鲁科版高中化学选择性必修二全册知识清单.docx
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1、鲁科版高中化学选择性必修二全册知识清单1.1原子结构模型考点1氢原子光谱和玻尔的原子结构模型1.原子的诞生2. 光谱利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来,就得到所谓的光 谱。连续光谱:若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成,且相近的波长差别极小而不能 分辨,则所得光谱为连续光谱。如阳光等。线状光谱:若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长的、彼此分立的谱线所组成的,则所得 光谱为线状光谱。如氢原子3. 玻尔核外电子分层排布的原子结构模型的观点:原子中的电子具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动,并且不辐射能量;在不同轨道上的电子具有不同能量,而且能量值是不连续的,是量子化的,
2、轨道能量依量子 数n的值增大而升高,(n=1、2、3、4、5、6、7),电子能量最低的状态叫基态,电子能量高 于基态的状态叫激发态。只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,才会辐射(或吸收)能量,当以光的形式表现 并被记录时,就形成了光谱。4. 玻尔的原子结构模型意义:玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。a钗原子中的电子从 一个轨道既正到另 个轨道时.吸收 或释放-定的能她. 就会吸收或襁一 定波长的光,所以 得到的是线状光谱 /考点2量子力学对原子核外电子运动状态的描述1. 原子轨道:量子力学理论用原子轨道来描述原子中单个电子的空间运动状态,某一个
3、原子 轨道,应属于某个能层(电子层n)的某个能级(s、p、d、f等)。电子层(能层)用来描述电子离核的远近,量子数n表示的电子的运动状态通常称为电子层(能层)。n的取值1234567符号KLMNOPQ离核远近 由近及远-P-能量高低由低到高A2. 能级(电子亚层、原子轨道的形状) 描述同一电子层中能量不同的能级,也称为(电子云)原子轨道的形状、电子亚层。 第1电子层(n=1,K层)有1个能级:1s;第2电子层(n=2, L层)有2个能级:2s、2p;第3电子层(n=3,M层)有3个能级:3s、3p、3d;第4电子层(n=4, N层)有4个能级:4s、4p、4d、4f 不同能级的形状不同形状:s
4、能级球形、p能级哑铃形(纺锤形)、d、f 等。3. 原子轨道(电子云)的伸展方向 描述磁场中原子轨道的不同能量状态,也称为电子云或原子轨道的不同伸展方向。 同一能级的不同伸展方向,在没有外加磁场时,能量相同 S能级有1个原子轨道,p能级有3个能量相同的原子轨道,px、py、pz; d能级有5 个能量相同的原子轨道,;f能级有7个能量相同的原子轨道4. 核外电子的自旋量子化状态 描述在能量完全相同时运动的特殊状态,简称为电子自旋状态。注意:电子自旋并不是像地球等行星一样“自转”,其实质还在探索中。 处于同一原子轨道上的电子的自旋状态只有两种。 通常用符号1和I表示。总结:在多电子原子中,电子填充
5、原子轨道时,原子轨道能量的高低存在如下规律:(1) 相同电子层上原子轨道能量的高低:nsnpndo(2) 不同电子层形状相同的原子轨道能量的高低:ls2s3s;2p3p4p。相同电子层形状相同的原子轨道能量的高低:2px = 2py = 2pz考点3原子轨道的图形描述1.S电子的原子轨道s2s3$S能级电子的原子轨道呈球形,即该原子轨道具有球对称性,电子层(能层)序数越大,原子轨道的半径越大。2. p电子的原子轨道叩,maPiep原子勒道示意图P电子的原子轨道是纺锤形(哑铃形)形的,每个P原子轨道有3个轨道(伸展方向),它们互相垂直,P轨道在空间的分布特点是分别相对于x、y、z轴对 称,P原子
6、轨道在空间的分布分别沿x、y、z方向。P原子轨道的平均半径也随电子层序数 增大而增大。其他轨道结构更复杂,暂时不研究。考点4电子在核外的空间分布1. 原子核外电子的运动特点电子的质量很小(9.109 5X10-31 kg),带负电荷。(2) 相对于原子和电子的体积而言,电子运动的空间很大。(3) 电子运动的速度很快,接近光速(3.0X 108 ms-i)。2. 电子云(1) 电子云:是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 意义:点密集的地方,表示电子在此处单位体积内出现的概率大;点稀疏的地方,表示电子在此处单位体积内出现的概率小(2) 电子云轮廓图的形状:s能级
7、的电子云轮廓图是球形,p能级的电子云轮廓图是哑铃形。2.1共价键模型考点1共价键的形成及特征1.共价键的形成概念原子间通过共用电子形成的化学键本质高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用形成元素通常电负性相同或差值小的非金属元素原子形成共价键表示方法 用一条短线表示一对共用电子所形成的共价键,如H-H 用“=,表示原子间共用两对电子所形成的共价键,如C=C 用“三,表示原子间共用三对电子所形成的共价键,如C三C2.共价键的特征特征概念作用饱和性每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的共价键的饱和性决定着原子形 成分子时互相结合的数量关系考点2共价键的类型
