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IB 化學/定義

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IB 化學選修定義

主題 1 - 化學計量學

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  • 絕對零度是開氏溫標上的零度,0 K(在攝氏溫標上,這是 -273 °C)
  • 阿伏伽德羅常數:12g 12C 中的粒子數。6.022 x 10^23
  • 原子質量:單個原子的質量
  • 化學反應:一種反應,其中反應物的鍵斷裂,產物的鍵形成,反之亦然,導致反應體系與其周圍環境之間發生能量變化。
  • 化合物:兩種或多種型別的原子透過化學鍵結合在一起。
  • 濃度:溶質在單位體積中的量的量度
  • 元素:元素只包含一種型別的原子。
  • 過量:反應物比與所有限量反應物反應所需的量多。
  • 經驗式:透過實驗獲得的式子,顯示物質中每個元素原子的最簡單整數比。
  • 式量:該物質一個式量單位的質量
  • 結構式:顯示分子中原子和鍵的排列。
  • 非均相混合物:其成分不均勻,因此其性質在整個混合物中變化。
  • 均相混合物:在整個混合物中具有均勻的成分和均勻的性質。
  • 離子:原子或分子,其中質子的總數不等於電子的總數。
  • 限量反應物:決定理論上可形成的最大產物量的反應物。
  • 摩爾質量:一摩爾物質的質量。
  • 摩爾:含有與阿伏伽德羅常數相等的指定物種數量的物質量。
  • 分子量:該物質一個分子的質量
  • 混合物:物理上混合的純物質。
  • 純物質:具有恆定成分的物質
  • 溶質:溶解在另一種物質(溶劑)中的物質
  • 溶劑:溶解另一種物質(溶質)的物質
  • 百分比產率:實驗產率佔最大理論產率的百分比。
  • 產率:產物的量。

主題 2 和 12 - 原子結構

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  • 原子發射光譜:由於單個元素提供能量而產生的特徵線光譜。當能量供應給原子時,e- 從其基態激發到更高的能級。e- 從更高能級下降到更低能級,會發射能量,這可以在光譜中觀察到。由於 e- 只能存在於固定的能級,因此發射中的能量對於每種型別的原子都是特徵性的。光譜的高能量端,譜線趨於收斂,因為能級本身是收斂的。
  • 原子序數:原子核中質子的數量。
  • 泡利不相容原理:兩個佔據同一個軌道的電子必須具有相反的自旋。
  • 洪特規則:同一亞層中的軌道首先被單電子填充,並且具有平行的自旋
  • 第一電離能:在基態下,從一摩爾氣態原子中移除一摩爾電子以產生一摩爾氣態離子所需的能量。在一個週期中增加(由於核吸引力的增加),除了輕微的下降(由於 e- 開始配對到軌道中  更大的電子斥力)。在一個族中下降(由於能級數量增加  電子遮蔽增加)。
  • 同位素:相同的元素具有不同的中子數,相似的化學性質但不同的物理性質
  • 線光譜:可見光連續光譜的一部分,可以在電子躍遷期間的某些波長的發射或吸收期間看到。
  • 質量數:核子總數。
  • 質譜儀:一種用於確定相對原子質量及其相對丰度的裝置。由

**汽化器(樣品在其中汽化),**電離器(原子在那裡被高能 e- 轟擊  e- 被撞出原子。實際上,只形成帶 +1 電荷的離子),**加速器(電場在那裡加速它們),**偏轉器(磁場在那裡偏轉它們;質量越小,電荷越高,偏轉越大)和**探測器(測量離子的質量和相對量)。

  • 軌道:原子核周圍的空間區域,在任何給定時間最多可容納兩個 e-。軌道的型別有 s(球形)、p(啞鈴形)、d 和 f。
  • 泡利不相容原理:兩個佔據同一個軌道的電子必須具有相反的自旋。
  • 相對丰度:元素同位素的自然丰度百分比。
  • 相對原子質量:相對於 12C 的元素所有天然同位素的加權平均值。無單位。
  • 自旋:電子的一個量子性質,可以想象成電子繞軸自旋。
  • 亞層:在主能級中具有相同能量的一組軌道。一個 s 亞層包含一個 s 軌道;一個 p 亞層包含 3 個 p 軌道;一個 d 亞層包含五個 d 軌道;f 包含 7 個 f 軌道。
  • 價電子:最高主能級中的 e-。

