IB 化学/定义
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- 绝对零度是开氏温标上的零度,0 K(在摄氏温标上,这是 -273 °C)
- 阿伏伽德罗常数:12g 12C 中的粒子数。6.022 x 10^23
- 原子质量:单个原子的质量
- 化学反应:一种反应,其中反应物的键断裂,产物的键形成,反之亦然,导致反应体系与其周围环境之间发生能量变化。
- 化合物:两种或多种类型的原子通过化学键结合在一起。
- 浓度:溶质在单位体积中的量的量度
- 元素:元素只包含一种类型的原子。
- 过量:反应物比与所有限量反应物反应所需的量多。
- 经验式:通过实验获得的式子,显示物质中每个元素原子的最简单整数比。
- 式量:该物质一个式量单位的质量
- 结构式:显示分子中原子和键的排列。
- 非均相混合物:其成分不均匀,因此其性质在整个混合物中变化。
- 均相混合物:在整个混合物中具有均匀的成分和均匀的性质。
- 离子:原子或分子,其中质子的总数不等于电子的总数。
- 限量反应物:决定理论上可形成的最大产物量的反应物。
- 摩尔质量:一摩尔物质的质量。
- 摩尔:含有与阿伏伽德罗常数相等的指定物种数量的物质量。
- 分子量:该物质一个分子的质量
- 混合物:物理上混合的纯物质。
- 纯物质:具有恒定成分的物质
- 溶质:溶解在另一种物质(溶剂)中的物质
- 溶剂:溶解另一种物质(溶质)的物质
- 百分比产率:实验产率占最大理论产率的百分比。
- 产率:产物的量。
- 原子发射光谱:由于单个元素提供能量而产生的特征线光谱。当能量供应给原子时,e- 从其基态激发到更高的能级。e- 从更高能级下降到更低能级,会发射能量,这可以在光谱中观察到。由于 e- 只能存在于固定的能级,因此发射中的能量对于每种类型的原子都是特征性的。光谱的高能量端,谱线趋于收敛,因为能级本身是收敛的。
- 原子序数:原子核中质子的数量。
- 泡利不相容原理:两个占据同一个轨道的电子必须具有相反的自旋。
- 洪特规则:同一亚层中的轨道首先被单电子填充,并且具有平行的自旋
- 第一电离能:在基态下,从一摩尔气态原子中移除一摩尔电子以产生一摩尔气态离子所需的能量。在一个周期中增加(由于核吸引力的增加),除了轻微的下降(由于 e- 开始配对到轨道中 更大的电子斥力)。在一个族中下降(由于能级数量增加 电子屏蔽增加)。
- 同位素:相同的元素具有不同的中子数,相似的化学性质但不同的物理性质
- 线光谱:可见光连续光谱的一部分,可以在电子跃迁期间的某些波长的发射或吸收期间看到。
- 质量数:核子总数。
- 质谱仪:一种用于确定相对原子质量及其相对丰度的设备。由
**汽化器(样品在其中汽化),**电离器(原子在那里被高能 e- 轰击 e- 被撞出原子。实际上,只形成带 +1 电荷的离子),**加速器(电场在那里加速它们),**偏转器(磁场在那里偏转它们;质量越小,电荷越高,偏转越大)和**探测器(测量离子的质量和相对量)。
- 轨道:原子核周围的空间区域,在任何给定时间最多可容纳两个 e-。轨道的类型有 s(球形)、p(哑铃形)、d 和 f。
- 泡利不相容原理:两个占据同一个轨道的电子必须具有相反的自旋。
- 相对丰度:元素同位素的自然丰度百分比。
- 相对原子质量:相对于 12C 的元素所有天然同位素的加权平均值。无单位。
- 自旋:电子的一个量子性质,可以想象成电子绕轴自旋。
- 亚层:在主能级中具有相同能量的一组轨道。一个 s 亚层包含一个 s 轨道;一个 p 亚层包含 3 个 p 轨道;一个 d 亚层包含五个 d 轨道;f 包含 7 个 f 轨道。
- 价电子:最高主能级中的 e-。
- 碱金属:第 1 族元素。金属键强度随着原子变大而减弱。
- 阴离子:带负 (-) 电荷的离子。在一个周期中尺寸减小,因为它们是等电子但具有增加的核电荷。包含比其母原子更多的 e-,因此它们的尺寸更大。
- 原子半径:两个相同元素的两个成键原子核之间距离的一半。在一个周期中减小,因为核电荷增加。在一个族中增加,因为能级数量增加。
- 催化剂:在反应结束时可以回收,保持不变的物质,可以提高反应速率。过渡金属催化剂的例子:Haber 法中使用 Fe;接触法中使用 V2O5;氢化反应中使用 Ni;过氧化氢中使用 MnO2。
