《化学思维导图必修二》

一、物质的组成、结构与性质

1.1 物质的分类

1.1.1 分类标准

• 纯净物与混合物：
  • 纯净物：由一种物质组成，有固定组成和性质。
  • 混合物：由两种或多种物质组成，无固定组成和性质。
• 单质与化合物：
  • 单质：由同种元素组成。
  • 化合物：由不同种元素组成。
• 金属、非金属、稀有气体：基于物理化学性质的区分。

1.1.2 重要物质的分类

• 酸、碱、盐、氧化物：定义、组成、性质。
  • 酸：电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物。
  • 碱：电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。
  • 盐：电离时产生金属阳离子（或铵根离子）和酸根离子的化合物。
  • 氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。

1.2 原子结构

1.2.1 原子构成

• 原子核：由质子和中子构成。
  • 质子：带正电，决定元素种类，原子序数等于质子数。
  • 中子：不带电，与质子共同决定原子核质量。
• 核外电子：带负电，绕原子核高速运动，决定元素化学性质。

1.2.2 核外电子排布

• 电子层：K、L、M、N层，能量依次升高。
• 电子排布规律：
  • 能量最低原理：电子优先占据能量最低的轨道。
  • 泡利不相容原理：每个原子轨道最多容纳两个自旋相反的电子。
  • 洪特规则：电子优先单独占据每个轨道，且自旋方向相同。
• 价电子：最外层电子，决定元素的化学性质。

1.2.3 元素周期律

• 周期：电子层数相同元素的横行。
• 族：价电子数相同元素的纵列。
• 元素性质的递变规律：
  • 金属性与非金属性：同一周期从左到右金属性减弱，非金属性增强；同一主族从上到下金属性增强，非金属性减弱。
  • 原子半径：同一周期从左到右原子半径减小；同一主族从上到下原子半径增大。
  • 电负性：描述原子吸引电子的能力。

1.3 化学键与分子结构

1.3.1 化学键的形成

• 离子键：金属元素和非金属元素之间，通过电子转移形成。
• 共价键：非金属元素之间，通过共用电子对形成。
  • 极性共价键：不同原子之间形成的共价键，电子对偏向电负性较大的原子。
  • 非极性共价键：相同原子之间形成的共价键，电子对不偏离。

1.3.2 分子结构

• 路易斯结构：用电子点表示分子中原子及其周围的电子。
• 分子空间构型：VSEPR模型预测分子构型。
  • 直线形：如CO₂。
  • 平面三角形：如BF₃。
  • 四面体形：如CH₄。
  • 三角锥形：如NH₃。
  • V形：如H₂O。

1.3.3 晶体类型

• 离子晶体：由离子键形成，硬度大，熔沸点高，导电性差。如NaCl。
• 原子晶体：由共价键形成，硬度极大，熔沸点极高，导电性差。如金刚石。
• 分子晶体：由分子间作用力形成，硬度小，熔沸点低，导电性差。如冰。
• 金属晶体：由金属键形成，硬度中等，熔沸点较高，导电性良好。如铜。

二、有机化合物

2.1 烃

2.1.1 烷烃

• 通式：CₙH₂ₙ₊₂
• 命名：根据碳链长度命名。
• 性质：取代反应，燃烧反应。

2.1.2 烯烃

• 通式：CₙH₂ₙ
• 命名：根据碳链长度和双键位置命名。
• 性质：加成反应，加聚反应，氧化反应。

2.1.3 炔烃

• 通式：CₙH₂ₙ₋₂
• 命名：根据碳链长度和三键位置命名。
• 性质：加成反应，氧化反应。

2.1.4 苯

• 结构：平面六边形，碳碳键介于单键和双键之间。
• 性质：取代反应，加成反应，氧化反应。

2.2 烃的衍生物

2.2.1 卤代烃

• 定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物。
• 性质：取代反应，消去反应。

2.2.2 醇

• 定义：烃分子中的氢原子被羟基（-OH）取代后的产物。
• 性质：取代反应，消去反应，氧化反应。

2.2.3 酚

• 定义：羟基直接与苯环相连的化合物。
• 性质：酸性，与FeCl₃溶液显色反应，取代反应。

2.2.4 醛

• 定义：含有醛基（-CHO）的化合物。
• 性质：氧化反应，加成反应。

2.2.5 羧酸

• 定义：含有羧基（-COOH）的化合物。
• 性质：酸性，酯化反应。

2.2.6 酯

• 定义：羧酸与醇发生酯化反应的产物。
• 性质：水解反应。

2.3 重要高分子化合物

2.3.1 概念

• 单体：构成高分子化合物的基本结构单元。
• 聚合反应：单体通过加成或缩聚反应形成高分子化合物的过程。
• 加聚反应：单体之间直接加成形成高分子化合物。
• 缩聚反应：单体之间脱去小分子（如水）形成高分子化合物。

2.3.2 常见高分子化合物

• 聚乙烯：由乙烯加聚而成。
• 聚氯乙烯：由氯乙烯加聚而成。
• 聚苯乙烯：由苯乙烯加聚而成。
• 天然橡胶：由异戊二烯加聚而成。
• 纤维素：由葡萄糖缩聚而成。
• 淀粉：由葡萄糖缩聚而成。
• 蛋白质：由氨基酸缩聚而成。

三、化学与生活

3.1 食物中的化学

• 糖类：提供能量，构成生物体。
• 蛋白质：构成生物体，催化反应。
• 油脂：提供能量，保护内脏器官。
• 维生素：维持生理功能。
• 微量元素：维持生理功能。

3.2 药物中的化学

• 药物的分类：根据用途分类。
• 药物的作用原理：与人体内的生物分子相互作用。
• 药物的合理使用：遵医嘱，注意剂量和副作用。

3.3 环保中的化学

• 大气污染：SO₂, NOₓ, PM2.5等。
• 水污染：重金属，有机物等。
• 土壤污染：农药，重金属等。
• 环境保护措施：减少污染物排放，开发清洁能源，循环利用资源。