主題 3 和 13 – 週期性

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  • 鹼金屬:第 1 族元素。金屬鍵強度隨著原子變大而減弱。
  • 陰離子:帶負 (-) 電荷的離子。在一個週期中尺寸減小,因為它們是等電子但具有增加的核電荷。包含比其母原子更多的 e-,因此它們的尺寸更大。
  • 原子半徑:兩個相同元素的兩個成鍵原子核之間距離的一半。在一個週期中減小,因為核電荷增加。在一個族中增加,因為能級數量增加。
  • 催化劑:在反應結束時可以回收,保持不變的物質,可以提高反應速率。過渡金屬催化劑的例子:Haber 法中使用 Fe;接觸法中使用 V2O5;氫化反應中使用 Ni;過氧化氫中使用 MnO2。
  • 陽離子:帶正 (+) 電荷的離子。在一個週期中尺寸減小。包含比其母原子更少的 e-,因此它們的尺寸更小。
  • 氯化物:Na 和 Mg 的氯化物具有離子結構,而第 3 週期元素的其餘氯化物均具有簡單的共價結構。不過,Al2Cl6 可以充當不良導體。NaCl 溶於水會形成中性溶液,MgCl2 會形成弱酸性溶液,而其他所有氯化物都會與水劇烈反應,產生 HCl 的酸性溶液以及氯化氫的煙霧。
  • 有色配合物:配合物是一種化合物,其中分子或離子形成配位鍵到金屬原子或離子。顏色是由於 e- 在不同 d 軌道之間的躍遷。
  • 配位數:與金屬離子配位的孤對的數量。Cl- 通常形成 4 個配位鍵,CN- 形成 6 個,H2O 形成 6 個,NH3 形成 4 個或 6 個。
  • d-d 躍遷:e- 從兩個能級組中的較低能級組激發到較高能級組。當配體接近金屬時,五個 d 軌道分裂。兩個能級之間的能量差對應於可見光的波長,因為入射光會導致特定波長的能量被從較低能級激發到較高能級的 e- 吸收。d 軌道分裂的量將決定確切的顏色。
  • 簡併:具有相同的能量。在自由離子中,五個 d 軌道是簡併的。
  • 電負性:原子在與另一個原子形成共價鍵時對共享電子對的相對吸引力的量度。與原子的尺寸成反比。F,氟,是最具電負性的元素。
  • 族:具有相同數量的價電子的元素。
  • 滷離子:鹵素的離子。可以透過新增硝酸銀來檢測它們的存在。AgCl 是白色的,AgBr 是米色的,AgI 是黃色的。鹵化銀與光反應生成銀金屬。
  • 等電子:包含相同數量的 e-。
  • 配體:含有非鍵合電子對的物種,能夠形成配位/配位共價鍵
  • 熔點:取決於元素的結構和將原子結合在一起的吸引力的型別。在週期中增加,而遵循表現出金屬鍵的元素(由於隨著價電子數量的增加,鍵強度增加)。週期的最高熔點在於大分子共價結構(具有非常強的鍵)。對於僅在它們之間具有範德華力的簡單分子結構的元素,熔點急劇下降。惰性氣體具有最低的熔點,它們是單原子的。在第 1 族中,隨著原子變大,金屬鍵強度減弱,熔點降低。在第 7 族中,隨著摩爾質量增加,範德華力增加,熔點增加。
  • 準金屬:一種元素,它具有一些金屬的性質和一些非金屬的性質。雖然金屬氧化物往往是鹼性的,非金屬氧化物往往是酸性的,但準金屬氧化物如氧化鋁可以是兩性的。
  • 氧化物:金屬氧化物是離子性的(解釋了電導率、熔點和沸點),與水反應形成鹼性溶液。SiO2 是共價大分子,其餘氧化物是簡單共價的。第 3 週期元素的氧化物從 Na2O 到 P4O10 和 P4O6 都是固體,而 SO3 和 Cl2O7 是液體,SO2 和 Cl2O 在 25 C 下是氣體。Al2O3 和 SiO2 不與水反應,但 Al2O3 可以根據它與鹼或酸反應而表現出兩性。其餘氧化物是酸性的。
  • 週期:具有相同價電子外殼的元素。
  • 週期性:不同週期元素所表現出的物理和化學性質的重複模式。
  • 結構,巨型共價:非常硬但脆。非常高的熔點和沸點。在任何狀態下都不能導電。不溶。
  • 結構,巨型離子:硬但脆。高熔點和沸點。熔融或水溶液時導電,但固體時不導電。
  • 結構,巨型金屬:可延展,不可脆。熔點和沸點取決於價電子的數量。良好的導電性。
  • 結構,分子共價:通常柔軟且可延展,除非氫鍵。低熔點和沸點。在任何狀態下都不能導電。通常溶於非水溶劑,除非它們可以與水形成氫鍵。
  • 過渡元素:在一種或多種氧化態中具有不完整的 d 亞層級的元素。由於它們可以存在於多種氧化態(除 Ti 外,所有元素都具有 +2 的氧化態),因此它們通常是高效的催化劑。形成有色配合物。

