个轨道,每个轨道最多能容纳 两个电子,由此可得出
每一层电子的最大容量为:2 n2。
能量逐渐升高
近似能级图:
7s……
6s 4f 5d 6p
5s 4d 5p
4s 3d 4p
3s 3p 2s 2p
能量逐渐升高
1s
(3)洪特规则:在n和ι值都相同的等价轨道中, 电子总是尽可能分占各个轨道且自旋平行。
3s23p6
26Fe:1s22s22p6 3s23p63d64S2 3d64s2 Fe3+:1s22s22p63s23p63d5 3s23p63d5
24Cr: 1S22S22P63S23P63d54S1 3d54S1 Cr3+:1S22S22P63S23P63d3 3S23P63d3
29Cu :1S22S22P63S23P63d104S1 3d104S1 Cu2+:1S22S22P63S23P63d9 3S23P63d9
如2p3: ↑ ↑ ↑ 3d6有几个未成对电子?
洪特规则特例:当电子的分布处于全充满、半充 满或全空时,比较稳定。
全充满: p6或d10或f14 半充满: p3或d5或f7 全空: p0或d0或f0
例如: 24Cr 1S22S22P63S23P63d54S1,半充满比较稳定。 29Cu 1S22S22P63S23P63d104S1, 全充满比较稳定
普通化学
2020/7/24
3.1物质的结构与物质的状态
一.原子结构
1.核外电子的运动特性
核外电子运动具有能量量子化、波粒二象性和统计性的 特征,不能用经典牛顿力学来描述核外电子的运动状态。
2.核外电子的运动规律的描述
由于微观粒子具有波的特性,所以在量子力学中用波 函数Ψ来描述核外电子的运动状态。

福师《结构化学》第一章-量子力学基础和原子结构-课堂笔记

福师《结构化学》第一章-量子力学基础和原子结构-课堂笔记

福师《结构化学》第一章量子力学基础和原子结构课堂笔记◆主要知识点掌握程度了解测不准关系,掌握和的物理意义;掌握一维势箱模型方程的求解以及该模型在共轭分子体系中的应用;理解量子数n,l,m的取值及物理意义;掌握波函数和电子云的径向分布图,原子轨道等值线图和原子轨道轮廓图;难点是薛定谔方程的求解。

◆知识点整理一、波粒二象性和薛定谔方程1.物质波的证明德布罗意假设:光和微观实物粒子(电子、原子、分子、中子、质子等)都具有波动性和微粒性两重性质,即波粒二象性,其基本公式为:对于低速运动,质量为m的粒子:其中能量E和动量P反映光和微粒的粒性,而频率ν和波长λ反映光和微粒的波性,它们之间通过常数h联系起来,普朗克常数焦尔·秒。

实物微粒运动时产生物质波波长λ可由粒子的质量m和运动度ν按如下公式计算。

λν量子化是指物质运动时,它的某些物理量数值的变化是不连续的,只能为某些特定的数值。

如微观体系的能量和角动量等物理量就是量子化的,能量的改变为ν的整数倍。

2.测不准关系:内容:海森保指出:具有波粒二象性的微观离子(如电子、中子、质子等),不能同时具有确定的坐标和动量,它们遵循“测不准关系”:(y、z方向上的分量也有同样关系式)ΔX是物质位置不确定度,Δ为动量不确定度。

该关系是微观粒子波动性的必然结果,亦是宏观物体和微观物体的判别标准。

对于可以把h看作O的体系,表示可同时具有确定的坐标和动量,是可用牛顿力学描述的宏观物体,对于h不能看作O的微观粒子,没有同时确定的坐标和动量,需要用量子力学来处理。

