高中化學(xué)《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》歸納與課件新人教版選修

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)是決定物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)鍵因素。理解分子結(jié)構(gòu)能幫助我們預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)，并設(shè)計新的物質(zhì)。第一章原子和原子結(jié)構(gòu)原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元。它們包含帶正電荷的原子核和帶負(fù)電荷的電子。原子結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，例如：原子的結(jié)構(gòu)原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，是化學(xué)變化中的最小粒子。原子具有電中性，包含帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子。原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。電子圍繞著原子核運(yùn)動，電子帶負(fù)電。原子的基本粒子質(zhì)子帶正電荷，質(zhì)量約為1.6726×10-27千克。質(zhì)子的數(shù)量決定元素的種類，例如氫原子核只有一個質(zhì)子，而碳原子核有6個質(zhì)子。中子不帶電荷，質(zhì)量略大于質(zhì)子，約為1.6749×10-27千克。中子的數(shù)量決定同位素種類，例如碳-12和碳-14分別有6個和8個中子。電子帶負(fù)電荷，質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子和中子，約為9.1094×10-31千克。電子的數(shù)量決定原子的電荷，例如一個中性的氫原子只有一個電子。原子核和電子原子核原子核位于原子中心，包含質(zhì)子和中子，并決定原子的質(zhì)量和元素種類。電子電子帶負(fù)電，圍繞原子核運(yùn)動，構(gòu)成原子的電子云。電子云的形狀和大小決定了原子性質(zhì)。原子的組成1原子核原子核位于原子中心，包含帶正電荷的質(zhì)子和不帶電荷的中子。2電子云電子云圍繞原子核運(yùn)動，帶負(fù)電荷，占據(jù)原子的大部分空間。3核外電子電子云中的電子，在核外按照一定的規(guī)律運(yùn)動，形成電子層。原子的電子層次結(jié)構(gòu)1電子層原子中電子按能量的不同分布在不同的電子層上。2電子亞層每個電子層又可以細(xì)分為若干電子亞層，每個電子亞層有不同的形狀和能量。3電子軌道電子亞層中每個電子軌道可以容納最多兩個電子，它們自旋方向相反。原子的穩(wěn)定性和反應(yīng)性穩(wěn)定性原子核外電子排布穩(wěn)定，原子不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。穩(wěn)定性取決于電子層結(jié)構(gòu)，最外層電子達(dá)到8個電子，或2個電子（氦原子）的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。反應(yīng)性原子最外層電子數(shù)目決定了元素的化學(xué)性質(zhì)。最外層電子數(shù)目少的原子，容易失去電子，形成陽離子，具有較強(qiáng)的還原性。最外層電子數(shù)目多的原子，容易得到電子，形成陰離子，具有較強(qiáng)的氧化性。第二章化學(xué)鍵化學(xué)鍵是原子之間形成分子或晶體時所產(chǎn)生的相互作用力。它決定著物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。例如，水的沸點(diǎn)較高是因為水分子之間存在氫鍵，而二氧化碳的沸點(diǎn)很低是因為二氧化碳分子之間只存在范德華力?；瘜W(xué)鍵的形成化學(xué)鍵是連接原子形成分子的力量。原子的電子結(jié)構(gòu)決定了化學(xué)鍵的形成方式。當(dāng)兩個或多個原子相互作用時，它們會通過共享或轉(zhuǎn)移電子形成化學(xué)鍵。1穩(wěn)定結(jié)構(gòu)原子傾向于獲得穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu)，達(dá)到最外層電子為8個或2個的穩(wěn)定狀態(tài)。2電子轉(zhuǎn)移金屬原子失去電子形成帶正電的陽離子，非金屬原子得到電子形成帶負(fù)電的陰離子。3電子共享兩個或多個原子共同使用電子，形成共價鍵。離子鍵形成當(dāng)金屬元素與非金屬元素反應(yīng)時，金屬元素原子失去電子形成陽離子，非金屬元素原子得到電子形成陰離子，陰陽離子之間通過靜電引力結(jié)合形成離子鍵。特點(diǎn)離子鍵沒有方向性，離子化合物通常為固體，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，在水中易溶解，溶液能導(dǎo)電。性質(zhì)離子鍵是化學(xué)鍵中的一種主要類型，它解釋了離子化合物的性質(zhì)和反應(yīng)規(guī)律。共價鍵共享電子兩個原子之間共享一對或多對電子，形成共價鍵。共享電子對形成共價鍵的原子核之間存在靜電吸引作用，保持著原子之間的連接。分子形成共價鍵通常形成分子，例如水分子（H2O），由兩個氫原子和一個氧原子通過共價鍵連接而成。共價鍵的類型共價鍵可以是單鍵，雙鍵或三鍵，取決于共享電子的數(shù)量。例如，氧氣分子（O2）中氧原子之間通過雙鍵連接。金屬鍵金屬陽離子金屬原子失去電子，形成帶正電的金屬陽離子。