主題 4 和 14 – 鍵合

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  • 同素異形體:當元素可以以不同的晶體形式存在時發生,例如在碳中,碳可以以石墨、富勒烯(足球烯)和金剛石的形式存在。金剛石非常堅硬,因為由 sp3 雜化碳原子組成的分子中沒有弱點平面。在石墨中,碳原子是 sp2 雜化的。三個 σ 鍵後剩餘的 e- 是離域的,導致石墨是極好的潤滑劑和良好的電導體。
  • 鍵長和強度:取決於兩個原子核對共享電子的吸引力。通常,鍵越強,其長度越短。
  • 鍵極性:由元素之間電負性差異引起的極性。差異越大,極性越大。
  • 鍵,π:π 鍵。透過 p 軌道的側面重疊形成的徑向鍵,電子密度集中在穿過兩個原子核繪製的直線之上和之下。雙鍵有一個 π 鍵,而三鍵有兩個,它們彼此垂直。
  • 鍵,σ:σ 鍵。透過來自兩個不同原子的原子軌道的頭對頭/頭對頭重疊形成的軸向鍵,沿著穿過兩個原子核繪製的直線,電子密度集中在直線上。單鍵、雙鍵和三鍵都具有一個 σ 鍵。
  • 共價鍵:透過共享電子進行的鍵合。電子被共享並被兩個原子核吸引,從而導致兩個原子之間形成方向鍵。
  • 配位鍵:一個鍵,其中兩個電子都來自其中一個原子。也稱為配位鍵。
  • 離子鍵:透過電子從一個原子轉移到另一個原子以形成具有完整外殼的離子而形成的鍵。在離子化合物中,+ 和 - 離子透過它們之間的靜電力相互吸引,並形成強晶格。具有相對較高的熔點。離子鍵發生在電負性差異很大(>1.8)的元素之間。
  • 電導率:物質傳導電流的程度。必須具有可以自由移動的電子或離子。
  • 離域:一對電子被兩個以上原子共享。
  • 力,偶極-偶極:極性分子之間永久的靜電吸引力。比範德華力強。
  • 力,氫鍵:當氫直接與高電負性元素(N、F 或 O)鍵合時發生。比偶極-偶極力強。
  • 力,範德華力:由於電子擴散的暫時不均勻而產生的暫時偶極力。最弱的分子間力。隨著摩爾質量的增加而增加。
  • 形式電荷理論
    • 如果化合物是共價的,則處理整個分子;如果是離子性的,則分別處理每個離子。
    • 確定可用的價電子總數。
    • 排列原子,使中心原子(通常是最電負的)周圍是配體。
      • i) 中心原子和每個配體原子之間的一對電子。
      • ii) 每個配體上的三對電子(氫除外)。
      • iii) 中心原子周圍剩餘的電子對。
    • 計算中心原子的形式電荷。應該等於物種的電荷,否則形成一個與具有最多 - 形式電荷的配體原子形成的多重鍵。重複步驟 5。
  • 形式電荷:原子原產電子的假設測量值。F = V - (n + b/2),其中 V 是價電子,n 是孤對電子,b 是作為鍵共享的電子。
  • 雜化:軌道的組合,以建立新的軌道,這些軌道在鍵合方面更具能量可行性。sp3 雜化的鍵具有 cos-1(-1/3) ≈ 109.5° 的規則鍵角,sp2 具有 cos-1(-1/2) = 120°,sp 具有 cos-1(-1) = 180°。
雜化型別 σ 鍵 孤對電子 分子形狀 鍵角 軌道形狀
Sp 2 個 σ 鍵 0 個孤對電子 線性 180° 線性
Sp2 3 個 σ 鍵 0 個孤對 平面三角形 120° 平面三角形
Sp2 2 個 σ 鍵 1 對電子 彎曲/ V 形 小於 120° 平面三角形
Sp3 4 個 σ 鍵 0 個孤對電子 四面體 109.5° 四面體
Sp3 3 個 σ 鍵 1 對電子 三角錐形 略小於 109° 四面體
Sp3 2 個 σ 鍵 2 個孤對電子 彎曲/ V 形 略小於 109° 四面體
  • 路易斯結構:顯示分子中電子排列的圖。通常只顯示價層。
  • 金屬鍵:金屬中的價電子從單個原子中分離出來,因此金屬由一個緊密堆積的 + 離子晶格和一個“電子海”組成。吸引力是在離子與電子之間,而不是在離子之間,這意味著金屬是可延展的和可延展的。
  • 分子極性:取決於鍵極性和對稱性。
  • 共振雜化體:從在不同位置等效地繪製多重鍵的可能性產生的結構。可以透過離域更好地解釋。
  • 溶解度:一種物質在另一種物質中溶解的程度。“相似相溶”。
  • VSEPR 理論:價層電子對互斥理論。指出電子對在中心原子周圍排列,使它們彼此儘可能遠離。孤對電子之間的排斥力大於鍵合對之間的排斥力。

