cubtc表征方式
⑴ Cu-3(btc)是什么物质
BTC是(三氯甲基)碳酸酯的简称,是一个化学物质的简称,主要有碳、氯、氧组成,化学式是C3Cl6O3,可作为剧毒光气和双光气在合成中的替代产物。
BTC=Bis(trichloromethyl)carbonate 双(三氯甲基)碳酸酯,即三光气。
CAS Registry Number32315-10-9
分子式 C3Cl6O3
分子量 296.748
(1)cubtc表征方式扩展阅读:
三光气在有机合成中用作试剂,并且是用于各种化学转化的光气的较不危险的替代物,包括将一个羰基键合至两个醇,并将胺基转化为异氰酸酯。
三光气的毒性与光气相同,因为它在加热和与亲核试剂反应时分解成光气。 即使微量水分也会导致光气的形成。 因此,如果对光气采取所有预防措施,则该试剂可以安全地处理。
作为剧毒光气和双光气在合成中的替代产物,本品毒性低,使用安全方便,而且反应条件温和,选择性好,收率高。
本品为二级有机有毒品。宜存于干燥、阴凉、通风的库房内,远离火源,并与有机胺、碱性化学品等分开保存。
⑵ 高中化学 急用 在线等
第一章 原子结构与元素周期系
考点归纳:纵观近年来的化学试题中有关原子结构与元素周期系试题,大致有以下考点:
1. 确定新元素在元素周期表中的位置,并预测它的性质。
2. 考察创新能力。打破元素在三维世界中的正常排布规律,让参赛者在全新条件下或“规律”的情况下,进行元素的电子排布或重新绘制元素周期表,并推测元素的化合价、性质等。
3. 根据几种元素间的关系,推测其在周期表中的位置。
4. 应用化学、物理等学科知识,考察最新科技成果。
趋势预测:今后的化学竞赛试题,将更加强调化学与物理知识点上的衔接,强调原子结构与元素周期系知识在日常生活中的应用。考查参赛者打破“旧知识”,建立“新知识”的创造性思维能力。笔者认为:若考查上述知识点,仍将在上述几个方面做文章。
一. 相对原子质量
元素的相对原子质量(原子量)是指一种元素的1摩尔质量对核素12C的1摩尔质量的1/12 的比值。这个定义表明:①元素的相对原子质量是纯数。②单核素元素的相对原子质量等于该元素的核素的相对原子质量。③多核素元素的相对原子质量等于该元素的天然同位素相对原子质量的加权平均值。
二. 原子结构
(一)原子结构(核外电子运动)的玻尔行星模型
1. 氢原子光谱
1833年巴尔麦找出氢原子光谱可见光区各谱线波长之间的关系为 B是常数。
在1913年里德堡总结出谱线之间的普遍联系通式为ν=R(1/n12-1/n22),R为里德堡常数,其值为3.19×1015周/秒。上述公式n1和n2对应于各区谱线的关系为:
紫外区:n1=l,n2=2, 3, 4……
可见区:n1=2,n2=3, 4, 5.......
红外区:n1=3,n2=4, 5, 6……
2. 玻尔理论(核外电子运动特点)
1913年玻尔在普朗克量子论、爱因斯坦光子学论和卢瑟福的有核原子模型的基础上,为了阐明氢原子光谱实验的结果,提出了原子结构理论的三点假设,称为玻尔理论,其要点如下:
①原子核外的电子不是在任意轨道上绕核运动,而是轨道角动量P必须符合以下条件:
P=nh/2π,n为正整数,h为普朗克常数。符合上述条件的轨道称为稳定轨道,在稳定轨道上运动的电子并不放出能量。
②电子的轨道离核越远,能量越高。通常电子是在离核最近的轨道上运动,这时原子的能量最低,称为基态。当原子从外界获得能量时,电子可以跃迁到离核较远的高能量轨道上去,此时称为激发态。
③激发态是不稳定的,电子会从较高能级跃迁到较低的能级,并把多余的能量以光的形式释放出来。
同时玻尔还根据经典力学和量子化条件计算和推导了能量公式:
玻尔理论有很大的局限性,它只能解释氢原子光谱,不能解释多电子体系的原子光谱,甚至对氢光谱的精细结构亦无法解释。19世纪初,由于光的干涉、衍射和光电效应等实验,人们对微观粒子运动的特殊规律——波粒二象性有所认识,这两种性质通过普朗克常数定量地联系起来,E=hν P=h/λ,从而很好地揭示了光的本质。其中E为能量,P为动量,λ为波长,h为普朗克常数。后来电子衍射实验证明了电子的波长λ=h/mυ,m为电子的质量,υ为电子运动的速度。
(二)氢原子结构(核外电子运动状态)的量子力学模型
①几率密度和电子云
|Ψ|2表示电子在核外空间单位体积元里出现的几率,称为几率密度。几率密度与该区域的总体积的乘积为电子在该区域里出现的几率。
电子云是描述电子在核外空间运动的一种图象,它是与几率密度|Ψ|2相联系的,它从统计的概念出发对核外电子出现的几率密度作形象化的图示。即是|Ψ|2的具体图象。
②四个量子数的物理意义
a.主量子数n 它表示电子层层数和电子离核的平均距离以及能量的高低。取值为1,2,3,…,0(正整数)。
b.角量子数l 它决定原子轨道(或电子云)的形状,取值为0, 1,2,…,(n-l)。如l=0时,为s轨道,星球形分布;l=1时,为p轨道,呈哑铃形分布;l=2时为d轨道,呈花瓣形分布。在多电子体系中l还与能量有关,如同一主层中各亚层轨道的能量还有差别,即Ens<Enp<End
c.磁量子数m 它决定原子轨道(或电子云)在空间的伸展方向。取值为0,±1,±2,…,±l
如l=1时,m可有三个值,即0,+1,-1,说明p亚层轨道有三个不同的伸展方向,即px、py、pz三种轨道。
d.自旋量子数ms 它不依赖于n、l、m,不是薛定谔方程求解的结果,而是实验测定的结果。它证明电子绕自身的轴进行顺时针或逆时针方向旋转。取值分别为+1/2或-1/2。
三. 核外电子排布、元素周期系和元素周期性
1.核外电子排布规律: ①能量最低原理。②保里不相容原理。③洪特规则。
2.屏蔽效应 在多电子原子中,由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵销了一部分核电荷,从而引起有效核电荷的降低,削弱了核电荷对该电子的吸引,这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。由于屏蔽效应的结果,使具有相同主量子数的不同亚层轨道发生能级分裂。l小的电子,其它电子对它的屏蔽效应小,它的能量低,即: Ens<Enp<End<Enf
3.钻穿效应 它是指外层电子钻到内层空间而靠近原子核的现象。各亚层电子钻穿效应大小的顺序为ns>np>nd>nf。电子钻得越深,它受到其它电子的屏蔽作用就越小,受核的吸引力越强,因而能量也越低。所以n相同l不同的各亚层轨道能量顺序为 Ens<Enp<End<Enf。当n、l均不同时, 出现能级交错,即E4s<E3d。这种现象与电子的钻穿效应有关。由于4s电子的钻穿能力比3d强,虽然4s的最大峰比3d离核远,但由于它有小峰钻到离核很近处,它对降低轨道能量影响很大,以至造成E4s<E3d。
4.原子结构和元素在周期表中位置的关系
①元素的周期数 原子最外层的n数值即为该元素的所在周期数。一个能级组相当于一个周期,周期有长短之分。短周期(能级组内仅含有s、p能级)。长周期(能级组内除s、p能级外,还含有d、f能级)。
②元素的族数 价电子结构相同的元素组成族。族有主族与副族之分。通常称主族为A族,副族为B族。
A族元素:它的族数等于ns和np层上的电子,如3s23p4,即为第三周期ⅥA族元素。
B族元素:a.当(n-1)dns层上的电子总数为3~7时,则电子数值即为该元素的B族数。如5d56s2即为第六周期ⅦB族元素。
b.当(n-1)dns层上的电子总数为8~10时,均为第Ⅷ族元素,如3d84s2即为第四周期第Ⅷ族元素。
c.当(n-1)d10ns,则ns层上的的电子总数即为B族数。如4d105s2即为第五周期第II族元素。
③周期表内元素的分组
5.原子结构和元素性质的周期关系