3.波函数的物理意义——几率波实物微粒具有波动性,其运动状态可用一个坐标和时间的函数来描述,称为波函数或状态函数。

1926年波恩对波函数的物理意义提出了统计解释:由电子衍射实验证明,电子的波动性是和微粒的行为的统计性联系在一起的,波函数正是反映了微粒行为的统计规律。

这规律表明:对大量电子而言,在衍射强度大的地方,电子出现的数目多,强度小的地方电子出现的数目少,即波函数的模的平方与电子在空间分布的密度成正比。

全国高考结构化学知识点归纳

全国高考结构化学知识点归纳

全国高考结构化学知识点归纳高考化学是高中生命科学的一门重要学科,学生在备考高考时,结构化知识点的掌握是至关重要的。

本文将对全国高考结构化化学知识点进行归纳,共分为46个细分知识点。

1.元素和元素符号:理解元素的概念,掌握元素符号的命名规则。

2.原子结构:了解原子的结构,包括质子、中子、电子的分布。

3.元素周期表:熟悉元素周期表的排列规律和元素的分类。

4.分子和离子:区分分子和离子的概念,了解它们的化学性质。

5.化学键:掌握化学键的种类,了解共价键和离子键的形成。

6.化学方程式:掌握化学方程式的书写和平衡方法。

7.氧化还原反应:理解氧化还原反应的定义和特点,学会平衡氧化还原反应。

8.电负性:了解元素的电负性,掌握电负性对化学键性质的影响。

9.氣體的性质:了解气体的物理性质和化学性质,包括气体的压强、体积和温度的关系。

10.气体的混合物:理解气体混合物的概念,了解气体的分压定律。

11.气体的摩尔体积:掌握气体摩尔体积的计算方法和应用。

12.气体的状态方程:了解气体的状态方程,包括理想气体状态方程和实际气体状态方程。

13.气体的分子速度:了解气体分子速度与温度的关系,掌握气体分子速度的计算方法。

14.气体的扩散和扩散速率:熟悉气体的扩散过程和扩散速率的计算方法。

15.胞是板是区分烃类、卤代烃、醇、醚的基本区别,了解它们的性质和反应。

16.烃类的还原反应:了解烃类的还原反应,包括烃类的氧化和还原。

17.烃类的裂解反应:掌握烃类的裂解反应,了解裂解反应的产物。

18.烃类的取代反应:了解烃类的取代反应,包括烃类的卤代取代反应。

19.脂肪族与芳香族化合物:理解脂肪族和芳香族化合物的区别,了解芳香族化合物的特性。

20.烃类的物理性质:了解烃类的物理性质,包括沸点、熔点和密度。

21.卤代烃的制备和性质:掌握卤代烃的制备方法和性质,包括卤代烃的稳定性和反应性。

22.醇和醚的制备和性质:了解醇和醚的制备方法和性质,包括它们的溶解性和还原性。

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总一、原子结构1、波粒二象性德布罗意波长公式:λ = h / p ,其中λ为波长,h 为普朗克常量,p 为动量。

海森堡不确定原理:ΔxΔp ≥ h /4π ,表明不能同时精确测定粒子的位置和动量。

2、原子轨道薛定谔方程:用于描述原子中电子的运动状态。

原子轨道的形状:s 轨道为球形,p 轨道为哑铃形。

原子轨道的能量:能层和能级的概念,以及能级交错现象。

3、电子自旋电子自旋量子数:取值为+1/2 和-1/2 。

泡利不相容原理:一个原子轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子。

二、分子结构1、化学键离子键:由正负离子之间的静电引力形成。

共价键价键理论:包括原子轨道重叠、共价键的方向性和饱和性。

杂化轨道理论:解释分子的几何构型。

价层电子对互斥理论:预测分子的空间构型。

金属键:金属原子之间通过自由电子形成的化学键。

氢键:一种特殊的分子间作用力,具有方向性和饱和性。

2、分子的极性极性分子和非极性分子的判断依据:分子的正负电荷重心是否重合。

分子极性对物质性质的影响:如溶解性、熔沸点等。

3、分子间作用力范德华力:包括色散力、诱导力和取向力。

范德华力对物质物理性质的影响。

三、晶体结构1、晶体的特征有固定的熔点和规则的几何外形。

内部质点在三维空间呈周期性有序排列。

2、晶体的分类离子晶体:具有较高的熔点和硬度,如 NaCl 。

原子晶体:熔点和硬度很高,如金刚石。

分子晶体:熔点和硬度较低,如干冰。

金属晶体:具有良好的导电性和导热性,如铜。

3、晶胞晶胞的概念:晶体结构的基本重复单元。

晶胞中原子的占有率计算。

四、光谱学1、原子光谱发射光谱和吸收光谱。

原子光谱的应用:元素分析、测定原子结构。

2、分子光谱红外光谱:用于研究分子的化学键和官能团。

紫外可见光谱:反映分子中电子的跃迁。

五、量子化学计算方法1、从头算方法基于薛定谔方程的精确求解。

计算量较大,但结果较为准确。

2、半经验方法引入一些经验参数简化计算。

计算速度较快,但精度相对较低。

结构化学基础知识点总结[参考]