主題 5 – 物質的狀態

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  • 氣體:粒子間隔很大,完全充滿容器。
  • 理想氣體:滿足 pV = nRT 關係的氣體。
  • 液體:體積固定,佔據容器的形狀。
  • 麥克斯韋-玻爾茲曼分佈:顯示分子動能分佈的圖表。
  • 摩爾體積:在 273 K 和 1 atm 下,一摩爾任何氣體將佔據 22.4 dm3。
  • 固體:具有固定的形狀和固定的體積。粒子透過分子間力保持在一起,處於固定位置。

主題 5 和 15 – 能量學

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  • 鍵焓:將氣態原子鍵斷裂為其組成氣態原子時的平均焓變。
  • 玻恩-哈伯迴圈:離子化合物形成的能量迴圈。如果理論值和實驗值之間存在很大差異,這可能表明存在一定程度的共價性。ΔHf = ΔHat(1) + ΔHat(2) + ΔHIE(1) + ΔHEa(2) - ΔHLatt
  • 量熱法:測量反應焓變的裝置。在簡單的量熱計中,放熱反應中釋放的所有熱量都用於提高已知質量的水的溫度。
  • 電子親和力:在氣態時向孤立原子新增一個電子時的焓變。
  • 吸熱:能量被吸收的反應。ΔH 為 +。反應物比產物更穩定。
  • 焓:反應物中儲存的內能。只有焓的變化可以測量。
  • 熵:衡量系統混亂程度的指標。絕對熵可以透過狀態存在的機率來確定。導致熵增加的因素:1) 氣體分子摩爾數增加;2) 物質從固態轉變為液態或從液態轉變為氣態。
  • 放熱反應:釋放能量的反應。ΔH 為負值。產物的穩定性高於反應物。
  • 吉布斯自由能:反應自發進行,吉布斯自由能必須為負值。ΔG = ΔH – TΔS
  • 熱量:衡量一定量物質中總能量的指標。
  • 蓋斯定律:反應的焓變僅取決於產物的焓值和反應物的焓值之差,與反應途徑無關。
  • 晶格焓:將一摩爾晶體固體轉化為其氣態離子所需的吸熱過程,或其逆過程,即放熱過程。晶格焓隨著離子尺寸的減小和電荷的增加而增加。
  • 自發反應:具有自然發生趨勢的反應。
  • 標準狀態:298 K 和 1 atm。
  • 溫度:衡量平均動能的指標。

能量定義

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需要注意的是,許多能量定義可以從反方向考慮,相應的能量符號也會改變。鍵形成 = 放熱 ΔH 為負值,鍵斷裂 = 吸熱 ΔH 為正值。