自由電子失去的電子在金屬陽離子之間自由移動，形成電子海。靜電吸引金屬陽離子和自由電子之間通過靜電吸引力結(jié)合在一起，形成金屬鍵。氫鍵定義氫鍵是一種特殊的分子間作用力，存在于具有極性鍵的分子之間，特別是包含氫元素與電負(fù)性強(qiáng)的原子（如氧、氮、氟）的分子中。形成條件氫鍵的形成需要具備兩個條件：一是分子中存在氫原子與電負(fù)性強(qiáng)的原子（如氧、氮、氟）之間形成的極性鍵，二是氫原子必須與另一個分子的電負(fù)性強(qiáng)的原子（如氧、氮、氟）形成氫鍵。性質(zhì)氫鍵是一種較強(qiáng)的分子間作用力，它可以影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等性質(zhì)。例如，水的氫鍵可以導(dǎo)致其沸點(diǎn)較高，水分子之間可以通過氫鍵形成較強(qiáng)的相互作用。例子水、氨氣、氟化氫等分子之間存在氫鍵，這些物質(zhì)的沸點(diǎn)都比其他具有相似分子量的物質(zhì)高。范德華力11.倫敦色散力非極性分子之間產(chǎn)生的瞬時偶極-誘導(dǎo)偶極作用。22.偶極-偶極力極性分子之間的永久偶極-永久偶極相互作用。33.偶極-誘導(dǎo)偶極力極性分子與非極性分子之間的相互作用，極性分子誘導(dǎo)非極性分子形成瞬時偶極。第三章分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)是指分子中原子在空間的排列方式。分子結(jié)構(gòu)決定了分子的性質(zhì)，例如其反應(yīng)性、極性、沸點(diǎn)和熔點(diǎn)等。分子的形狀分子的形狀是指分子中原子在空間的排列方式。不同的分子具有不同的形狀，這取決于分子中原子之間鍵的類型和鍵角。分子的形狀對物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都有重要的影響，例如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性、反應(yīng)活性等。價鍵理論基本原理價鍵理論解釋了化學(xué)鍵的形成機(jī)制。它認(rèn)為原子之間通過共享電子對形成共價鍵，這些電子對位于兩個原子核之間。電子對將兩個原子核吸引在一起，形成化學(xué)鍵，從而使原子達(dá)到更穩(wěn)定的電子構(gòu)型。主要特點(diǎn)價鍵理論強(qiáng)調(diào)共價鍵的形成是基于原子軌道之間的重疊，重疊程度越高，化學(xué)鍵越強(qiáng)。價鍵理論能夠解釋許多分子的形狀，例如水分子是V字形，而甲烷分子是正四面體形。雜化軌道1概念中心原子在形成共價鍵時，原子軌道發(fā)生重組，形成新的等價軌道，稱為雜化軌道。2類型常見的雜化軌道類型包括sp、sp2、sp3、sp3d和sp3d2。3影響雜化軌道決定了分子的幾何形狀，進(jìn)而影響分子的性質(zhì)。4應(yīng)用雜化軌道理論可以解釋許多分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，如甲烷的四面體結(jié)構(gòu)和乙烯的平面結(jié)構(gòu)。分子軌道理論分子軌道原子軌道之間相互作用，形成分子軌道。分子軌道是描述分子中電子運(yùn)動狀態(tài)的函數(shù)。成鍵和反鍵分子軌道可以分為成鍵軌道和反鍵軌道。成鍵軌道使原子之間更穩(wěn)定，而反鍵軌道使原子之間更不穩(wěn)定。電子填充電子填充分子軌道時，遵循最低能量原理和洪特規(guī)則，并保持自旋相反的電子配對。應(yīng)用分子軌道理論可用于解釋分子結(jié)構(gòu)、鍵長、鍵角和化學(xué)反應(yīng)性。極性分子和非極性分子極性分子極性分子是指分子中正負(fù)電荷中心不重合，具有電偶極矩的分子。例如，水分子由于氧原子對電子的吸引力大于氫原子，形成一個偏負(fù)的氧原子和兩個偏正的氫原子，從而具有電偶極矩，是極性分子。非極性分子非極性分子是指分子中正負(fù)電荷中心重合，沒有電偶極矩的分子。例如，二氧化碳分子是一個直線型分子，氧原子對電子的吸引力相同，正負(fù)電荷中心重合，因此是非極性分子。極性與非極性的影響分子的極性影響著物質(zhì)的許多性質(zhì)，例如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等。極性分子更容易溶解在極性溶劑中，非極性分子更容易溶解在非極性溶劑中。第四章分子的極性和分子間作用力物質(zhì)的性質(zhì)受分子結(jié)構(gòu)和分子間作用力影響。了解分子的極性和分子間作用力的關(guān)系有助于理解物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)。分子的極性特征極性分子的特征水分子是一種典型極性分子，其中氧原子帶負(fù)電荷，氫原子帶正電荷。非極性分子的特征二氧化碳分子是非極性分子，因為其碳原子和氧原子之間的共價鍵是極性鍵，但由于其分子結(jié)構(gòu)對稱，導(dǎo)致正負(fù)電荷相互抵消。極性與非極性的區(qū)別極性分子是指分子中正負(fù)電荷中心不重合的分子，而非極性分子是指分子中正負(fù)電荷中心重合的分子。分子間作用力偶極-偶極力極性分子之間存在偶極-偶極相互作用力，這是由于分子偶極之間的靜電吸引導(dǎo)致的。倫敦色散力所有分子之間都存在倫敦色散力，這是由于瞬時偶極之間的相互作用引起的。氫鍵氫鍵是特殊類型的分子間作用力，發(fā)生在具有極性鍵的分子之間。溶解度和極性1極性溶劑極性溶劑，例如水，可以溶解極性物質(zhì)，例如鹽和糖。2非極性溶劑非極性溶劑，例如油，可以溶解非極性物質(zhì)，例如脂肪和蠟。3相似相溶極性物質(zhì)傾向于溶解在極性溶劑中，非極性物質(zhì)傾向于溶解在非極性溶劑中。4溶解過程溶解是一個物理過程，其中溶質(zhì)分子分散在溶劑分子中。表面張力和潤濕性表面張力液體表面具有收縮的趨勢，這是由于液體內(nèi)部分子間的吸引力大于表面分子間的吸引力。潤濕性液體對固體的潤濕程度取決于