①原子半径 原子半径在周期表中变化的规律:在同一主族中从上到下随着电子层数增多,原子半径依次增大。虽然从上到下核电荷增大,使原子半径有缩小的倾向,但不是主要因素。B族元素变化不明显,特别是第五周期和第六周期的元素,是由于镧系收缩,而使其半径非常近似。在同一周期中,对短周期而言,从左到右随着核电荷数增加,原子核对外层电子的吸引能力相应增强,原子半径逐渐缩小。对长周期来说,由于随着核电荷数的增加,新增加的电子填入(n-1)d轨道上。对于决定原子半径大小的最外电子层来说,次外层上的电子对它的屏蔽作用要比最外层电子相互间的屏蔽作用大得多,所以自左至右增加的核电荷,绝大部分被增加的(n-1)d电子所屏蔽,即有效核电荷增加比较缓慢,所以从左到右原子半径缩小程度不大。当电子层结构为(n-1)d10时,由于对外层电子有较大的屏蔽作用,故原子半径略有增大。当电子层结构为(n-2)f7和(n-2)f14时,同理也会出现原子半径略增大,每周期末尾的稀有气体原子半径又突然增大。(稀有气体的半径为范德华半径)。
②电负性 元素的电离势和电子亲和势仅从一个方面反映原子得失电子的能力,实际上都有一定的局限性。在原子相互化合时,必须把该原子失电子的难易和得电子的难易统一起来考虑。通常把原子在分子中吸引电子的能力或本领叫做元素的电负性。根据元素电负性的大小来统一衡量元素的金属性和非金属性的强弱。元素电负性也呈现周期变化,总的变化趋势:同一周期从左到右递增,同一族从上到下递减。因此周期表申,右上方的元素氟电负性最大,即非金属性最强,左下方的铯电负性最小,即金属性最强。
四. 用s、p、d等来表示基态构型(包括中性原子、正离子和负离子)
第二章 分子结构
赛点归纳:分子结构的判断是化学最基本的知识,也是化学竞赛考查的知识点。近年来,化学竞赛在考查分子结构时经常出现的知识点如下:
1. 根据杂化轨道理论,判断中心原子的杂化态。
2. 根据Lewis电子理论判断分子的形状。
3. 根据价层电子对互斥理论判断分子的形状。
4. 根据等电子原理判断未知分子的结构。
当然,试题考查的形式多种多样,且考查的形式也不是单一的,往往是多种形式揉合在一起的。笔者根据多年的培训体会,认为:参赛者在学习分子结构相关知识时,首先要学习Lewis电子理论,然后学习价电子对互斥理论,Lewis 电子理论可以在学习前两种理论的基础上水到渠成。
趋势预测:今后化学竞赛试题考查分子结构仍然是考查参赛者空间感知能力的重要内容,考查的力度可能还会增大,有兴趣的参赛者可将近年来的初赛试题加以分析,不难得出答案。有关分子结构的考查可能会加大信息量,考查近年来的最新科技成果。总之由于分子结构的判断会牵涉到数学知识,从考查参赛者综合素质的层面上看,有关分子结构的试题将永远是化学竞赛的主要试题。
一. 路易斯结构式
美国化学家路易斯认为构成物质的两个原子各取出一个电子配成对,通过这种共用电子对的相互结合来形成物质。他还认为,稀有气体最外层电子构型是一种稳定构型,其它原子倾向于共用电子而使它们的最外层转化为稀有气体的8电子稳定构型——八隅律。路易斯又把用“共用电子对”维系的化学作用力称为共价键。后人称这种观念为路易斯共价键理论。分子中除了用于形成共价键的键合电子外,还经常存在未用于形成共价键的非键合电子,又称孤对电子。后人把这种添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。
二. 单键、双键和叁键——σ键和π键
σ键的特点是两个原子轨道沿键轴方向以“头碰头”的方式重叠,重叠部分沿着键轴呈圆柱形对称。这种方式重叠程度大,所以σ键的键能大,稳定性高。π键的特点是两个原子轨道以平行即“肩并肩”方式重叠,重叠部分对通过一个键轴的平面呈镜面反对称。它的重叠程度较小,所以稳定性较差。
三. 价层电子互斥模型(VSEPR)
分子的构型主要取决于中心原于价电子层中电子对(包括成键电子对和孤电子对)的互相排斥作用。而分子的构型总是采取电子对之间的斥力最小的那种。
①如果中心原子价层电子对全是成键电子对,则判断构型十分简单。
电子对数 构型 实例
2 直线型 BeCl2、HgCl2
3 平面三角形 BF3、BCl3
4 正四面体 CH4、NH4+、CCl4、SiCl4
5 三角双锥 PCl5、PF3Cl2、SbCl5
6 正八面体 SF6、MoF6
②如果中心原子价层电子对中含有孤电子对,则每个孤电子对占有相当一个单键电子对的位置(对等同的单键位置,可任意选取,对不等同的单键则要按电子对之间斥力最小的原则选取。如三角双锥形中,孤电子对只允许占据平面三角形中任意单键位置)。
③如果分子中有双键或叁键,则电子对互斥理论仍适用,把重键视作一个单键看待。如CO2分子为直线型O=C=O。
④价电子对之间的斥力大小,决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。电子对之间的夹角越小,斥力越大。电子对之间斥力的大小顺序为孤电子对-孤电子对之间的斥力>孤电子对-成键电子对之间的斥力>成键电子对-成键电子对之间的斥力。
⑤中心原子价电子层电子对数的计数,即中心原子的价电子数加配体供给的电子数之和被2除。而氧族原子作为配体时可认为不提供共用电子(如PO43+ 的中心原子P,价电子5个,加上电荷数3个,共8个电子,即4对价电子对) ,但当氧族原子作为中心原子时,可认为它提供6个价电子(如SO3的中心原于S提供6个价电子,氧作为配体不提供电子,所以中心原子S的价电子对为3对)。如果讨论的物质是阳离子,如NH4+,中心原子N价电子2s22p3共5个加上四个配体各提供一个电子,减去一个电荷共8个电子,即4对价电子。
四. 杂化轨道理论
其要点是在形成分子时,由于原子的相互影响,能量相近的不同类型的原子轨道混合起来,重新组成一组能量等同的新的杂化轨道,杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等;杂化轨道又分为等性和不等性杂化两种;杂化轨道成键时要求轨道最大重叠,键与键之间斥力最小。
等性杂化轨道类型 夹角 分子的空间构型 实例
sp杂化 1080 直线型 BtCl3
sp2杂化 1200 平面三角形 HgCl2
sp3杂化 109028/ 正四面体 CH4、SiH4、NH4+
sp3d2杂化 900及1800 正八面体 SF6
不等性杂化轨道类型(杂化轨道中有孤对电子存在)
不等性sp3杂化 104045/ 三角形 H2O H2S
10705/ 三角棱锥 NH3 PH3
五. 共轭大π键和等电子体原理
(1)苯分子中的p-p大π键
苯的路易斯结构式中碳-碳键有单键和双键之分,这种结构满足了碳的四价,然而,事实上,在中学化学里就学过,苯分子所有碳-碳键的键长和键能并没有区别,这个矛盾可用苯环的碳原子形成p-p大π键的概念得以解决——苯分子中的碳原子取sp2杂化,三个杂化轨道分别用于形成三个σ键,故苯分子中有键角为1200的平面结构的σ骨架;苯分子的每个碳原子尚余一个未参与杂化的p轨道,垂直于分子平面而相互平行。显然,每个碳原子左右相邻的碳原子没有区别,认为某个碳原子未参与杂化与杂化的p轨道中的电子只与左邻碳原子的平行p轨道中的一个电子形成σ键而不与右邻的碳原子的平行p轨道形成π键或者相反显然是不合逻辑的,不如认为所有6个“肩并肩”的平行p轨道上共6个电子在一起形成了弥散在整个苯环p-p大π键。
(2)丁二烯中的p-p大π键
丁二烯分子式为H2C=CH-CH=CH2。4个碳原子均与3个原子相邻,故均取sp2杂化,这些杂化轨道相互重叠,形成分子σ骨架,使所有原子处于同一平面。每个碳原子还有一个未参与杂化p轨道,垂直于分子平面,每个p轨道里有一个电子。故丁二烯分子里存在一个“4轨道4电子”的p-p大π键。通常用∏ a b为大π键的符号,其中a表示平行p轨道的数目,b表示在平行p轨道里的电子数。另外CO2分子、CO32-和O3分子中都含有大π键。