  • 標準汽化焓:使一摩爾液體汽化所需的能量。
  • 原子化焓:在標準狀態下,使一摩爾元素生成一摩爾氣態原子所需的能量。
  • 鍵解離焓:在標準狀態下,斷裂或形成一摩爾特定鍵時的能量變化。
  • 標準鍵焓:在標準狀態下,斷裂或形成一摩爾共價鍵時的平均能量變化。
  • 燃燒焓:一摩爾化合物在過量氧氣中完全燃燒時釋放的能量。
  • 標準生成焓:在標準狀態下,由其組成元素的標準狀態生成一摩爾化合物時的能量變化。
  • 標準溶解焓:在標準狀態下,將一摩爾物質溶解在無限量水中時的能量變化。
  • 標準脫水焓:將一個粒子從氣態無限分離狀態帶到水性晶格中的位置時的能量變化。
  • 電離能:從一摩爾處於基態的氣態原子中移除一摩爾電子以生成一摩爾氣態離子所需的能量。
  • 晶格焓:將一摩爾離子物質分解為其組成離子,並在無限分離狀態下進行時的能量變化。
  • 水合焓:將一摩爾氣態離子溶解在水中,形成無限稀釋溶液時的能量變化。
  • 溶解焓:將一摩爾固體結晶/離子物質溶解在水中,形成無限稀釋溶液時的能量變化。

主題 7 和 17 - 平衡

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  • 封閉系統:既不能損失也不能獲得物質或能量的系統。平衡永遠不會發生在非封閉系統中。
  • 接觸法:合成硫酸的過程,其中 V2O5 用作催化劑。
  • 平衡常數:對於反應 aA + bB  cC + dD,其中小寫字母表示係數,大寫字母表示反應物,平衡常數為 [C]c[D]d/[A]a[B]b。單位可變。
  • 動態平衡:正向反應速率和逆向反應速率相等的平衡。
  • 哈伯法:合成氨的過程,其中 Fe 用作催化劑。
  • 最佳溫度:對於像哈伯法這樣的放熱反應,最佳溫度是在產率和速率之間取得的最佳平衡。
  • 均相反應:所有參與反應的物質都處於同一相的反應。

勒沙特列原理:如果平衡受到外界條件的影響,平衡將向減小這種影響的方向移動。

  • 相平衡:汽化速率等於凝聚速率時。
  • 蒸汽壓:蒸汽的分壓。當液體的蒸汽壓等於外部壓力時,就會發生沸騰。分子間作用力越強,在特定溫度下的蒸汽壓越低。

主題 8 和 18 - 酸和鹼

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  • 酸的性質:與

**指示劑;**鹼反應,形成中和反應(與氫氧化物和金屬氧化物形成鹽和水;與氨形成鹽);**反應性金屬(在反應性順序中比銅高的金屬)(形成鹽和氫氣);**碳酸鹽和碳酸氫鹽(形成鹽、CO2 和水)。

  • 兩性物質:可以表現出鹼和酸的性質,取決於它與鹼還是酸反應。
  • 布朗斯特-勞裡:酸被定義為質子供體,而鹼被定義為質子受體。
  • 緩衝溶液:在加入少量酸或鹼時,可以抵抗 pH 變化的溶液。當加入少量酸時,過量的 H+ 離子會導致平衡向左移動,從而平衡這種差異。當加入少量鹼時,OH- 離子會與 H+ 離子反應形成水。[H+] 的減少透過平衡向右移動來補償。鹼性緩衝溶液反之亦然。緩衝溶液可以透過多種方法制備

**強鹼 + 過量的弱酸;**強酸 + 過量的弱鹼;**弱酸 + 相同酸的鹽;**弱鹼 + 相同鹼的鹽。

  • 電荷密度:電荷量除以尺寸。
  • 濃度:每立方米溶液中溶質的摩爾數很高。
  • 電導率:溶液越離解成其離子,其電導率就越大。
  • 共軛:酸失去質子後剩餘的物質(共軛鹼)或鹼獲得質子後剩餘的物質(共軛酸)。pKa + pKb = pKw
  • 二元酸:一摩爾硫酸會產生兩摩爾氫離子,例如 H2SO4。
  • 終點:指示劑顏色變化最快的點。
  • 等摩爾:包含相等濃度的。
  • 等當點:酸和鹼的摩爾量相等。正好足以相互反應。
  • 指示劑:一種弱酸或弱鹼,其中解離形式的顏色與未解離形式的顏色不同。當 [In-]  [HIn] 時,終點發生,假設顏色在該條件下發生變化。理想情況下,終點對應於滴定中的等當點。
  • 路易斯理論:酸被定義為電子受體(例如 BF3),而鹼被定義為電子供體(例如 NH3),透過配位鍵。
  • 一元酸:一摩爾酸會產生一摩爾氫離子,例如 HCl。
  • pH:氫離子濃度的負對數。-log [H+]
  • 鹽水解:鹽被水分解的過程。鹽的酸性取決於

