《高中化学必修二第二章思维导图》

I. 物质的组成、结构与性质

A. 原子结构

1. 原子构成

• 原子核: 质子 (p+) 和中子 (n0)
  • 核外电子 (e-)：分层排布

2. 原子核

• 质子数 (Z)：决定元素种类
  • 中子数 (N)：影响核素种类
  • 质量数 (A)：A = Z + N

3. 核外电子排布

• 能量最低原理
  • 泡利不相容原理
  • 洪特规则
  • 电子层排布规律：
    • K(1)层：最多容纳2个电子
    • L(2)层：最多容纳8个电子
    • M(3)层：最多容纳18个电子
    • 最外层电子数：不超过8个(H,He除外)
    • 次外层电子数：不超过18个
    • 倒数第二层电子数：不超过32个
  • 价电子：最外层电子通常是价电子，决定元素化学性质

4. 原子轨道

• s轨道：球形，空间方向无差异
  • p轨道：纺锤形，空间方向有3个（px, py, pz）
  • d轨道：形状复杂，空间方向有5个

5. 电子云：描述电子在原子核外出现的几率密度

B. 元素周期律

1. 元素周期表的结构

• 周期：横行，电子层数相同
  • 族：纵列，最外层电子数相同
    • 主族：s区和p区
    • 副族：d区
    • 0族：稀有气体

2. 元素性质的周期性变化

• 原子半径
  • 同周期：从左到右逐渐减小（特殊情况：稀有气体原子半径大于同周期VIA族元素）
  • 同主族：从上到下逐渐增大
    • 电负性
  • 同周期：从左到右逐渐增大
  • 同主族：从上到下逐渐减小
    • 金属性
  • 同周期：从左到右逐渐减弱
  • 同主族：从上到下逐渐增强
    • 非金属性
  • 同周期：从左到右逐渐增强
  • 同主族：从上到下逐渐减弱
    • 最高价氧化物对应水化物的酸碱性
  • 金属性越强，最高价氧化物对应的水化物碱性越强
  • 非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强

3. 元素性质递变规律的应用

• 比较金属性和非金属性强弱
  • 预测元素性质

C. 化学键与分子结构

1. 化学键的定义：相邻原子间强烈的相互作用

2. 离子键

• 定义：带相反电荷的离子间的相互吸引
  • 形成：活泼金属与活泼非金属原子间
  • 存在：离子化合物中
  • 特点：无方向性、无饱和性
  • 影响因素：离子电荷、离子半径

3. 共价键

• 定义：原子间通过共用电子对形成的化学键
  • 形成：非金属原子间
  • 存在：共价化合物中
  • 分类：
    • 极性共价键：不同原子间的共价键，电子对偏向电负性大的原子
    • 非极性共价键：相同原子间的共价键，电子对不偏离任何一个原子
  • 特点：有方向性、有饱和性
  • 影响因素：原子半径、电负性

4. 配位键

• 定义：由一个原子提供电子对，另一个原子提供空轨道形成的共价键

5. 分子间作用力

• 定义：分子与分子之间的相互作用力
  • 种类：范德华力（包括色散力、取向力和诱导力）
  • 影响因素：分子量大小、分子形状
  • 影响物理性质：熔沸点、溶解度

6. 氢键

• 定义：连接带电荷的H原子和其他电负性大的原子(如F、O、N)的键
  • 影响：熔沸点升高、溶解度增大、蛋白质和核酸的结构

7. 晶体

• 离子晶体：离子键构成，高熔沸点、硬度大、导电性差
  • 原子晶体：共价键构成，硬度大、熔沸点极高
  • 分子晶体：分子间作用力构成，熔沸点低、硬度小
  • 金属晶体：金属键构成，良好的导电性、导热性和延展性

8. 晶格能：气态离子形成离子晶体释放的能量，晶格能越大，离子晶体越稳定，熔沸点越高

II. 物质的性质与用途

A. 氢键的影响

• 水的特殊性质：密度反常、较高的沸点
  • 生物大分子结构：蛋白质、核酸

B. 晶体类型的判断及性质差异

C. 物质性质与用途的联系

• 举例：金属的导电性用于制造电线，石墨的层状结构用于制作铅笔芯等
  • 根据物质结构推测性质，根据物质性质确定用途