(3)等电子体原理
具有相同的通式——AXm,而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子体原理”。如:CO2、CNS-、NO2+、N3-具有相同的通式——AX2,价电子总数16,具有相同的结构——直线型分子,中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道,形成直线形σ骨架,键角为1800,分子里有两套∏ 4 3 p-p大π键。同理SO2、O3、NO2-为等电子体,SO42-、PO43-为等电子体。
六. 共价分子的性质和分子间力
(1)键参数为表征价键性质的某些物理量,如键级、键能、键角、键长、键的极性等数据。
①键级=(成键电子数-反键电子数)/2
②键能:对AB型双原子分子而言, 键能为离解能D。
对多原子分子而言,键能为多个键的平均离解能,如:NH3分子的N-H键能
③键长:即分子中两个原子核间的平衡距离。
④键角:即分子中键和键之间的夹角。
⑤键的极性:共价键分为非极性共价键和极性共价键两种,可用参与成键的两个原子的电负性差来衡量。电负性差大于1.7时,可以认为是离子键;电负性差介于1.7到0之间,可以认为是极性共价键;电负性差等于零,为非极性共价键。
(2)分子间作用力及氢键
1.分子可分为极性分子和非极性分子。极性分子:分子中正、负电荷重心不相重合;非极性分子:分子中正、负电荷重心相重合。
分子的极性大小用偶极矩µ衡量,µ=o。为非极性分子,µ越大,分子的极性越强。
µ=q.L
q是偶极一端上的电荷, L是分子的偶极距离。
2.分子间的作用力即范德华力,它比化学键键能小一、二个数量级。它包括:①取向力:永久偶极间的相互作用力。②诱导力:诱导偶极同永久偶极间的作用力。③色散力:由于瞬间偶极而产生的相互作用力。
3.氢键
氢键通常可表示为X—H……Y,X、Y代表F、O、N等电负性大而原子半径小的原子。X与Y可以是相同元素,也可以是不同元素。
氢键有方向性与饱和性,键能与分子间力相近,可分为两类:
①分子间氢键:如H2O分子之间的氢键
②分子内氢键:如 邻硝基苯酚分子内的氢键:
第三章 晶体结构
赛点归纳:晶体结构是化学竞赛试题的重要组成部分,因为晶体结构可以考查参赛者的空间感知能力,很能考查参赛者的数学功底。因此,仔细分析近年来的化学竞赛试题,晶体结构试题有以下几种形式:
1. 单纯考查某晶体的立体结构(主要考查立方晶胞)。建立微观和宏观的桥梁是阿伏加德罗常数。
2. 考查原子簇化合物。参赛者要弄清“化学环境”的含义。凸多面体经常用到欧拉公式。
3. 考查晶体缺陷的有关知识。组成该晶体的粒子具有非整比数。要搞清楚离子填充四面体、八面体或立方体空穴等知识。
4. 简单的晶体结构,但解答时需要建立数学模型,方能快速作答。如根据数学知识对化学问题进行数学归纳,得出通式,再根据其通式解决化学问题。
趋势预测:近年来化学竞赛试题在考查晶体结构时呈现出多元化趋势,从考查简单的晶体结构,到考查需要建立数学模型的结构试题,其间出现了“分之设计、分子积木”等试题形式。因此,笔者以为:今后的晶体结构试题其知识深浅度将呈下降趋势,但对参赛者的能力要求将会越来越高。即考查一些在特殊情况下,打破旧的知识,建立新知识等方面的一些试题。
一. 晶体和晶胞
(1)晶体的本质特征是他的“自范性”,即:晶体能够自发地呈现封闭的规则凸多面体的外形。它有单晶和双晶之分,有的饿晶态物质看不到规则外形,是多晶。在自然条件下形成的单晶的形状丰富多样,然而借助几何知识,却可以找到相同的晶面,而且,确定的晶面之间的二面角——“晶面夹角”是不变的。着叫做晶面夹角不变定律。
在晶体的微观空间中,原子呈现周期性的整齐排列。对于理想的完美晶体,这种周期性是单调的,不变的,这是晶体的普遍特征,叫做平移对称性。
(2)晶胞的基本特征及晶胞中原子的坐标与计数
晶胞具有平移性,晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱。不具有平移性就不是晶胞。平行六面体的几何特征可用边长关系和夹角关系确定。布拉维晶胞的边长与夹角叫做晶胞参数。通常用向量xa+yb+zc中的x,y,z组成的三数组来表达晶胞中原子的位置,称为原子坐标。原子坐标绝对值的取值区间为1>∣x(y,z) ∣≥0 。若取值为1,相当于平移到另一个晶胞,与取值为零毫无差别。
(3)素晶胞与复晶胞——体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞和14种布拉维点阵型式
晶胞是描述晶体微观结构的基本单元,但不一定是最小单元。素晶胞是晶体微观空间中的最小基本单元,不可能再小。素晶胞中的原子集合相当于晶体微观空间中的原子作周期性平移的最小集合,叫做结构单元。复晶胞是素晶胞的多倍体;分体心晶胞(2倍体),面心晶胞(4倍体)及底心晶胞(2倍体)三种。
(4)布拉维系7系和晶胞的素、复结合,总共只有14种晶胞,在晶体学中称为布拉维点阵型式
二. 晶体的类型
1.金属晶体
晶体中晶格结点上的质点是金属原子或金属离子,结合力是金属键(自由电子),它的特点是具有较大的比重,有金属光泽,能导电、导热,有良好的延展性等。金属晶体中原子之间的化学作用力叫做金属键。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。金属键理论有改性共价键理论及能带理论。
2.离子晶体
离子化台物的晶体属离子晶体,如NaCl、CsCl等。在离子晶体中,晶格结点上的质点是正、负离子,质点间的作用力是静电引力。晶体的特点是有较高的熔、沸点和硬度,但较脆,延展性差,在熔融状态或在水溶液中能导电。当电负性小的活泼金属原子与电负性大的活泼非金属原子相遇时,由于原子间发生电子转移形成正、负离子,并通过静电作用而形成的化学键叫做离子键。
(1)离子键的本质是静电作用力,没有方向性和饱和性。
(2)离子的特征,即离子的电荷、离子的半径和离子的电子层构型。
(3)离子的电子层构型有以下几种:
2电子构型: 如Li+、Be2+等。
8电子构型: 如N a+、Ca2+及一些简单阴离子Cl-、O2+等。
18电子构型:如Zn 2+、Hg2+、Cu+、Ag+等。
18+2电子构型:即次外层18+最外层2,如P2+,Sn2+ 等。
9~17不规则构型:如Fe2+,Cr3+,Mn2+等。
(4)离子键的强度,通常用晶格能U的大小来衡量。
U可根据热力学有关数据,利用波恩-哈伯循环进行计算,
3.分子晶体与原子晶体
如CO2,HCl,I2等,在分子晶体中,晶格结点上的质点是分子(包括极性或非极性的),质点间的作用力是范德华引力。分子内原子间是共价键。因此晶体的熔、沸点较低,硬度较小,固体不导电,熔化时一般也不导电。只有极性很强的分子晶体(如HCl)溶解在水中,由于电离而导电。如金刚石(C)、Si、B、SiO2、SiC、BN等,在晶体的晶格结点上的质点是原子,原子间是通过共价键相联结。因此它的熔、沸点高,硬度大,不导电,不导热,但Si、SiC具有半导体性质。
4.混合晶体
如石墨、石棉、云母等晶体,在它们的晶体中具有多种作用力。
以石墨为例,层内质点问(即C原子之间)以共价键相结合,同时还具有可自由流动的:电子 (相当于金属键),层间靠范德华引力相联结。因此它具有光泽,能导电、导热,容易滑动。
三. 原子坐标。晶胞中原子数目或分子数的计算及与化学式的关系
通常用向量xa+yb+zc中的x, y, z组成的三数组来表达晶胞中原子的位置,称为原子坐标。例如,位于晶胞原点(顶角)的原子的坐标为0,0,0;位于晶胞体心的原子的坐标为1/2,1/2,1/2;位于ab面