8、1.。键与n键(按原子轨道重叠方式分类)。键原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价 键n键原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键G键与丸键的判断方法广爪锥 键化学式f结构式一-双键1个。键,1个兀键f三键 1个b键.2个;r键(1) s轨道与s轨道(或p轨道)只能形成。键,不能形成n键。(2) 两个原子间可以只形成。键,但不可以只形成n键。(3) 在同一个分子中,。键一般比n键强度大。共价键的类型分类标准类型共用电子对数单键、双键、三键共用电子对是否偏移极性键、非极性键原子轨道重叠方式。键、n键2.极性键和非极性键(按共用电
9、子对是否偏移分类)类型形成元素共用电子对偏移原子电性非极性键同种元素两原子电负性相同,共用电子 对不偏移两原子都不显电性极性键不同种元素共用电子对偏向电负性较大的 原子电负性较大的原子显负电性,电 负性较小的原子显正电性注意:所有的共价键都有饱和性,但不是所有的共价键都有方向性,如两个1s轨道(H原子 与H原子)重叠形成的s-s。键没有方向性。并不是所有的单质中都有共价键,稀有气体中不存在化学键,金属单质中不存在共价键。共价键的存在范围(1) 非金属单质分子中(稀有气体除外)。如O2、F2、H2、C60等。非金属元素形成的化合物中。如H2SO4、CO2、H2O2、有机物分子等。(3)某些金属与
10、非金属元素形成的共价化合物中。如BeCl2、HgCl2、AlCl3等。某些离子化合物中。如Na2O2、NH4Cl等。考点3键参数、1. 键能(1) 概念:在101.3 kPa、298 K条件下,断开1 mol AB(g)分子中的化学键,使其分别生成气 态A原子和气态B原子所吸收的能量叫A-B键的键能。(2) 表示方法:EAb(A和B分别表示成键的两个原子,可以相同,也可以不同)。(3) 单位:kJ-mol-1o2. 键长概念:两个成键原子的原子核间的距离叫做该化学键的键长。3.键角(1) 概念:在多原子分子中,两个化学键之间的夹角叫做键角。(2) 常见分子的键角及分子空间构型:分子键角空间构型
11、CO2(C=O)180直线形虬。(HO) 104.5V形NH3(NH) 107.3三角锥形CH4(CH)109.5正四面体形二、键能、键长和键角的应用1. 键能的应用(1) 表示共价键的强弱键能的大小可以定量地表示化学键的强弱程度。键能愈大,断开时需要的能量就愈多,化学 键就愈牢固。(2) 判断分子的稳定性结构相似的分子中,共价键的键能越大,分子越稳定。(3) 判断物质在化学反应过程中的能量变化在化学反应中,旧化学键的断裂吸收能量,新化学键的形成放出能量,因此反应焓变与键能的关系为AH=E反应物EE顼物。2. 键长的应用(1) 键长与键的稳定性有关。一般来说,键长愈短,化学键愈强,键愈牢固。(
12、2) 键长与分子空间构型有关。(3) 键长的判断方法 根据原子半径判断:在其他条件相同时,成键原子的半径越小,键长越短。 根据共用电子对数判断:相同的两原子形成共价键时,单键键长2双键键长些叁键键长。3. 键角的应用键角常用于描述多原子分子的空间构型。注意:1.FF的键能为157 kJ/mol,ClCl的键能为242.7 kJ/mol,说明,半径越小,键 能不一定越大。2非金属性越强,单质的键能不一定越大,例如:F2、 Bj、七的键能依次为157 kJ、242.7 kJ/mol、193.7 kJ/mol、152.7 kJ/mol。共价键强弱的判断(1)由原子半径和共用电子对数判断:成键原子的原
13、子半径越小,共用电子对数越多,则共 价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。(2) 由键能判断:共价键的键能越大,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。(3) 由键长判断:共价键的键长越短,共价键越牢固,破坏共价键消耗的能量越多。(4) 由电负性判断:元素的电负性越大,该元素的原子对共用电子对的吸引力越大,形成的 共价键越稳定。特别提醒 由分子构成的物质,其熔、沸点与共价键的键能和键长无关。而分子的稳定性, 由键长和键能共同决定。2.2.1分子空间结构的理论分析考点杂化轨道理论CH分子为什么具有正四面体的空间构型?答案 在形成CH4分子时,碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂,形成四个能