结构化学基础知识点总结[参考]

结构化学基础知识点总结[参考]一、原子结构与原子能1、原子结构:原子是最小的具有化学性质的物质单位,原子结构由原子核和电子组成。

原子核由正电荷和非常小的负电荷组成,其质量约为原子的七十分之一。

电子的电荷为负,小,它的质量约为原子的三万分之一。

2、原子层次:电子位级是决定原子性质的内部结构,它将电子分成分子、原子层、最低能量状态等不同的层次,每一层的电子能量和每层的电子数在这一层上都是一定的。

3、原子能:原子的特征主要基于原子能。

原子能是原子核里的质子和中子相互反作用时所产生的能量,其势能和机械能在原子内部形成了重要的离散能级,其能级的高低决定着原子的性质。

二、原子结合1、杂原子结合:杂原子结合是指由不同元素构成的分子,例如水分子、由氢、氧组成的有机分子等,它们的特性与它们构成分子的元素,强度以及键数有关,从这些特性可以分辨出不同的化合物的性质。

2、非离子结合:非离子结合是指两个有共同亲和力的原子形成结合的一种结合方式,它们之间的结合是由相互分子对激发的吸引力维持的,例如氢键等,它不仅能定义分子的构型,而且还能定义分子的易燃性、电离性等一系列特性。

3、离子结合:离子结合是指一种具有一定形状的离子由于它们之间及其外围有机分子的电荷分布而形成的一种极性结合,它的调整能有来控制原子结合能从而控制它的性质。

三、离子化1、离子化反应:离子化反应是指有机分子或其它物质被离子(带电离子)分解而形成离子络合物的一类物质反应。

如水解反应等。

2、离子网络:离子网络是指各种结构不同的离子团簇相互联结而成的网络结构。

它由共有电子对或共有质子对不断构成,结构十分坚固,可以改变热,紫外等波长的电磁辐射的传播状态,也具有非常重要的作用。

3、离子热:离子热是指原子以及离子的极性的能量的转变,它与常温下无机物质之间的反应有较大的区别,一般表现为高温下才会形成有机反应,因此,离子热是一个相对比较高热的反应系统。

结构化学笔记

结构化学笔记
对物质性质的影响:使物质熔沸点升高,溶解度增大,使某些物理性质规律出现反常。
(空二行)
二、分子晶体:
1、构成微粒:分子(希有气体为单原子分子)
2、作用力:范德华力和氢键。
3、性质:熔沸点低,固体和熔融状态不导电
三、四种晶体结构和性质的比较
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
晶体粒子
阴、阳离子
原子
分子
金属离子、原子和自由电子
9、比较非金属性强弱的依据是什么,如何判断?
10、元素周期表有几个纵行,几个横行?第IIIA、ⅢB族分别在那个纵行上?
11、默写第0、IIA、IIIA族的各元素的原子序数。第四周期的VIII族的元素的原子序数?
12、写出分子组成符合AB3的化合物的分子式?如何记忆各族元素的常见化合价?
13、同一周期、同一主族的原子和离子分别有什么变化规律?
要记住:奇数族奇数价,偶数族偶数价。
族序数
IA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
中学常见
化合价
+1
+2
+3
-4
+2
+4
-3
+3
+5
-2
+4
+6
-1
+1
+5
+7
(注:IA、ⅡA、ⅢA都只有一种化合价。第ⅣA的硅没有+2;ⅤA族氮有+1~+5;
氧只有-1、-2;氟只有-1。
结构 性质:先由结构推位置,再由位置推性质。
1、四面体网状:
C、Si、SiO2、SiC
2、四面体结构
NH3(三角锥形)、NH4+、CH4、CCl4、P4
过关思考题:
1、如何判断是否含有离子键和共价键?