心的原子坐标为1/2,1/2,0;位于ac面心的原子坐标为1/2,0,1/2;等等。原子坐标绝对值的取值区间为1>|x(y,z)|≥0。若取值为1,相当于平移到另一个晶胞,与取值为0毫无差别。例如,,位于晶胞顶角的8个原子的坐标都是0,0,0。不要忘记:只要晶胞的一个顶角有原子,其他7个顶角也一定有相同的原子,否则这个平行六面体就失去了平移性,就不是晶胞了。同理,两个平行的ab面的面心原子的坐标都是1/2,1/2,0,而且有其一必有其二,否则也不再是晶胞了。反之,坐标不同的原子即使是同种院子,也不能视为等同院子,如坐标为0,1/2,1/2的原子不是等同的。
四. 原子堆积与晶胞的关系。
第四章 化学平衡
赛点归纳:近年来化学竞赛试题中多次考查溶剂化酸碱理论和化学平衡知识。主要考查的题型有:
1. 化学平衡常数的计算。包括热化学平衡常数的计算、酸碱平衡常数的计算、沉淀—溶解平衡常数的计算、配位平衡常数的计算等。
2. 非水溶剂化学。常见的非水溶剂有BrF3、N2O4、液氨、液态SO2等。
趋势预测:由于化学平衡常数的大小在某种程度上可以衡量反应的可行性,因此,化学平衡常数是定量说明反应可行性的依据,必然是化学竞赛考试的常考内容。非水溶剂是参赛者不太熟悉的物质,它除了能和很多物质发生反应外,还可以与物质的导电性、物质的电离等知识联系起来,因此很能考查学生灵活运用知识的能力。笔者以为,今后的化学竞赛试题仍然会出现上述竞赛试题。
一. 化学平衡
当可逆反应进行到V正=V逆时,或从化学热力学的角度当可逆反应进行到它的自由能变化⊿G=0时,称为化学平衡状态。化学平衡状态是一个热力学概念,是指系统内发生的化学反应既没有向正向进行的自发性又没有向逆向进行的自发性时的一种状态。热力学假设所有化学反应都是可逆的,在化学反应达到平衡时反应物和生成物的浓度或者分压都不再改变了,反应“停滞”了,但这只是表观上的,本质上,无论正反应还是逆反应,都在进行着,因而化学平衡是一种“动态平衡”。例如:溶解平衡,即气体或固体溶于水(或其他溶剂),最后形成饱和溶液。
二. 平衡常数
1、 对于任一可逆反应在一定温度下达到平衡时,Aa+bB Dd+Ee
平衡常数可表示为:K=[D]d[E]e/[A]a[B]b
通常溶液中的可逆反应平衡常数用Kc表示,这时各物质的平衡浓度单位用mol/l,气相可逆反应用Kp
表示,平衡时各物质的浓度用分压代替。对气相可逆反应Kc与Kp之间的关系为:
⊿n为反应前后气体分子数之差,相当于反应式中的(d+e)-(a+b)。
2、平衡常数的物理意义
(1)平衡常数是某一反应的特性常数,它不随物质的初始浓度(或分压)而改变,仅取决于反应的本性。
(2)平衡常数的大小标志可逆反应进行的程度。
(3)平衡常数表达式表明一定温度下体系达成平衡的条件。
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第一章 原子结构与元素周期系
考点归纳:纵观近年来的化学试题中有关原子结构与元素周期系试题,大致有以下考点:
1. 确定新元素在元素周期表中的位置,并预测它的性质。
2. 考察创新能力。打破元素在三维世界中的正常排布规律,让参赛者在全新条件下或“规律”的情况下,进行元素的电子排布或重新绘制元素周期表,并推测元素的化合价、性质等。
3. 根据几种元素间的关系,推测其在周期表中的位置。
4. 应用化学、物理等学科知识,考察最新科技成果。
趋势预测:今后的化学竞赛试题,将更加强调化学与物理知识点上的衔接,强调原子结构与元素周期系知识在日常生活中的应用。考查参赛者打破“旧知识”,建立“新知识”的创造性思维能力。笔者认为:若考查上述知识点,仍将在上述几个方面做文章。
一. 相对原子质量
元素的相对原子质量(原子量)是指一种元素的1摩尔质量对核素12C的1摩尔质量的1/12 的比值。这个定义表明:①元素的相对原子质量是纯数。②单核素元素的相对原子质量等于该元素的核素的相对原子质量。③多核素元素的相对原子质量等于该元素的天然同位素相对原子质量的加权平均值。
二. 原子结构
(一)原子结构(核外电子运动)的玻尔行星模型
1. 氢原子光谱
1833年巴尔麦找出氢原子光谱可见光区各谱线波长之间的关系为 B是常数。
在1913年里德堡总结出谱线之间的普遍联系通式为ν=R(1/n12-1/n22),R为里德堡常数,其值为3.19×1015周/秒。上述公式n1和n2对应于各区谱线的关系为:
紫外区:n1=l,n2=2, 3, 4……
可见区:n1=2,n2=3, 4, 5.......
红外区:n1=3,n2=4, 5, 6……
2. 玻尔理论(核外电子运动特点)
1913年玻尔在普朗克量子论、爱因斯坦光子学论和卢瑟福的有核原子模型的基础上,为了阐明氢原子光谱实验的结果,提出了原子结构理论的三点假设,称为玻尔理论,其要点如下:
①原子核外的电子不是在任意轨道上绕核运动,而是轨道角动量P必须符合以下条件:
P=nh/2π,n为正整数,h为普朗克常数。符合上述条件的轨道称为稳定轨道,在稳定轨道上运动的电子并不放出能量。
②电子的轨道离核越远,能量越高。通常电子是在离核最近的轨道上运动,这时原子的能量最低,称为基态。当原子从外界获得能量时,电子可以跃迁到离核较远的高能量轨道上去,此时称为激发态。
③激发态是不稳定的,电子会从较高能级跃迁到较低的能级,并把多余的能量以光的形式释放出来。
同时玻尔还根据经典力学和量子化条件计算和推导了能量公式:
玻尔理论有很大的局限性,它只能解释氢原子光谱,不能解释多电子体系的原子光谱,甚至对氢光谱的精细结构亦无法解释。19世纪初,由于光的干涉、衍射和光电效应等实验,人们对微观粒子运动的特殊规律——波粒二象性有所认识,这两种性质通过普朗克常数定量地联系起来,E=hν P=h/λ,从而很好地揭示了光的本质。其中E为能量,P为动量,λ为波长,h为普朗克常数。后来电子衍射实验证明了电子的波长λ=h/mυ,m为电子的质量,υ为电子运动的速度。
(二)氢原子结构(核外电子运动状态)的量子力学模型
①几率密度和电子云
|Ψ|2表示电子在核外空间单位体积元里出现的几率,称为几率密度。几率密度与该区域的总体积的乘积为电子在该区域里出现的几率。
电子云是描述电子在核外空间运动的一种图象,它是与几率密度|Ψ|2相联系的,它从统计的概念出发对核外电子出现的几率密度作形象化的图示。即是|Ψ|2的具体图象。
②四个量子数的物理意义
a.主量子数n 它表示电子层层数和电子离核的平均距离以及能量的高低。取值为1,2,3,…,0(正整数)。
b.角量子数l 它决定原子轨道(或电子云)的形状,取值为0, 1,2,…,(n-l)。如l=0时,为s轨道,星球形分布;l=1时,为p轨道,呈哑铃形分布;l=2时为d轨道,呈花瓣形分布。在多电子体系中l还与能量有关,如同一主层中各亚层轨道的能量还有差别,即Ens<Enp<End
c.磁量子数m 它决定原子轨道(或电子云)在空间的伸展方向。取值为0,±1,±2,…,±l
如l=1时,m可有三个值,即0,+1,-1,说明p亚层轨道有三个不同的伸展方向,即px、py、pz三种轨道。
d.自旋量子数ms 它不依赖于n、l、m,不是薛定谔方程求解的结果,而是实验测定的结果。它证明电子绕自身的轴进行顺时针或逆时针方向旋转。取值分别为+1/2或-1/2。
三. 核外电子排布、元素周期系和元素周期性
1.核外电子排布规律: ①能量最低原理。②保里不相容原理。③洪特规则。
2.屏蔽效应 在多电子原子中,由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵销了一部分核电荷,从而引起有效核电荷的降低,削弱了核电荷对该电子的吸引,这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。由于屏蔽效应的结果,使具有相同主量子数的不同亚层轨道发生能级分裂。l小的电子,其它电子对它的屏蔽效应小,它的能量低,即: Ens<Enp<End<Enf
