质

化学

一轮复习&笔记整理

本帖为白芥一轮复习而开，因为芥觉得看一遍笔记没什么用，再抄一遍显得很呆...所以发成帖子吧，好歹为这个坛留下点什么。

那么废话少说，现在开始吧，无用，非应试与太过基础的点便跳过，公式暂时保留为原态避免 每一次更新都有全部打一遍补丁..

一、H原子光谱

在一根真空管中冲入少许氢气，用高压电极激发可得到一系列波长变化不连续的光谱，即氢原子光谱。

之所以这些光谱不连续，是因为它们的产生是由于电子由多个固定能量的激发态向能量低的轨道跃迁时放出能量是固定的，即光子的能量是固定的。

H在基态时电离能为13.6eV。

这一块的计算在化学卷子上几乎看不到，便不多赘述。

二、四大量子常数(这一块好像不太重要，但是很有趣)

1、主量子常数$n$：它决定电子在哪一层，即$1s^{2}2s^{2}2p^{2}$中大写的数字$"1" "2"$

2、角量子常数$l$：决定电子的取向，与电子云性状相关，即上面的字母"s" "p"

3、磁量子常数$m$：是向量，取值与l相关，为$0,±1,±2.....$，角动量l的轨道有$2l+1$个取值。但一个亚层（如$2p$)被填满时，这些磁矩刚好相互抵消，形成一个完美的球形。表现为我们经常画的2p ↥↧ ↥↧ ↥ 里面的横线，或者是那几个大家很熟悉的电子云示意图。

4、自旋量子数$s$与自旋磁量子数$m^{}{s}$

取值只有±$1/2$，大概就是箭头的指向吧。

三、屏蔽效用与钻穿效应

    出现在基态多电子原子的电子排布规则中，那就不得不先提一下Pauli原则,能量最低原则,Hund规则与补充

Pauli原则：一个原子轨道最多可排2只电子，且他们的自旋方向一定相反。

能量最低原则:在不违背Pauli的前提下，电子优先选择能级较低的轨道，使得整个原子能量最低。

Hund规则与补充:在前两条的基础上，在相同的能级里，电子尽可能分布在不同的轨道上，且自旋方向相同。

补充:能级高低相同的轨道上全充满或半充满时同一$l$的轨道加在一起会形成一个完美的球形，获得额外的稳定性。

原子轨道能量高低/能级交错为课内内容，这里不多赘述。

    (重点)屏蔽效应:

在多电子原子中，计算电子受到原子核的实际作用时不能简单的$E_i=rac{Z^{2}}{n^{2}}×13.6eV，需要考虑其他电子对该电子的屏蔽作用$σ$，修正后的等式为$Z^{*}=Z-σ$

$σ$即屏蔽常数，计入规则:

1.外层电子不屏蔽内层电子

2.同个$n$记为$0.35$，若是$1s$层电子则记为$0.30$

3.相邻$n$的$s,p$层每个电子记为$0.85$，$d,f$每个电子记为$1$

4.更内层每个电子记为$1$

例：Na的$3p^{1}$，$σ=8×0.85+2×1=8.8$，$Z^{*}=11-8.8=2.2$

    钻穿效应

在多电子原子中，$n$相同$l$不同时，电子云的径向分布不同，电子穿过内层回到核附近 以回避$σ$的能力也不同，从而产生能量不同的现象。

钻穿能力:$ns$ > $np$ > $nd$ > $nf$

为能级分裂的原因。

四、元素基本性质与元素周期率

1.原子半径：略

   镧系收缩：论坛搜索相关吧，芥很难用几句话描述，具体还是与$σ$有关

2.电离能与电负性

第一电离能定义为气态原子失去一个电子形成气态$+1$价离子需要吸收的能量，第二第三以此类推。

同一族自上而下递减，同一周期自左而右递增，依然需要考虑鑭系收缩效应

电子亲核能能定义为气态原子得到一个电子形成气态$-1$价离子需要吸收的能量，一般第一为正数，其他为负数，因为原子结合电子后会带负电。

变化规律基本相同，但第二周期的电子亲核能往往小于第三周期，因为第二周期的原子半径太小导致电子间斥力会大一些。

得电子不钻穿，失电子优先外围！！（即得电子先$4s$再$3d$，失电子先$4s$再$3d$)

   1.离子键

离子键可理解为球形的带电粒子相互吸引形成，无饱和性和方向性，因此离子键能量无法用"键能"表示，而是用"晶格能"。

晶格能的定义为$1mol$离子晶体解离为气体离子所吸收的热量，但是这一些$Q$不方便测量，利用盖斯定理设计出的伯恩-哈勃循环可解决这个问题。

▽如图为固体$Na$与$Cl_2$反应生成$NaCl$的伯恩-哈勃循环▽

这里除了$H^{}{f}$之外的其他数值均可通过实验测得。

晶格能本质上就是正负离子的静电作用带来的势能，也可以用库仑定理来进行计算，不过芥目前还没见过用这个式子计算的题目，了解一下即可～

$U=-V(r^{}{0})=rac{N_A·A·Z_1·Z_2·e^{2}}{4πε_0·r_0}·(1-n^{-1})$

2.共价键

传统Lewis理论认为:分子中原子间可以通过共享电子对的方式 让每一个原子都能达到"惰性气体"的电子结构 而形成的化学键称之为共价键，这样的分子被称为共价分子。

表示方式常用画起来很好看的"点"围绕原子符号来表示，用短线代表成键电子。虽然规则很简单，但是还是整理在这里。

八隅体规律:

1.计算分子(离子)最外层电子数$n$，保证所有价电子都出现

2.画出分子(离子)的骨架结构，确定中心原子与端基原子，用短线相连(每根短线代表2只电子)

3.根据成键情况得出骨架连接用掉的电子数$m$，显然是小于等于$n$的，将剩余电子先分配给端基原子直至充满8个电子，剩下的给中心原子。

4.检测中心原子数，若不是8，则移动端基原子对于中心原子共享(即成π键)

不过通常不用一步一步慢慢推，可以直接从原子的角度出发，记住常见的原子的成键数就好。

共振式

举例$SO_2$，若按照上面的规则画出来中间的S与两边的O一个成单键，一个成双键，但是通过一些手段测得的数据表示该分子中只存在一个键能值，而且它大于氧硫单键小于氧硫双键，这也就意味着这根键处于二者之间。过去的学者不愿意创造出过于复杂的符号便把两个都写出来并用双箭头连接，表示该物质真实情况处于二者之间，体现电子的离域性。常见于有机化学中。挺直观的就不放图片啦

形式电荷

为了更精准地描述Lewie结构，依旧是上面的例子，在$S$上加上一个带+的小圆圈，在成单键的$O$上加上带-的即可

意义与局限性：第一个对分子贴切的直观模型，但是没有认识到化学键的本质，仅在前三个周期能用，还不能解释顺磁性物体的孤电子

(比如$O_2$，之前有个朋友为了跟老师争辩氧气中有没有单电子还跟老师吵了一架，传奇化竞左脑肘击右脑这一块..)

价键理论   重点！！！