福师《结构化学》第一章-量子力学基础和原子结构-课堂笔记

福师《结构化学》第一章-量子力学基础和原子结构-课堂笔记

福师《结构化学》第一章量子力学基础和原子结构课堂笔记◆主要知识点掌握程度◆了解测不准关系, 掌握和的物理意义;掌握一维势箱模型方程的求解以与该模型在共轭分子体系中的应用;理解量子数n, l, m的取值与物理意义;掌握波函数和电子云的径向分布图, 原子轨道等值线图和原子轨道轮廓图;难点是薛定谔方程的求解。

◆知识点整理一、波粒二象性和薛定谔方程1. 物质波的证明德布罗意假设: 光和微观实物粒子(电子、原子、分子、中子、质子等)都具有波动性和微粒性两重性质, 即波粒二象性, 其基本公式为:对于低速运动, 质量为m的粒子:其中能量E和动量P反映光和微粒的粒性, 而频率ν和波长λ反映光和微粒的波性, 它们之间通过常数h联系起来, 普朗克常数焦尔·秒。

实物微粒运动时产生物质波波长λ可由粒子的质量m和运动度ν按如下公式计算。

λν量子化是指物质运动时, 它的某些物理量数值的变化是不连续的, 只能为某些特定的数值。

如微观体系的能量和角动量等物理量就是量子化的, 能量的改变为ν的整数倍。

2. 测不准关系:内容:海森保指出:具有波粒二象性的微观离子(如电子、中子、质子等), 不能同时具有确定的坐标和动量, 它们遵循“测不准关系”:(y、z方向上的分量也有同样关系式)ΔX是物质位置不确定度, Δ为动量不确定度。

该关系是微观粒子波动性的必然结果, 亦是宏观物体和微观物体的判别标准。

对于可以把h看作O的体系, 表示可同时具有确定的坐标和动量, 是可用牛顿力学描述的宏观物体, 对于h不能看作O的微观粒子, 没有同时确定的坐标和动量, 需要用量子力学来处理。

3. 波函数的物理意义——几率波实物微粒具有波动性, 其运动状态可用一个坐标和时间的函数来描述, 称为波函数或状态函数。

1926年波恩对波函数的物理意义提出了统计解释:由电子衍射实验证明, 电子的波动性是和微粒的行为的统计性联系在一起的, 波函数正是反映了微粒行为的统计规律。

结构化学知识点汇总

结构化学知识点汇总

第一章:原子结构1. S能级有个原子轨道,P能级有个原子轨道,d能级有个原子轨道,同一能级的原子轨道能量,每个原子轨道最多可以排个自旋方向相反的电子。

当2P能级有2个未成对电子时,该原子可能是或者,当3d能级有2个未成对电子时,该原子可能是或者。

2. S轨道图形为,P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。

3. 主族元素的价电子就是电子,副族元素的价电子为与之和(Cu和Zn除外)。

4. 19∼36号元素符号是:它们的核外电子排布是:5. 元素周期表分,,,,五大区。

同周期元素原子半径从左到右逐渐,原子核对外层电子吸引力逐渐,电负性及第一电离能逐渐,(ⅡA,ⅤA 特殊);同主族元素原子半径从上到下逐渐,电负性及第一电离能逐渐。

6. 依照洪特规则,由于ⅡA族,ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态,故其第一电离能比相邻同周期元素原子,如:N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。

7. 电负性最强的元素是,其电负值为4.0 ,其次是,电负值为3.5第二章化学键与分子间作用力1.根据共价键重叠方式的不同,可以分为键和键,一个N2分子中有个σ键个П键,电子式为。

根据共价键中共用电子对的偏移大小,可将共价键分为键和键,同种非金属原子之间是,不同原子之间形成。

2.共价键的稳定性与否主要看三个参数中的,越大,分子越稳定。

其次是看键长,键长越短,分子越(键长与原子半径有正比例关系)。

键角与分子的空间构型有关,CO2,C2H2分子为直线型,键角是1800;CH4和CCl4为正四面体型,键角为;NH3分子构型为, H2O分子构型为,它们的键角均小于。

3.美国科学家鲍林提出的杂化轨道理论认为:CH4是杂化;苯和乙烯分子为杂化;乙炔分子为杂化。

其他有机物分子中,全单键碳原子为杂化,双键碳原子为杂化,三键碳原子为杂化。

4. 价电子对互斥理论认为ABn型分子计算价电子对公式为,其中H 卤素原子做配位原子时,价电子为个;O,S做配位原子时,不提供电子;如果带有电荷,做相应加减;出现点五,四舍五入。