3.钻穿效应 它是指外层电子钻到内层空间而靠近原子核的现象。各亚层电子钻穿效应大小的顺序为ns>np>nd>nf。电子钻得越深,它受到其它电子的屏蔽作用就越小,受核的吸引力越强,因而能量也越低。所以n相同l不同的各亚层轨道能量顺序为 Ens<Enp<End<Enf。当n、l均不同时, 出现能级交错,即E4s<E3d。这种现象与电子的钻穿效应有关。由于4s电子的钻穿能力比3d强,虽然4s的最大峰比3d离核远,但由于它有小峰钻到离核很近处,它对降低轨道能量影响很大,以至造成E4s<E3d。
4.原子结构和元素在周期表中位置的关系
①元素的周期数 原子最外层的n数值即为该元素的所在周期数。一个能级组相当于一个周期,周期有长短之分。短周期(能级组内仅含有s、p能级)。长周期(能级组内除s、p能级外,还含有d、f能级)。
②元素的族数 价电子结构相同的元素组成族。族有主族与副族之分。通常称主族为A族,副族为B族。
A族元素:它的族数等于ns和np层上的电子,如3s23p4,即为第三周期ⅥA族元素。
B族元素:a.当(n-1)dns层上的电子总数为3~7时,则电子数值即为该元素的B族数。如5d56s2即为第六周期ⅦB族元素。
b.当(n-1)dns层上的电子总数为8~10时,均为第Ⅷ族元素,如3d84s2即为第四周期第Ⅷ族元素。
c.当(n-1)d10ns,则ns层上的的电子总数即为B族数。如4d105s2即为第五周期第II族元素。
③周期表内元素的分组
5.原子结构和元素性质的周期关系
①原子半径 原子半径在周期表中变化的规律:在同一主族中从上到下随着电子层数增多,原子半径依次增大。虽然从上到下核电荷增大,使原子半径有缩小的倾向,但不是主要因素。B族元素变化不明显,特别是第五周期和第六周期的元素,是由于镧系收缩,而使其半径非常近似。在同一周期中,对短周期而言,从左到右随着核电荷数增加,原子核对外层电子的吸引能力相应增强,原子半径逐渐缩小。对长周期来说,由于随着核电荷数的增加,新增加的电子填入(n-1)d轨道上。对于决定原子半径大小的最外电子层来说,次外层上的电子对它的屏蔽作用要比最外层电子相互间的屏蔽作用大得多,所以自左至右增加的核电荷,绝大部分被增加的(n-1)d电子所屏蔽,即有效核电荷增加比较缓慢,所以从左到右原子半径缩小程度不大。当电子层结构为(n-1)d10时,由于对外层电子有较大的屏蔽作用,故原子半径略有增大。当电子层结构为(n-2)f7和(n-2)f14时,同理也会出现原子半径略增大,每周期末尾的稀有气体原子半径又突然增大。(稀有气体的半径为范德华半径)。
②电负性 元素的电离势和电子亲和势仅从一个方面反映原子得失电子的能力,实际上都有一定的局限性。在原子相互化合时,必须把该原子失电子的难易和得电子的难易统一起来考虑。通常把原子在分子中吸引电子的能力或本领叫做元素的电负性。根据元素电负性的大小来统一衡量元素的金属性和非金属性的强弱。元素电负性也呈现周期变化,总的变化趋势:同一周期从左到右递增,同一族从上到下递减。因此周期表申,右上方的元素氟电负性最大,即非金属性最强,左下方的铯电负性最小,即金属性最强。
四. 用s、p、d等来表示基态构型(包括中性原子、正离子和负离子)
第二章 分子结构
赛点归纳:分子结构的判断是化学最基本的知识,也是化学竞赛考查的知识点。近年来,化学竞赛在考查分子结构时经常出现的知识点如下:
1. 根据杂化轨道理论,判断中心原子的杂化态。
2. 根据Lewis电子理论判断分子的形状。
3. 根据价层电子对互斥理论判断分子的形状。
4. 根据等电子原理判断未知分子的结构。
当然,试题考查的形式多种多样,且考查的形式也不是单一的,往往是多种形式揉合在一起的。笔者根据多年的培训体会,认为:参赛者在学习分子结构相关知识时,首先要学习Lewis电子理论,然后学习价电子对互斥理论,Lewis 电子理论可以在学习前两种理论的基础上水到渠成。
趋势预测:今后化学竞赛试题考查分子结构仍然是考查参赛者空间感知能力的重要内容,考查的力度可能还会增大,有兴趣的参赛者可将近年来的初赛试题加以分析,不难得出答案。有关分子结构的考查可能会加大信息量,考查近年来的最新科技成果。总之由于分子结构的判断会牵涉到数学知识,从考查参赛者综合素质的层面上看,有关分子结构的试题将永远是化学竞赛的主要试题。
一. 路易斯结构式
美国化学家路易斯认为构成物质的两个原子各取出一个电子配成对,通过这种共用电子对的相互结合来形成物质。他还认为,稀有气体最外层电子构型是一种稳定构型,其它原子倾向于共用电子而使它们的最外层转化为稀有气体的8电子稳定构型——八隅律。路易斯又把用“共用电子对”维系的化学作用力称为共价键。后人称这种观念为路易斯共价键理论。分子中除了用于形成共价键的键合电子外,还经常存在未用于形成共价键的非键合电子,又称孤对电子。后人把这种添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。
二. 单键、双键和叁键——σ键和π键
σ键的特点是两个原子轨道沿键轴方向以“头碰头”的方式重叠,重叠部分沿着键轴呈圆柱形对称。这种方式重叠程度大,所以σ键的键能大,稳定性高。π键的特点是两个原子轨道以平行即“肩并肩”方式重叠,重叠部分对通过一个键轴的平面呈镜面反对称。它的重叠程度较小,所以稳定性较差。
三. 价层电子互斥模型(VSEPR)
分子的构型主要取决于中心原于价电子层中电子对(包括成键电子对和孤电子对)的互相排斥作用。而分子的构型总是采取电子对之间的斥力最小的那种。
①如果中心原子价层电子对全是成键电子对,则判断构型十分简单。
电子对数 构型 实例
2 直线型 BeCl2、HgCl2
3 平面三角形 BF3、BCl3
4 正四面体 CH4、NH4+、CCl4、SiCl4
5 三角双锥 PCl5、PF3Cl2、SbCl5
6 正八面体 SF6、MoF6
②如果中心原子价层电子对中含有孤电子对,则每个孤电子对占有相当一个单键电子对的位置(对等同的单键位置,可任意选取,对不等同的单键则要按电子对之间斥力最小的原则选取。如三角双锥形中,孤电子对只允许占据平面三角形中任意单键位置)。
③如果分子中有双键或叁键,则电子对互斥理论仍适用,把重键视作一个单键看待。如CO2分子为直线型O=C=O。
④价电子对之间的斥力大小,决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。电子对之间的夹角越小,斥力越大。电子对之间斥力的大小顺序为孤电子对-孤电子对之间的斥力>孤电子对-成键电子对之间的斥力>成键电子对-成键电子对之间的斥力。
⑤中心原子价电子层电子对数的计数,即中心原子的价电子数加配体供给的电子数之和被2除。而氧族原子作为配体时可认为不提供共用电子(如PO43+ 的中心原子P,价电子5个,加上电荷数3个,共8个电子,即4对价电子对) ,但当氧族原子作为中心原子时,可认为它提供6个价电子(如SO3的中心原于S提供6个价电子,氧作为配体不提供电子,所以中心原子S的价电子对为3对)。如果讨论的物质是阳离子,如NH4+,中心原子N价电子2s22p3共5个加上四个配体各提供一个电子,减去一个电荷共8个电子,即4对价电子。
四. 杂化轨道理论
其要点是在形成分子时,由于原子的相互影响,能量相近的不同类型的原子轨道混合起来,重新组成一组能量等同的新的杂化轨道,杂化轨道的数目与组成杂化轨道的各原子轨道的数目相等;杂化轨道又分为等性和不等性杂化两种;杂化轨道成键时要求轨道最大重叠,键与键之间斥力最小。
等性杂化轨道类型 夹角 分子的空间构型 实例
sp杂化 1080 直线型 BtCl3