1)其來源(從強酸和弱鹼衍生的鹽在溶液中呈酸性,考慮到弱鹼的離子會結合,留下過量的 H+。強酸不會結合,因為它完全離解,根據定義。強酸和弱鹼反之亦然);2)陽離子的電荷密度(高電荷密度導致對圍繞離子六個水分子之一的孤對電子的強烈吸引,在此過程中,水分子失去一個氫離子,即使溶液呈酸性)。

  • 強酸或強鹼:完全離解成其離子的酸或鹼。Ka >> 1。一些強酸:鹽酸、硫酸、硝酸(比其他兩種弱)。強鹼:鹼金屬的氫氧化物。
  • 滴定:一種用於定量測定溶液濃度的技術。考慮當將 90% 的所需鹼加入到要中和的 1M 強酸時。只有 10% 的酸剩餘,這意味著 0.01M,給出 pH 為 2。當加入 99% 時,pH 為 3,依此類推。
  • 水的離子積:水離解成其離子的平衡常數,其中 [H2O] 被認為是恆定的。隨著溫度的升高,Kw 的值也會增加,因為離解是一個吸熱過程。pKw
  • 弱酸或弱鹼:僅部分離解成其離子的酸或鹼。Ka << 1。一些弱酸:乙酸、碳酸。* 弱鹼:氨、氨基乙烷。

主題 9 和 19 - 氧化還原

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  • 陽極:發生氧化反應的地方。在電解過程中,它是 + 極,陰離子被吸引到這裡。

陰極:發生還原反應的地方。在電解過程中,它是 - 極,陽離子被吸引到這裡。

  • 電解:電流透過電解質的過程。放電量受以下因素影響:1) 電流;2) 離子電荷;3) 電解時間。
  • 電解質:一種固態時不導電,但熔融或水溶液時能導電的物質,並在該過程中發生化學分解。
  • 電解池:透過提供來自外部電源的電能,使非自發氧化還原反應發生的裝置。
  • 電鍍:透過電解在一種金屬上鍍一層薄薄的另一種金屬的過程。
  • 半電池:金屬與其自身離子水溶液接觸形成的電池。
  • 氧化數:

a) 元素:0;b) 離子:其電荷;c) 氧:-2(過氧化物除外,為-1);d) 氫:+1(金屬氫化物除外,為-1);e) 氟:-1。

  • 氧化:失去電子、得到氧、失去氫或氧化數增加的過程。
  • 氧化劑:一種容易氧化其他物質的物質。氧化劑本身被還原。一般來說,氧化數越高,氧化劑的氧化能力越強。
  • 反應活性:衡量物質獲得或失去電子的容易程度。還原劑或氧化劑越強,其反應活性越高。
  • 氧化還原反應:一種發生電子轉移的反應,即還原和氧化同時發生。
  • 還原劑:一種容易還原其他物質的物質。還原劑本身被氧化。
  • 還原:得到電子、失去氧、得到氫或氧化數降低的過程。
  • 鹽橋:允許伏特電池中離子自由移動。浸泡在飽和 KNO3 溶液中的紙張就是一個鹽橋的例子。
  • 簡寫符號:用於伏特電池。例如:Cu(s)/Cu2+(aq) || H+(aq) / H2(g)
  • 標準條件:298 K,1 atm,1.0 M。
  • 標準電極電勢:測量電勢無法直接進行,因為這會干擾正在研究的體系。然而,可以透過將一個半電池的電極電勢與另一個半電池的電極電勢進行比較來進行測量。根據慣例,氫半電池的電勢被任意規定為 0 V。
  • 標準電動勢:兩個半電池的標準電極電勢之間的差值。Ecell
  • 標準氫電極:被任意指定為零電勢。電極由一根浸入 1 M 鹽酸溶液中的惰性金屬(如鉑)組成,在該溶液中通入 1 atm 的氫氣。鉑黑(一種非常細分的鉑)催化電極平衡。
  • 伏特電池:兩個不同的半電池連線在一起,使氧化還原反應過程中轉移的電子產生電能。電子在最容易被氧化的半電池處產生。

