《高中化学必修2思维导图》

一、物质的组成、结构与性质

1. 物质的分类

• 纯净物

  • 单质
    • 金属单质
    • 非金属单质
    • 稀有气体单质
  • 化合物
    • 无机化合物
      • 氧化物
      • 酸
      • 碱
      • 盐
    • 有机化合物
      • 烃
      • 烃的衍生物

• 混合物

  • 溶液
  • 胶体
  • 悬浊液
  • 乳浊液

2. 元素与核素

• 元素
  • 概念：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称
  • 种类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
  • 表示方法：元素符号
• 核素
  • 概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子
  • 种类：同位素
  • 表示方法：质量数+元素符号 (例: $^{12}$C)

3. 原子结构

• 原子构成
  • 原子核
    • 质子：带正电荷，决定元素种类
    • 中子：不带电荷，决定同位素
  • 核外电子：带负电荷，决定化学性质
• 原子轨道
  • s轨道：球形，空间取向唯一
  • p轨道：纺锤形，空间取向有三个(px, py, pz)
  • d轨道：形状复杂，空间取向有五个
• 核外电子排布规律
  • 能量最低原理
  • 泡利不相容原理
  • 洪特规则
• 价电子
  • 概念：最外层电子及次外层能量接近的电子
  • 决定元素的化学性质
• 电负性
  • 概念：原子吸引电子的能力
  • 周期性：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小

4. 分子结构与性质

• 化学键
  • 离子键
    • 成键微粒：金属与非金属之间
    • 成键本质：静电作用
    • 形成：得失电子
  • 共价键
    • 成键微粒：非金属之间
    • 成键本质：共用电子对
    • 形成：电子配对
    • σ键：沿键轴方向对称
    • π键：垂直于键轴方向对称
  • 金属键
    • 成键微粒：金属原子
    • 成键本质：金属阳离子与自由电子之间的相互作用
• 分子间作用力
  • 范德华力：存在于所有分子之间，影响物质的熔沸点
  • 氢键：存在于含有N-H, O-H, F-H键的分子之间，影响物质的熔沸点和溶解度
• 分子极性
  • 极性分子：分子中正负电荷中心不重合
  • 非极性分子：分子中正负电荷中心重合
• 晶体类型
  • 离子晶体
    • 构成微粒：离子
    • 熔沸点：高
    • 硬度：大
  • 原子晶体
    • 构成微粒：原子
    • 熔沸点：很高
    • 硬度：极大
  • 分子晶体
    • 构成微粒：分子
    • 熔沸点：低
    • 硬度：小
  • 金属晶体
    • 构成微粒：金属阳离子和自由电子
    • 熔沸点：差异大
    • 硬度：差异大

5. 元素周期律

• 周期律
  • 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
• 周期表
  • 周期：7个周期
  • 族：18个族
  • 主族：IA-VIIA族，0族
  • 副族：IB-VIIIB族
• 性质递变规律
  • 金属性与非金属性
  • 原子半径
  • 电负性
  • 化合价

二、化学反应与能量

1. 化学反应速率

• 定义：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
• 表示方法：v = Δc/Δt
• 影响因素
  • 温度：升高温度，反应速率加快
  • 浓度：增大浓度，反应速率加快
  • 压强 (气体)：增大压强，反应速率加快
  • 催化剂：使用催化剂，反应速率加快
  • 固体表面积：增大固体表面积，反应速率加快

2. 化学平衡

• 定义：正反应速率等于逆反应速率，反应物和生成物的浓度不再随时间变化
• 特征：逆、动、定、等、变
• 平衡常数 K：一定温度下，反应物和生成物浓度的一种定量关系
• 影响因素 (勒夏特列原理)：改变影响平衡的条件，平衡向减弱这种改变的方向移动
  • 浓度：增大反应物浓度，平衡向生成物方向移动
  • 压强 (气体)：增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动
  • 温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动

3. 反应热与焓变

• 反应热：化学反应放出或吸收的热量
• 焓变 ΔH：恒压条件下，反应热等于焓变
• 放热反应：ΔH < 0
• 吸热反应：ΔH > 0
• 热化学方程式：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
  • 书写要求：注明反应条件、物质状态、焓变数值和单位

4. 燃烧热与中和热

• 燃烧热：1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量
• 中和热：稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量
• 盖斯定律：化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关

三、有机化合物

1. 烃

• 烷烃
  • 通式：CnH2n+2
  • 性质：饱和烃，化学性质稳定
• 烯烃
  • 通式：CnH2n
  • 含有碳碳双键，能发生加成反应、加聚反应和氧化反应
• 炔烃
  • 通式：CnH2n-2
  • 含有碳碳三键，能发生加成反应、加聚反应和氧化反应
• 芳香烃
  • 苯及其衍生物，具有特殊结构和性质

2. 烃的衍生物

• 醇
  • 官能团：羟基(-OH)
  • 性质：能与活泼金属反应生成氢气，能发生酯化反应
• 酚
  • 官能团：酚羟基(-OH)
  • 性质：能与氢氧化钠反应，具有弱酸性
• 醛
  • 官能团：醛基(-CHO)
  • 性质：能发生氧化反应，能与银氨溶液或新制氢氧化铜反应
• 酮
  • 官能团：羰基(>C=O)
  • 性质：不能发生银镜反应
• 羧酸
  • 官能团：羧基(-COOH)
  • 性质：具有酸性，能发生酯化反应
• 酯
  • 官能团：酯基(-COO-)
  • 性质：能发生水解反应
• 卤代烃
  • 官能团：卤原子(-X)
  • 性质：能发生水解反应

3. 重要的有机反应

• 取代反应
• 加成反应
• 消去反应
• 酯化反应
• 水解反应
• 氧化反应
• 加聚反应

4. 高分子化合物

• 概念：相对分子质量很大的有机化合物
• 分类：天然高分子化合物、合成高分子化合物
• 重要高分子化合物
  • 聚乙烯
  • 聚氯乙烯
  • 聚苯乙烯
  • 橡胶
  • 纤维