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NH3、N2、CO2、CCl4、HClO、HCN、C2H4、C2H2
Na2O、CaCl2、Mg3N2
NaOH、Na2O2、CaC2、NH4Cl、H3O+
11、画出下列晶体结构的示意图:
SiO2(平面)、NaCl、CsCl,六方最紧密堆积、面心立方最紧密堆积、体心立方紧密堆积
12、sp、sp2、sp3的杂化的原子轨道形状是什么?BF3、NH3的分子构型如何推断?
6、离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体的熔沸点有何不同?影响它们的熔沸点的因素有什么?
7、离子晶体、原子晶体、分子晶体的稳定性受什么因素影响?如何判断氢化物的稳定性?
8、离子晶体、原子晶体、分子晶体的溶解性有何不同?它们溶解时需要破坏化学键吗?
9、氢键形成的条件是什么?
10、书写电子式(书写要注意那几条?):
微粒间作用力:金属键
物理通性:不透明、有光泽、导电导热性、延展性。(熔沸点、硬度差别比较大)
熔沸点影响因素:
常见堆积方式:
六方:
面心六方:
体心立方:
第六节 离子键和离子晶体
一、离子键
1、概念:阴、阳离子的静电作用
2、成键微粒:阴、阳离子
3、特征:无方向性和饱和性
4、成键条件:首先要能形成阴阳离子,电负性之差要足够大。
3、同位数是具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位数。各种同位素所占的原子百分比一般是不变的。
第二节 原子核外电子的运动特征
一、原子核外电子运行状态:
1、能层(电子层):根据能量不同和离核的远近把电子分为不同的电子层。
K、L、M、N……或1、2、3、4……
2、能级(电子亚层):根据电子运动的原子轨道的不同和能量的不同:
2、成键微粒:原子(电负性相差不大的非金属)
3、成键条件:首先要有未成对电子。非金属与非金属(可以是同种或不同种元素的原子)
4、特征:有方向性和饱和性(原子轨道重叠越多,电子在核间出现的概率越大,所形成的共价键越牢固)
5、存在形式:非金属单质、共价化合物(酸、非金属氧化物)、某些离子化合物
二、电子式的书写:
第三节 元素周期表
一、编排依据和原则:
按原子序数递增的顺序,电子层数相同在同一横行、最外层电子数相同在同一纵行
二、元素周期表的结构
周期
IA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
8
18
2
2
4
5
10
3
12
13
18
4
20
31
36
5
38
19
54
6
56
81
86
7
88
113
118
注:共有18个纵行,第三个纵行是IIIB族,第8、9、10是Ⅷ
4、写出核外电子总数为18个电子的粒子。(至少写15个)
5、求9g18O2所含的中子数为多少mol
6、写出P、K、Fe、Cu电子排布式。并说明可能的化合价。为什么Cr的外围排布式不是3d42s2而是3d52s1?
7、分别写出ⅣA至ⅦA氢化物和最高价氧化物的水化物的分子式
8、比较金属性强弱的依据是什么,如何判断?
第一节 原子结构
一、原子的相对质量:指对12C原子(原子核内有6个质子和6个中子的碳原子)质量的1/12相比较而得的数值。
二、原子的构成和表示方法
1、质量数=质子数+中子数
2、核电荷数=质子数=核外电子数±电荷数
3、符号:
三、核素、元素、同位素:
1、核素是具有一定核电荷数和中子数的同一种原子
2、元素是具有相同核电荷数的同一类原子。如1H、2H、3H、H2、H+、H-。
14、第三周期从左到右单质的晶体类型有何变化规律?为什么?
15、同一周期、同一主族元素第一电离能有什么变化规律?
16、为什么N的第一电离能比O大?氟的电负性数值是多少?
17、同一周期、同一主族元素的电负性有何变化规律?
第五节 金属键和金属晶体
一、金属键:
1、概念:金属阳离子和自由电子的作用(金属易失电子,释放出电子被所有原子所共用)
六方最密堆积、面心立方最密堆积、体心立方密堆积
4、不等径堆积模型:
5、晶胞:晶体中最小结构重复单元,它一定是平行六面体
晶体质点的计算方法:顶点:1/8 棱:1/4 面:1/2 体内:1
(空二行)
三、金属晶体
构成微粒:金属离子和自由电子。(容易失去电子的金属)
构成条件:构成微粒是金属原子(易失去电子)
1、四面体网状:
C、Si、SiO2、SiC
2、四面体结构
NH3(三角锥形)、NH4+、CH4、CCl4、P4
过关思考题:
1、如何判断是否含有离子键和共价键?
2、如何判断是否含极性键和非极性键?
3、化学变化中最小的微粒原子、离子,它们是如何堆积成为宏观可以见得到的东西?
(1)以氯离子和钠离子为例说明离子晶体的堆积过程
2、成键微粒:金属阳离子和自由电子
3、特征:没有饱和性和方向性
4、影响强弱因素:金属元素的原子半径、单位体积所内
*二、晶体
1、晶体和非晶体:构成微粒(按一定规律做周期性重复排列或杂乱无章的排列)
2、晶体性质:自范性、均一性、各向异性、对称性、有确定熔点。
3、等径堆积模型:以密堆积的方式降低体系的能量,使晶体更稳定
3、键角:原子数超过2的分子中,两个共价键间的夹角
五、配位键:由一个原子提供一对电子,另一个原子提供空轨道形成的共价键
六、原子晶体:相邻原子间以共价键结合成空间网状结构的晶体
1、构成微粒:原子
2、微粒间作用:共价键
3、结构特征:不遵循紧密堆积原则,立体空间结构,不存在单个原子
4、性质:高熔沸点,硬度大,难溶于水,难溶于有机溶剂,不导电