sp2杂化 1200 平面三角形 HgCl2
sp3杂化 109028/ 正四面体 CH4、SiH4、NH4+
sp3d2杂化 900及1800 正八面体 SF6
不等性杂化轨道类型(杂化轨道中有孤对电子存在)
不等性sp3杂化 104045/ 三角形 H2O H2S
10705/ 三角棱锥 NH3 PH3
五. 共轭大π键和等电子体原理
(1)苯分子中的p-p大π键
苯的路易斯结构式中碳-碳键有单键和双键之分,这种结构满足了碳的四价,然而,事实上,在中学化学里就学过,苯分子所有碳-碳键的键长和键能并没有区别,这个矛盾可用苯环的碳原子形成p-p大π键的概念得以解决——苯分子中的碳原子取sp2杂化,三个杂化轨道分别用于形成三个σ键,故苯分子中有键角为1200的平面结构的σ骨架;苯分子的每个碳原子尚余一个未参与杂化的p轨道,垂直于分子平面而相互平行。显然,每个碳原子左右相邻的碳原子没有区别,认为某个碳原子未参与杂化与杂化的p轨道中的电子只与左邻碳原子的平行p轨道中的一个电子形成σ键而不与右邻的碳原子的平行p轨道形成π键或者相反显然是不合逻辑的,不如认为所有6个“肩并肩”的平行p轨道上共6个电子在一起形成了弥散在整个苯环p-p大π键。
(2)丁二烯中的p-p大π键
丁二烯分子式为H2C=CH-CH=CH2。4个碳原子均与3个原子相邻,故均取sp2杂化,这些杂化轨道相互重叠,形成分子σ骨架,使所有原子处于同一平面。每个碳原子还有一个未参与杂化p轨道,垂直于分子平面,每个p轨道里有一个电子。故丁二烯分子里存在一个“4轨道4电子”的p-p大π键。通常用∏ a b为大π键的符号,其中a表示平行p轨道的数目,b表示在平行p轨道里的电子数。另外CO2分子、CO32-和O3分子中都含有大π键。
(3)等电子体原理
具有相同的通式——AXm,而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子体原理”。如:CO2、CNS-、NO2+、N3-具有相同的通式——AX2,价电子总数16,具有相同的结构——直线型分子,中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道,形成直线形σ骨架,键角为1800,分子里有两套∏ 4 3 p-p大π键。同理SO2、O3、NO2-为等电子体,SO42-、PO43-为等电子体。
六. 共价分子的性质和分子间力
(1)键参数为表征价键性质的某些物理量,如键级、键能、键角、键长、键的极性等数据。
①键级=(成键电子数-反键电子数)/2
②键能:对AB型双原子分子而言, 键能为离解能D。
对多原子分子而言,键能为多个键的平均离解能,如:NH3分子的N-H键能
③键长:即分子中两个原子核间的平衡距离。
④键角:即分子中键和键之间的夹角。
⑤键的极性:共价键分为非极性共价键和极性共价键两种,可用参与成键的两个原子的电负性差来衡量。电负性差大于1.7时,可以认为是离子键;电负性差介于1.7到0之间,可以认为是极性共价键;电负性差等于零,为非极性共价键。
(2)分子间作用力及氢键
1.分子可分为极性分子和非极性分子。极性分子:分子中正、负电荷重心不相重合;非极性分子:分子中正、负电荷重心相重合。
分子的极性大小用偶极矩µ衡量,µ=o。为非极性分子,µ越大,分子的极性越强。
µ=q.L
q是偶极一端上的电荷, L是分子的偶极距离。
2.分子间的作用力即范德华力,它比化学键键能小一、二个数量级。它包括:①取向力:永久偶极间的相互作用力。②诱导力:诱导偶极同永久偶极间的作用力。③色散力:由于瞬间偶极而产生的相互作用力。
3.氢键
氢键通常可表示为X—H……Y,X、Y代表F、O、N等电负性大而原子半径小的原子。X与Y可以是相同元素,也可以是不同元素。
氢键有方向性与饱和性,键能与分子间力相近,可分为两类:
①分子间氢键:如H2O分子之间的氢键
②分子内氢键:如 邻硝基苯酚分子内的氢键:
第三章 晶体结构
赛点归纳:晶体结构是化学竞赛试题的重要组成部分,因为晶体结构可以考查参赛者的空间感知能力,很能考查参赛者的数学功底。因此,仔细分析近年来的化学竞赛试题,晶体结构试题有以下几种形式:
1. 单纯考查某晶体的立体结构(主要考查立方晶胞)。建立微观和宏观的桥梁是阿伏加德罗常数。
2. 考查原子簇化合物。参赛者要弄清“化学环境”的含义。凸多面体经常用到欧拉公式。
3. 考查晶体缺陷的有关知识。组成该晶体的粒子具有非整比数。要搞清楚离子填充四面体、八面体或立方体空穴等知识。
4. 简单的晶体结构,但解答时需要建立数学模型,方能快速作答。如根据数学知识对化学问题进行数学归纳,得出通式,再根据其通式解决化学问题。
趋势预测:近年来化学竞赛试题在考查晶体结构时呈现出多元化趋势,从考查简单的晶体结构,到考查需要建立数学模型的结构试题,其间出现了“分之设计、分子积木”等试题形式。因此,笔者以为:今后的晶体结构试题其知识深浅度将呈下降趋势,但对参赛者的能力要求将会越来越高。即考查一些在特殊情况下,打破旧的知识,建立新知识等方面的一些试题。
一. 晶体和晶胞
(1)晶体的本质特征是他的“自范性”,即:晶体能够自发地呈现封闭的规则凸多面体的外形。它有单晶和双晶之分,有的饿晶态物质看不到规则外形,是多晶。在自然条件下形成的单晶的形状丰富多样,然而借助几何知识,却可以找到相同的晶面,而且,确定的晶面之间的二面角——“晶面夹角”是不变的。着叫做晶面夹角不变定律。
在晶体的微观空间中,原子呈现周期性的整齐排列。对于理想的完美晶体,这种周期性是单调的,不变的,这是晶体的普遍特征,叫做平移对称性。
(2)晶胞的基本特征及晶胞中原子的坐标与计数
晶胞具有平移性,晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱。不具有平移性就不是晶胞。平行六面体的几何特征可用边长关系和夹角关系确定。布拉维晶胞的边长与夹角叫做晶胞参数。通常用向量xa+yb+zc中的x,y,z组成的三数组来表达晶胞中原子的位置,称为原子坐标。原子坐标绝对值的取值区间为1>∣x(y,z) ∣≥0 。若取值为1,相当于平移到另一个晶胞,与取值为零毫无差别。
(3)素晶胞与复晶胞——体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞和14种布拉维点阵型式
晶胞是描述晶体微观结构的基本单元,但不一定是最小单元。素晶胞是晶体微观空间中的最小基本单元,不可能再小。素晶胞中的原子集合相当于晶体微观空间中的原子作周期性平移的最小集合,叫做结构单元。复晶胞是素晶胞的多倍体;分体心晶胞(2倍体),面心晶胞(4倍体)及底心晶胞(2倍体)三种。
(4)布拉维系7系和晶胞的素、复结合,总共只有14种晶胞,在晶体学中称为布拉维点阵型式
二. 晶体的类型
1.金属晶体
晶体中晶格结点上的质点是金属原子或金属离子,结合力是金属键(自由电子),它的特点是具有较大的比重,有金属光泽,能导电、导热,有良好的延展性等。金属晶体中原子之间的化学作用力叫做金属键。金属键是一种遍布整个晶体的离域化学键。金属键理论有改性共价键理论及能带理论。
2.离子晶体
离子化台物的晶体属离子晶体,如NaCl、CsCl等。在离子晶体中,晶格结点上的质点是正、负离子,质点间的作用力是静电引力。晶体的特点是有较高的熔、沸点和硬度,但较脆,延展性差,在熔融状态或在水溶液中能导电。当电负性小的活泼金属原子与电负性大的活泼非金属原子相遇时,由于原子间发生电子转移形成正、负离子,并通过静电作用而形成的化学键叫做离子键。
(1)离子键的本质是静电作用力,没有方向性和饱和性。
(2)离子的特征,即离子的电荷、离子的半径和离子的电子层构型。
(3)离子的电子层构型有以下几种:
2电子构型: 如Li+、Be2+等。