14、量相 等的SP3杂化轨道。四个SP3杂化轨道分别与四个H原子的Is轨道重叠成键形成CH4分子, 所以四个CH是等同的。可表示为2s 2p2s 2p LJ* V,、Fsp1基态激发态杂化姬2. 轨道杂化与杂化轨道考点2杂化轨道类型1. spi杂化 BeCl。分子的形成(l)BeCl2分子的形成COO (DOO OO 一 一贝却2s 2p2s 2psp被原子基态激发态杂化后的2个spi杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠,形成2个。键,构成直线形 的BeCl2分子。wa ri 队 riO+0000-CKBQCxoS psp1BcC分子苴残形)(2) spi杂化:spi杂化轨道是由1个ns轨道和1
15、个p轨道杂化而得,spi杂化轨道间的夹角 为180,呈直线形。(3) spi杂化后,未参与杂化的2个np轨道可以用于形成n键,如乙炔分子中的C三C键的形 成。2. sp2杂化BF3分子的形成(1) BF3分子的形成co2p混 2psp朋原子基态 激发态杂化态正杂化掘道示意期BF.,分子饴枸示意图(2)-(2)sp2杂化:sp2杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而得,sp2杂化轨道间的夹角 为120,呈平面三角形。sp2杂化后,未参与杂化的1个np轨道可以用于形成n键,如乙烯分子中的C=C键的形 成。3. sp3杂化一一阳3、鸟。与CH4分子的形成(1)CH4分子的空间构型w杂化铜a示意
16、的CH分子的空间结构(2) sp3杂化:sp3杂化轨道是由1个ns轨道和3个np轨道杂化而得,sp3杂化轨道的夹角为 109.5,呈正四面体构型。(3) NH3、H2O分子中N原子和O原子的杂化类型分别为沮、迎杂化。由于N原子和O原 子分别有1对和2对孤对电子,孤对电子对成键电子对的排斥作用较强,且孤对电子数越多, 排斥作用越强,使键角依次变小。4. 苯分子的空间构型与大n键1. 根据杂化轨道理论,形成苯分子时每个碳原子中一个&轨道和两个坦轨道都发生了业 杂化(如2s、2p2p,杂化),由此形成的三个迎杂化轨道在同一平面内,还有一个未参与 杂化的单轨道(如鱼)垂直于这个平面。2. 每个碳原子的
17、两个迎杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的迎杂化轨道上的电 子配对形成也键,于是六个碳原子组成一个正六边形的碳环;每个碳原子的另一个迎杂化 轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成也键。3. 6个碳原子上各有1个未参与杂化的垂直于碳环平面的p轨道,这6个轨道以肩并肩” 的方式形成含有但个电子、属于但个C原子的大n键。5. 杂化轨道类型的判断方法(1) 根据杂化轨道之间的夹角判断:若杂化轨道之间的夹角为109.5,则中心原子发生sp3杂 化;若杂化轨道之间的夹角为120,则中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道之间的夹角为180, 则中心原子发生sp1杂化。(2) 根据分子(或离子)的空间
18、构型判断 正四面体形一中心原子为sp3杂化;三角锥形一中心原子为sp3杂化; 平面三角形一中心原子为sp2杂化; 直线形一中心原子为sp1杂化。有机物中碳原子的杂化类型(1) 根据碳原子形成的。键数目判断有机物中,碳原子杂化轨道形成键,未杂化轨道形成n键。(2) 由碳原子的饱和程度判断 饱和碳原子采取sp3杂化; 双键上的碳原子或苯环上的碳原子采取sp2杂化; 叁键上的碳原子采取sp1杂化。根据。键和孤电子对判断考点3价电子对互斥理论1 .价电子对互斥理论的基本内容:分子中的价电子对(成键电子对)和孤电子对由于相互排 斥作用,尽可能趋向彼此远离。(1) 当中心原子的价电子全部参与成键时,为使价
19、电子斥力最小,就要求尽可能采取对称结 构。(2) 当中心原子的价电子部分参与成键时,未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电 试卷第10页,总27页子对之间、成键电子对之间的斥力不同,从而影响分子的空间构型。(3) 电子对之间的夹角越大,相互之间的斥力越小。成键电子对之间斥力由大到小顺序:蹇键一叁键叁键一双键双键一双键双键一单 键单键单键。(5) 含孤电子对的斥力由大到小顺序:孤电子对一孤电子对2孤电子对一单键之单键一单键。2.价电子对互斥理论与分子的空间构型(1) 中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的空间构型ABn空间构型范例n = 2直线形CO?、BeCl2n = 3平面三角形叫
20、0、BF3n = 4正四面体形C%、CCl4n = 5三角双锥形PC15n = 6正八面体形SF6(2) 中心原子上有孤电子对(价电子中未参与形成共价键的电子对)的分子的空间构型:中心原 子上的孤电子对占据中心原子周围的空间,与成键电子对互相排斥,使分子的空间构型发生 变化,如: h2o为AB2型分子,氧原子上的两对孤电子对参与互相排斥,所以H2O分子的空间构型 为V形而不是直线形。 nh3分子中氮原子上有一对孤电子对参与互相排斥,故nh3的空间构型不能为平面三角 形。常见分子的价电子对互斥模型和空间构型。键成键电子对数孤电子对数价电子对 数目电子对的排列方式价电子对空间构型分子或离=子的空间
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