主題 10 和 20 – 有機化學

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  • 酸性:羧酸是弱酸,因為酸陰離子的負電荷可以在三個原子之間離域,不易吸引 H+ 離子。胺是弱鹼。可以被視為 NH3 的取代化合物。
  • 伯醇:鄰碳原子(羥基旁邊的碳原子)上有兩個氫原子。可以被氧化為醛(透過失去氫原子),然後被氧化為羧酸(透過得到氧原子)。乙醇可以透過橙色的 Cr2O72- 離子被氧化為乙醛,而 Cr2O72- 離子本身被還原為綠色的 Cr3+ 離子。
  • 仲醇:鄰碳原子上有一個氫原子。可以被氧化為酮(透過失去氫原子)。
  • 叔醇:鄰碳原子上沒有氫原子。不能被進一步氧化。
  • 苯:六邊形結構,具有離域的 π 鍵。進行取代反應而不是加成反應。
  • 沸點和熔點:取決於分子間作用力。分子間作用力越大,熔點和沸點越高。
  • 溴化:當加入到烯烴中時,黃色/橙色的溴會因加成反應而褪色。用於測試烯烴。
  • 碳正離子:碳原子帶有大部分正電荷的陽離子。可以在 SN1 取代反應中形成。
  • 碳:第 4 族元素,總是形成 4 個共價鍵,因為它在價層中有 4 個電子。
  • 手性中心:一個不對稱的碳原子,即它有四個不同的官能團連線到它。
  • 順式異構體:幾何異構體,其中相似的基團位於雙鍵的同一側。通常是極性的。
  • 縮合反應:兩個分子在失去一個小分子(通常是水)的情況下結合在一起的反應。
  • 脫水:失去水。醇在與濃硫酸迴流時可以脫水。由於硫酸是氧化劑,因此它能夠與產物發生反應,因此經常使用磷酸代替硫酸。
  • 對映異構體:參見異構體,光學。
  • 氫環境:氫原子周圍的直接環境(鄰近和下一個碳原子)。
  • 酯化:醇和羧酸轉化為酯和水的過程,通常伴隨酸催化。
  • 異裂:鍵斷裂,其中兩個原子中電負性更強的那個原子獲得鍵中的兩個電子。
  • 均裂:鍵斷裂,其中每個原子獲得鍵中的一個電子,形成自由基。
  • 碎片化模式:質譜儀中電子撞擊形成離子時產生的多餘能量,通常會導致分子發生碎片化。碎片的質量可以指示原始分子結構的細節。
  • 自由基:由於均裂而含有至少一個未配對電子的物種。非常活潑。
  • 官能團,醇:-OH。IUPAC:-醇。
  • 官能團,醛:-CHO。IUPAC:-醛。
  • 官能團,烷烴:沒有官能團。IUPAC:-烷。
  • 官能團,烯烴:C=C。IUPAC:-烯。
  • 官能團,醯胺:-CONH2。IUPAC:-醯胺。
  • 官能團,胺:-NH2。IUPAC:氨基- 或 -胺。
  • 官能團,羧酸:-COOH。IUPAC:-酸。
  • 官能團,酯:-COO-。IUPAC:烷基酸-酸酯,例如甲基丙酸酯。來源於羧酸和醇。由於它們具有特徵性氣味,因此經常用作香料。
  • 官能團,醚:-O-。
  • 官能團,滷代烷烴:-X(即-Cl,-Br,-I)。IUPAC:滷代-。
  • 官能團,酮:-CO-。IUPAC:-酮。
  • 伯滷代烷烴:滷代烷烴,其中只有一個烷基連線到與鹵素鍵合的碳原子。
  • 叔滷代烷烴:滷代烷烴,其中有三個烷基連線到與鹵素鍵合的碳原子。
  • 同系物:一組可以用通式描述的化合物。具有相似的化學性質,但物理性質逐漸變化。當所有其他因素保持不變時,摩爾質量增加意味著分子間作用力增加。通常,長碳鏈可以抵消極性末端的影響,導致分子是非極性的。
  • 水化:加水。乙醇可以透過水與乙烯加成而形成。
  • 烴:僅包含碳和氫的化合物。
  • 氫化:加氫。可用於減少人造黃油中多不飽和植物油中的雙鍵數量,使其在室溫下成為固體。
  • 水解:分子被水分解的過程。
  • 異構體:具有相同分子式但不同的化合物。