8电子构型: 如N a+、Ca2+及一些简单阴离子Cl-、O2+等。
18电子构型:如Zn 2+、Hg2+、Cu+、Ag+等。
18+2电子构型:即次外层18+最外层2,如P2+,Sn2+ 等。
9~17不规则构型:如Fe2+,Cr3+,Mn2+等。
(4)离子键的强度,通常用晶格能U的大小来衡量。
U可根据热力学有关数据,利用波恩-哈伯循环进行计算,
3.分子晶体与原子晶体
如CO2,HCl,I2等,在分子晶体中,晶格结点上的质点是分子(包括极性或非极性的),质点间的作用力是范德华引力。分子内原子间是共价键。因此晶体的熔、沸点较低,硬度较小,固体不导电,熔化时一般也不导电。只有极性很强的分子晶体(如HCl)溶解在水中,由于电离而导电。如金刚石(C)、Si、B、SiO2、SiC、BN等,在晶体的晶格结点上的质点是原子,原子间是通过共价键相联结。因此它的熔、沸点高,硬度大,不导电,不导热,但Si、SiC具有半导体性质。
4.混合晶体
如石墨、石棉、云母等晶体,在它们的晶体中具有多种作用力。
以石墨为例,层内质点问(即C原子之间)以共价键相结合,同时还具有可自由流动的:电子 (相当于金属键),层间靠范德华引力相联结。因此它具有光泽,能导电、导热,容易滑动。
三. 原子坐标。晶胞中原子数目或分子数的计算及与化学式的关系
通常用向量xa+yb+zc中的x, y, z组成的三数组来表达晶胞中原子的位置,称为原子坐标。例如,位于晶胞原点(顶角)的原子的坐标为0,0,0;位于晶胞体心的原子的坐标为1/2,1/2,1/2;位于ab面
心的原子坐标为1/2,1/2,0;位于ac面心的原子坐标为1/2,0,1/2;等等。原子坐标绝对值的取值区间为1>|x(y,z)|≥0。若取值为1,相当于平移到另一个晶胞,与取值为0毫无差别。例如,,位于晶胞顶角的8个原子的坐标都是0,0,0。不要忘记:只要晶胞的一个顶角有原子,其他7个顶角也一定有相同的原子,否则这个平行六面体就失去了平移性,就不是晶胞了。同理,两个平行的ab面的面心原子的坐标都是1/2,1/2,0,而且有其一必有其二,否则也不再是晶胞了。反之,坐标不同的原子即使是同种院子,也不能视为等同院子,如坐标为0,1/2,1/2的原子不是等同的。
四. 原子堆积与晶胞的关系。
第四章 化学平衡
赛点归纳:近年来化学竞赛试题中多次考查溶剂化酸碱理论和化学平衡知识。主要考查的题型有:
1. 化学平衡常数的计算。包括热化学平衡常数的计算、酸碱平衡常数的计算、沉淀—溶解平衡常数的计算、配位平衡常数的计算等。
2. 非水溶剂化学。常见的非水溶剂有BrF3、N2O4、液氨、液态SO2等。
趋势预测:由于化学平衡常数的大小在某种程度上可以衡量反应的可行性,因此,化学平衡常数是定量说明反应可行性的依据,必然是化学竞赛考试的常考内容。非水溶剂是参赛者不太熟悉的物质,它除了能和很多物质发生反应外,还可以与物质的导电性、物质的电离等知识联系起来,因此很能考查学生灵活运用知识的能力。笔者以为,今后的化学竞赛试题仍然会出现上述竞赛试题。
一. 化学平衡
当可逆反应进行到V正=V逆时,或从化学热力学的角度当可逆反应进行到它的自由能变化⊿G=0时,称为化学平衡状态。化学平衡状态是一个热力学概念,是指系统内发生的化学反应既没有向正向进行的自发性又没有向逆向进行的自发性时的一种状态。热力学假设所有化学反应都是可逆的,在化学反应达到平衡时反应物和生成物的浓度或者分压都不再改变了,反应“停滞”了,但这只是表观上的,本质上,无论正反应还是逆反应,都在进行着,因而化学平衡是一种“动态平衡”。例如:溶解平衡,即气体或固体溶于水(或其他溶剂),最后形成饱和溶液。
二. 平衡常数
1、 对于任一可逆反应在一定温度下达到平衡时,Aa+bB Dd+Ee
平衡常数可表示为:K=[D]d[E]e/[A]a[B]b
通常溶液中的可逆反应平衡常数用Kc表示,这时各物质的平衡浓度单位用mol/l,气相可逆反应用Kp
表示,平衡时各物质的浓度用分压代替。对气相可逆反应Kc与Kp之间的关系为:
⊿n为反应前后气体分子数之差,相当于反应式中的(d+e)-(a+b)。
2、平衡常数的物理意义
(1)平衡常数是某一反应的特性常数,它不随物质的初始浓度(或分压)而改变,仅取决于反应的本性。
(2)平衡常数的大小标志可逆反应进行的程度。
(3)平衡常数表达式表明一定温度下体系达成平衡的条件。
⑷ Cu-BTC和Cu-MOF有区别吗
Cu-BTC (BTC = benzene-1,3,5-tricarboxylic acid)
Cu-MOF (MOF = metal organic framework)
简单点说,Cu-BTC是Cu-MOF中常见的一种,但并不是Cu-MOF就是指的Cu-BTC。
举个栗子,两者其实就是苹果(Cu-BTC)和水果(Cu-MOF)的关系。
⑸ btcustd哪个软件能看
题主是否想询问“bt、custd在哪个软件查看吗?”在AIcoin这款软件可以查看。在手机上下载安装好之后,用手机号注册一下,再登陆。安装好之后呢,打开软件。找到行情页面,点击行情。在右上角处,点击放大镜图样按钮,进入搜索栏,输入我们要搜索的币种名称,如比特币/BTC。输入之后查询即可。
⑹ 我的电脑鼠标左键双击,点出来的是快捷键是怎么会事
哈喽大家好,这里是一周进步。
我是皮皮奇。
电脑越来越成为人们学习办公不可缺少的效率利器,但是用电脑,会不会使用快捷操作,效率就天差地别。
Win10系统中的快捷键数量是相当庞大的。
为了让大家少走弯路花费时间查找和记住那些不必要的内容,我们熬了两天整理出这篇文章,罗列出最常用的快捷键以及一些能提高效率的小功能。
希望可以帮到你。
01. 快捷功能
-1. 快捷键
追求高效率的工作方法,并不意味着用大量“高级”软件,而是把很多基本功能运用好,贯通融合,来满足“真正的需求”。
也就是说,善用比佳软更重要。
Win篇
① Win+L:快速锁屏
离开电脑后为了防止别人查看,而回来后又希望快速进入工作状态,可以使用这个快捷键。
② Win+E:打开「我的电脑」
电脑桌面图标的数量在不影响效率的前提下,越少越好。
而有了这个快捷键,就可以直接删了这个图标,不用再茫茫图标中苦苦寻找「我的电脑」。
③ Win+D:进入桌面
Win8和Win10提供了快速进入桌面的位置,鼠标点击最右下角的小长条就可进入。
但是仍不如快捷键方便快捷,同时再次按住「Win+D」即可回到操作界面。
④ Win+R:快速打开运行功能
运行可以快速启动一些文件,设置一些命令。这里不做过多阐述,有兴趣可以深入了解。
举一个栗子; 把快捷方式(.lnk)放到Windows目录下 然后按下键盘上的「Win+R」快捷键,输入刚才的快捷方式名即可打开软件。
⑤ Win+← \ →:分屏操作
在制作论文、报表等过程中经常需要几个程序之间互相参考甚至协同编辑,一个一个页面翻看就很麻烦了,分屏操作帮助你解决这个问题。
熟练使用此功能对同时编辑多个文件并进行校对会很方便。
「Win+左右箭头」可以使正在使用中的窗口贴向屏幕左侧/右侧,而只占用50% 的显示器面积,同时可继续用「Win+上下箭头」继续分屏。
⑥ Win+Tab:可新建电脑桌面
当已打开多个窗口影响工作又不能关闭窗口的时候,可通过新建桌面的方式解决,又不影响之前已打开的窗口。 (有点像上班时怕老板发现浏览网页玩游戏的老板键)
⑦ Win+↓\↑:窗口最小化\最大化切换
很不错的快捷键,在不方便使用鼠标的时候可以使用。
⑧ Win+空格:切换多个输入法
相比于「Ctrl+Shift」切换输入法,实现了选择的可视化。
⑨ Win+I:打开Windows设置
可以对多个系统属性进行设置
⑩ Win+数字键:打开任务栏上第n个程序
对于常用的几个程序,可以直接用键盘操作省去了鼠标移动点击的时间。
Ctrl篇
① Ctrl+Shift+N:快速创建文件夹