- 阳离子:带正 (+) 电荷的离子。在一个周期中尺寸减小。包含比其母原子更少的 e-,因此它们的尺寸更小。
- 氯化物:Na 和 Mg 的氯化物具有离子结构,而第 3 周期元素的其余氯化物均具有简单的共价结构。不过,Al2Cl6 可以充当不良导体。NaCl 溶于水会形成中性溶液,MgCl2 会形成弱酸性溶液,而其他所有氯化物都会与水剧烈反应,产生 HCl 的酸性溶液以及氯化氢的烟雾。
- 有色配合物:配合物是一种化合物,其中分子或离子形成配位键到金属原子或离子。颜色是由于 e- 在不同 d 轨道之间的跃迁。
- 配位数:与金属离子配位的孤对的数量。Cl- 通常形成 4 个配位键,CN- 形成 6 个,H2O 形成 6 个,NH3 形成 4 个或 6 个。
- d-d 跃迁:e- 从两个能级组中的较低能级组激发到较高能级组。当配体接近金属时,五个 d 轨道分裂。两个能级之间的能量差对应于可见光的波长,因为入射光会导致特定波长的能量被从较低能级激发到较高能级的 e- 吸收。d 轨道分裂的量将决定确切的颜色。
- 简并:具有相同的能量。在自由离子中,五个 d 轨道是简并的。
- 电负性:原子在与另一个原子形成共价键时对共享电子对的相对吸引力的量度。与原子的尺寸成反比。F,氟,是最具电负性的元素。
- 族:具有相同数量的价电子的元素。
- 卤离子:卤素的离子。可以通过添加硝酸银来检测它们的存在。AgCl 是白色的,AgBr 是米色的,AgI 是黄色的。卤化银与光反应生成银金属。
- 等电子:包含相同数量的 e-。
- 配体:含有非键合电子对的物种,能够形成配位/配位共价键
- 熔点:取决于元素的结构和将原子结合在一起的吸引力的类型。在周期中增加,而遵循表现出金属键的元素(由于随着价电子数量的增加,键强度增加)。周期的最高熔点在于大分子共价结构(具有非常强的键)。对于仅在它们之间具有范德华力的简单分子结构的元素,熔点急剧下降。惰性气体具有最低的熔点,它们是单原子的。在第 1 族中,随着原子变大,金属键强度减弱,熔点降低。在第 7 族中,随着摩尔质量增加,范德华力增加,熔点增加。
- 准金属:一种元素,它具有一些金属的性质和一些非金属的性质。虽然金属氧化物往往是碱性的,非金属氧化物往往是酸性的,但准金属氧化物如氧化铝可以是两性的。
- 氧化物:金属氧化物是离子性的(解释了电导率、熔点和沸点),与水反应形成碱性溶液。SiO2 是共价大分子,其余氧化物是简单共价的。第 3 周期元素的氧化物从 Na2O 到 P4O10 和 P4O6 都是固体,而 SO3 和 Cl2O7 是液体,SO2 和 Cl2O 在 25 C 下是气体。Al2O3 和 SiO2 不与水反应,但 Al2O3 可以根据它与碱或酸反应而表现出两性。其余氧化物是酸性的。
- 周期:具有相同价电子外壳的元素。
- 周期性:不同周期元素所表现出的物理和化学性质的重复模式。
- 结构,巨型共价:非常硬但脆。非常高的熔点和沸点。在任何状态下都不能导电。不溶。
- 结构,巨型离子:硬但脆。高熔点和沸点。熔融或水溶液时导电,但固体时不导电。
- 结构,巨型金属:可延展,不可脆。熔点和沸点取决于价电子的数量。良好的导电性。
- 结构,分子共价:通常柔软且可延展,除非氢键。低熔点和沸点。在任何状态下都不能导电。通常溶于非水溶剂,除非它们可以与水形成氢键。
- 过渡元素:在一种或多种氧化态中具有不完整的 d 亚层级的元素。由于它们可以存在于多种氧化态(除 Ti 外,所有元素都具有 +2 的氧化态),因此它们通常是高效的催化剂。形成有色配合物。
主题 4 和 14 – 键合
[edit | edit source]- 同素异形体:当元素可以以不同的晶体形式存在时发生,例如在碳中,碳可以以石墨、富勒烯(足球烯)和金刚石的形式存在。金刚石非常坚硬,因为由 sp3 杂化碳原子组成的分子中没有弱点平面。在石墨中,碳原子是 sp2 杂化的。三个 σ 键后剩余的 e- 是离域的,导致石墨是极好的润滑剂和良好的电导体。
- 键长和强度:取决于两个原子核对共享电子的吸引力。通常,键越强,其长度越短。
- 键极性:由元素之间电负性差异引起的极性。差异越大,极性越大。