导热性
不良
不良
不良

机械性能


不良

水溶性
较大差别
不能
相似相溶
不能
有机溶解性
不能
不能
相似相溶
不能
化学式含义
最简式
最简式
大多为分子式
某些单质用最简式
最简式
判断办法:
含有离子键→→→离子晶体
是否含离子键 原子晶体:金刚石、晶体硅、SiO2;题中给出信息
不含有离子键
分子晶体:其它课本中出现的物质
四、具有四面体结构的物质
要记住:奇数族奇数价,偶数族偶数价。
族序数
IA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
中学常见
化合价
+1
+2
+3
-4
+2
+4
-3
+3
+5
-2
+4
+6
-1
+1
+5
+7
(注:IA、ⅡA、ⅢA都只有一种化合价。第ⅣA的硅没有+2;ⅤA族氮有+1~+5;
氧只有-1、-2;氟只有-1。
结构 性质:先由结构推位置,再由位置推性质。
1、原子:在元素符号周围用·和×表示最外层电子
2、阳离子:在元素符号右上角注明电荷数
3、阴离子或原子团:在元素符号周围用·和×表示最外层电子(一般有8个),然后再加上方括号,右上方注明电荷数
4、化合物写法:先判断是离子化合物还是共价化合物(含有离子键必定是离子化合物)
(1)离子化合物写法:阴离子和阳离子相连
4、影响配位数的因素:阴阳离子半径比值越大,配位数越大
NaCl:1:6 CsCl:1:8
三、离子晶体的晶格能:拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。晶格能与由离子的电荷和阴阳离子的大小有关。晶格能越大,熔沸点越高
第七节 共价键和原子晶体
一、共价键
1、概念:原子之间通过共用电子对所形成的相互作用
5、常见原子晶体
金刚石:正四面体立体网状结构。每个碳原子与4个碳原子相连
二氧化硅:每个硅跟4个氧原子相连,每个氧跟2个Si相连
第八节 分子间作用力 分子晶体
一、分子间作用力
1、范德华力的影响因素:分子相对质量,分子极性
2、氢键:不是化学键,属于分子间作用力。
形成条件:必须有氢原子,另一个原子吸引电子的能力很强(只有N、O、F)
离子半径,电荷
(晶形相似)
原子半径
相对分子量
(结构相似)
离子半径,电荷
熔沸点
高(1000℃)
离子键强度
最高(2000℃以上)
共价键强度
低(300℃以下)
分子间作用力大小
较大差别
金属键强度
稳定性
大于离子键强度
大于共价键强度
大于共价键强度
金属键
硬度

最大

较大差别
导电
水溶液或熔融状态
不能
某些在水溶液中能
原子半径:
化合价:
电子得失能力:
金属性
非金属性:
3、同一主族元素性质的变化规律
电子层数
原子半径
得失电子能力:
金属性由上而下增强,非金属由上而下减弱。
三、微粒半径的变化规律
1、同一元素阴离子大于原子半径。阳离子小于原子半径。
2、具有相同电子层结构的离子,随着核电荷数的增加,离子半径逐渐减少
3、同一主族原子半径离子半径自上而下逐渐增大。
π键:肩并肩,不如σ键稳定,存在于双键和叁键
2、极性键与非极性键:按共用电子对是否偏移
判断方法:同种元素→→非极性键;不同种元素→→极性键
强弱比较:电负性差别越大,键的极性越强
四、键参数
1、键能:拆开1molAB(g)形成气态原子所消耗的能量,键能越大,键越牢固
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