官能團異構體:異構體包含不同的官能團。

  • 烴鏈異構體:烴鏈結構不同的異構體。
  • 光學異構體:分子及其映象在光學活性方面表現出差異的異構體。當存在一個或多個手性中心時發生這種情況。
  • 位置異構體:官能團位置不同的異構體。
  • 立體異構體:分子中原子空間排列不同,因此具有不同的 3D 形狀的異構體。細分為幾何異構體和光學異構體(對映異構體)。
  • 結構異構體:原子具有完全不同的結構式的異構體。細分為位置異構體、烴鏈異構體和官能團異構體。
  • 爆震:早燃,是由大量自由基引起的。辛烷值越高,爆震發生的可能性就越小。爆震也可以透過抗爆劑(如鉛)來減少。不幸的是,鉛排放到大氣中是有毒的。
  • SN1 機制:滷代烷烴發生親核取代反應的單分子過程。一個兩步機制:一個速率決定步驟,其中碳正離子和鹵素之間的鍵斷裂,然後一個步驟,其中親核試劑被碳正離子吸引。比 SN2 速度更快,因為中間體碳正離子的形成速度快於涉及相對高活化能的過渡態的 SN2 路線。
  • SN2 機制:滷代烷烴發生親核取代反應的雙分子過程。機制涉及形成涉及兩個反應物的過渡態。
  • 單體:聚合物的組成部分。
  • 親核試劑:根據 Siw 的說法,“親核”。在有機化學反應中捐贈電子對的物種。親核試劑也是路易斯鹼。典型的親核試劑是 CN-、OH- 和 NH3。
  • 親核取代:滷代烷烴與親核試劑反應發生的取代反應。速率取決於

**鹵素原子的性質(原子反應性越低,與 C 的鍵越弱,它越容易反應);**滷代烷烴的性質(叔滷代烷烴 > 仲滷代烷烴 > 伯滷代烷烴)。辛烷值:衡量汽油發動機燃料燃燒效率的指標庚烷被任意指定為 0 值,而異辛烷被指定為 100 的辛烷值。

  • 光學活性:可以使偏振光的偏振面在相反方向上旋轉。對映異構體是光學活性的。
  • 有機化學:碳化合物的化學。
  • 肽鍵:-C=ONH-。鍵是在一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基之間縮合反應形成的結果。
  • 二肽:兩個氨基酸連線在一起。
  • 寡肽:多個氨基酸連線在一起。
  • 多肽:超過 20 個氨基酸連線在一起。
  • 三肽:三個氨基酸連線在一起。

肽:由氨基酸透過肽鍵連線在一起形成的分子(透過縮合反應,其中水被丟失)。

  • 旋光儀:測量偏振光偏振面旋轉程度的儀器。
  • 聚合物:由單體組成的巨大分子。
  • 加成聚合:透過單體加成形成聚合物的過程。
  • 縮聚:透過具有兩個官能團的單體之間的取代反應形成聚合物的過程。
  • 重鉻酸鉀:K2Cr2O7。一種強氧化劑。
  • 加成反應:一種反應,其中反應物加成到 C=C 鍵上,將其轉化為 C-C 鍵。與水進行的加成反應需要 H2SO4 催化劑。與氫氣進行的加成反應使用 Ni 作為催化劑。
  • 取代反應:一種反應,其中一個基團被另一個基團取代。鹵代烴的取代反應是親核取代反應。苯不容易發生取代反應,因為它的 π 鍵是離域的。
  • 迴流:一種冷凝器,它使產生的任何蒸汽冷凝並返回燒瓶繼續反應。如果需要從伯醇氧化獲得羧酸,則必須在迴流下進行。另一方面,如果需要醛,則可以在生成後立即將其從反應混合物中蒸餾出來。
  • 飽和:僅包含單鍵。烷烴是飽和的。
  • 質譜法:根據質量分離離子。
  • 紅外光譜:透過將紅外光照射到分子中,使鍵吸收特定頻率的輻射,從而分析分子中存在的鍵。
  • 核磁共振波譜:分析氫環境以推斷分子的結構。用相對於 TMS 的 ppm 測量。
  • 反式異構體:幾何異構體,其中相似的基團位於雙鍵的不同側。通常是非極性的。
  • 不飽和:包含雙鍵。烯烴是不飽和的。可以透過溴化反應進行測試。
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