② Ctrl+鼠标拖动:快速创建副本
有的时候我们对文件操作,比如PPT改好,已经保存后突然发现删除了一些东西,而之前的信息已经很难找到了,这就是个很麻烦的事。
在ps中有个习惯是对图层进行操作提前复制一层,而PPT也是,可以通过复制粘贴进行创建副本。 (备份是一个好习惯)
快捷方式:按住Ctrl原界面拖动即可快速创建。
③ Ctrl+N:快速创建同级界面
在我的电脑中进行文件查看,但是不能同时查看多个窗口,可以通过新建。
快速创建同级界面并拖动进行左右分栏高效操作。这个快捷键相当实用且通用。
④ Ctrl+Shift+T:恢复被误删掉的网页
有时候会不小心关掉某个正在使用的网页,使用这个快捷键可以快速恢复关闭的网页。
⑤ Ctrl+Z\Y:撤回\恢复
包括短时间内我们在电脑做了一些操作,比如删除一个文件发现删错了,可以用这种方式撤回操作让文件恢复。同时在软件操作中这个快捷键更加常用。
反过来,因为按了次数较多的撤回而出错,可以通过恢复操作直到满意的情况。
Shift篇
① Shift+Delete:永久删除
直接删除会进入回收站,也会占用系统内存。
当确定某个文件不会需要到了,可以用此快捷键永久删除。
② Shift+Ctrl+Esc:打开任务管理器
当电脑因为某个软件卡机了的时候,通常会打开任务管理器进行关闭运行软件。
以前通过「Ctrl+Alt+ Delete」打开界面进而选择任务管理器比较低效,这个快捷键可以完美的解决这个问题。
而通过「Ctrl+Alt+ Delete」也可以快速修改密码和注销账户。
③ Shift+字母:按出字母的大写
在没锁定大写时,按住Shift同时按字母键直接可以按出字母的大写。省去了切换的麻烦。
适用于输入少量大写字母时,例如英语的首字母。
Alt篇
① Alt+F4:关机/关闭窗口键
平常:我们需要点击开始,电源键,选择关机,需要鼠标操作三步骤,比较慢。
快捷键:1).关机:左手先后按下「Alt+F4」,默认出来的选项是关机,这时再回车(Enter),电脑便关机了。
2).关闭窗口:此快捷键可用于快速关于窗口界面,功能和「Ctrl+W」基本一样。
② Alt+Tab:快速切换窗口
平常:需要切换操作界面时,需要鼠标打开下面的图标栏,一个一个点击进行选择。
快捷键:先后点击Alt和Tab,这些都是可以单手操作的。同时继续对出来的界面不断按Tab进行选择所需窗口。
③ Alt+双击 或 Enter:查看文件属性(文件大小)
平常:有时候需要查看一个文件的空间大小,右键并点击属性。
快捷键:按住Alt并鼠标双击文件就可以快速打开属性界面。当然,Enter键可以替代鼠标的双击。
④ Alt+↑:文件资源管理器界面,打开上一级界面
⑤ Alt+←:文件资源管理器界面,打开上一次界面
这是一组快捷键,当在查看本地文件时,需要点击才能打开上一级界面,而点错了想返回之前打开的界面又需要从新一级一级点开比较慢。
有了快捷键可以很方便地解决这个问题。
02. 功能键区篇
-1. F*键
① F2:对文件快速重命名
点击文件并按 F2即可快速重命名。
拓展:慢击两下也可达到同样效果。
② F2,F3:切换左右网页页面
在浏览网页时候可作为切换左右网页的快捷键进行使用。
③ F11:打开浏览器的全屏模式
扩大视野更方便操作。
-2. 快捷字母
不知道大家在用电脑工作学习时,有没有注意到系统操作和使用一些软件时候,对应的文字功能后面往往会带有一个英文字母。
除了快捷键操作,还有一类快捷操作,我们可以称作快捷字母。
快捷字母指的是汉字操作后面的英文字母,在某些操作中速度不亚于快捷键。
当然我们可以根据使用需求把快捷方式和快捷键的使用更好的结合起来。
① 新建文件夹
单击「右键—新建—文件夹」,就会新建一个文件夹。而我们可以通过单击右键,并且快速摁下 W、F 两个字母。
虽然上面提到快捷键「Ctrl+Shift+N」能够创建文件夹,但是显然左手键盘右手鼠标的操作效率更高。
② 隐藏桌面图标
在桌面上点击「右键—查看—显示桌面图标」,桌面图标就会全部隐藏。
而我们可以通过单击一次右键,然后依次快速摁下键盘上的 V、D 两个字母,要显示的时候,再重复一次刚才的操作。
③ 新建其他的文档或者软件类型
单击「右键—新建—选择文件类型」,就会新建一个对应该类型的文件。
我们也可以单击右键之后,摁下 W ,在弹出的菜单中,我们看到,你可以摁下 F 新建文件夹,摁下 S 新建快捷方式。
那下边这一排呢?Word、PPT、Excel 表格等等。
如果你仔细观察,你会在电脑其他地方也找到类似的操控方式。
我们只需要稍稍做点实操练习,就可以记住那些对自己来说常用、或者一段时间内常用的某些快捷字母。
开始的时候可能会觉着这个操作有些繁琐,但是当你了解他并熟练地运用的时候,长此以往你的操作就会变得更迅捷。
03. 实用操作
这里只是列了一些比较常用的操作,希望对大家有帮助。
-1. 任务管理器的实用功能
① 可以查看系统运行的软件,占比较大影响内存可以关闭。
尤其是电脑死机时,我们可以直接启动任务管理器,关掉一些运行内存高的软件。
② 查看自启用软件,自行选择打开或关闭,提高启动速度。
关于系统的实时性能情况其实系统本身就给我们提供了很多的基础操作。
③ Win键截图的两种方法
当我们需要截图保存时,首先想到的往往是第三方软件(微信、QQ)的截图功能。
但实际上Windows本身就可以截图了。
④ Win+Shift+S
可以全屏截图和区域截图,然后直接粘贴到文件中即可。缺点是没有办法对截图直接编辑。
⑤ Win+W
打开Windows ink工作区,第三个屏幕草图功能即可屏幕截图。
优点是可以编辑,但是与第一种方法相比效率较低。
⑥ 打开搜索功能,都能搜什么(Win+Q)
包括应用、文件、设置、web搜索结果。
也就是说在这里输入应用名称就能直接选择并打开,甚至可以打开在网站(即刻)中的搜索结果。
应用不限于后安装的应用,系统自带功能也能搜到。
例如计算器和画图,计算功能在搜索界面可直接输入。
例:计算器
搜索应用
搜索信息
搜索本地文件
04. 彩蛋
「将压缩文件藏在喜欢的图片里」
可以在一张图里藏入「不可告人」的秘密。
-1.准备一张图片,将这张图片和你自己想要藏进图片里的文件存放在一个文件夹内。
提醒:先将你要隐藏的东西压缩起来变成rar文件(用winrar添加为压缩文件)。
比如,我要将我电脑里的一个文本的压缩包藏到一张图片后面,我把这两文件都放到D盘地根目录下,为了方便,我将它们命名为1.jpg和2.rar。
-2.利用我们刚才学到的「运行」(Win+R)命令,并输入「cmd」,即打开Windows 的命令提示符。
-3.因为我们把1.jpg和2.rar两个文件是放在了D盘的根目录下,所以我们要将目录定位到「D:\」,在命令提示符窗口光标后面输入「d:」。
显示如图,就表明已经成功定位到D盘根目录下了。
-4.接着就是最重要的一步了,执行以下命令:「/b 图片名称.jpg+压缩包名称.rar 生成后图片的名称.jpg」。
也就是:我要把1.jpg和2.rar这两个文件合并,我要执行的命令就如下:「/b 1.jpg+2.rar 3.jpg」
执行结果如图:
-5.按照上面的步骤完成就算成功了,D盘下已经多出个3.jpg的文件了,下图就生成的3.jpg文件啦。
需要看藏在图片里的压缩文件时,只要把后缀改为.rar就行了。
关于系统的快捷操作还有很多,这篇文章只是为大家比较详细的介绍了关于快捷键的内容。
同样,软件的快捷键的重要性也不容忽视,在时间就是一切的现在,让快捷键为你翻身吧。
以上,就是本次想和你分享的内容。
如果有帮到你,你可以点击「在看」或转发分享,这会对我们有很大的帮助。
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