- 键,π:π 键。通过 p 轨道的侧面重叠形成的径向键,电子密度集中在穿过两个原子核绘制的直线之上和之下。双键有一个 π 键,而三键有两个,它们彼此垂直。
- 键,σ:σ 键。通过来自两个不同原子的原子轨道的头对头/头对头重叠形成的轴向键,沿着穿过两个原子核绘制的直线,电子密度集中在直线上。单键、双键和三键都具有一个 σ 键。
- 共价键:通过共享电子进行的键合。电子被共享并被两个原子核吸引,从而导致两个原子之间形成方向键。
- 配位键:一个键,其中两个电子都来自其中一个原子。也称为配位键。
- 离子键:通过电子从一个原子转移到另一个原子以形成具有完整外壳的离子而形成的键。在离子化合物中,+ 和 - 离子通过它们之间的静电力相互吸引,并形成强晶格。具有相对较高的熔点。离子键发生在电负性差异很大(>1.8)的元素之间。
- 电导率:物质传导电流的程度。必须具有可以自由移动的电子或离子。
- 离域:一对电子被两个以上原子共享。
- 力,偶极-偶极:极性分子之间永久的静电吸引力。比范德华力强。
- 力,氢键:当氢直接与高电负性元素(N、F 或 O)键合时发生。比偶极-偶极力强。
- 力,范德华力:由于电子扩散的暂时不均匀而产生的暂时偶极力。最弱的分子间力。随着摩尔质量的增加而增加。
- 形式电荷理论
- 如果化合物是共价的,则处理整个分子;如果是离子性的,则分别处理每个离子。
- 确定可用的价电子总数。
- 排列原子,使中心原子(通常是最电负的)周围是配体。
- i) 中心原子和每个配体原子之间的一对电子。
- ii) 每个配体上的三对电子(氢除外)。
- iii) 中心原子周围剩余的电子对。
- 计算中心原子的形式电荷。应该等于物种的电荷,否则形成一个与具有最多 - 形式电荷的配体原子形成的多重键。重复步骤 5。
- 形式电荷:原子原产电子的假设测量值。F = V - (n + b/2),其中 V 是价电子,n 是孤对电子,b 是作为键共享的电子。
- 杂化:轨道的组合,以创建新的轨道,这些轨道在键合方面更具能量可行性。sp3 杂化的键具有 cos-1(-1/3) ≈ 109.5° 的规则键角,sp2 具有 cos-1(-1/2) = 120°,sp 具有 cos-1(-1) = 180°。
杂化类型 | σ 键 | 孤对电子 | 分子形状 | 键角 | 轨道形状 |
---|---|---|---|---|---|
Sp | 2 个 σ 键 | 0 个孤对电子 | 线性 | 180° | 线性 |
Sp2 | 3 个 σ 键 | 0 个孤对 | 平面三角形 | 120° | 平面三角形 |
Sp2 | 2 个 σ 键 | 1 对电子 | 弯曲/ V 形 | 小于 120° | 平面三角形 |
Sp3 | 4 个 σ 键 | 0 个孤对电子 | 四面体 | 109.5° | 四面体 |
Sp3 | 3 个 σ 键 | 1 对电子 | 三角锥形 | 略小于 109° | 四面体 |
Sp3 | 2 个 σ 键 | 2 个孤对电子 | 弯曲/ V 形 | 略小于 109° | 四面体 |
- 路易斯结构:显示分子中电子排列的图。通常只显示价层。
- 金属键:金属中的价电子从单个原子中分离出来,因此金属由一个紧密堆积的 + 离子晶格和一个“电子海”组成。吸引力是在离子与电子之间,而不是在离子之间,这意味着金属是可延展的和可延展的。
- 分子极性:取决于键极性和对称性。
- 共振杂化体:从在不同位置等效地绘制多重键的可能性产生的结构。可以通过离域更好地解释。
- 溶解度:一种物质在另一种物质中溶解的程度。“相似相溶”。
- VSEPR 理论:价层电子对互斥理论。指出电子对在中心原子周围排列,使它们彼此尽可能远离。孤对电子之间的排斥力大于键合对之间的排斥力。
主题 5 – 物质的状态
[edit | edit source]- 气体:粒子间隔很大,完全充满容器。
- 理想气体:满足 pV = nRT 关系的气体。
- 液体:体积固定,占据容器的形状。
- 麦克斯韦-玻尔兹曼分布:显示分子动能分布的图表。
- 摩尔体积:在 273 K 和 1 atm 下,一摩尔任何气体将占据 22.4 dm3。
- 固体:具有固定的形状和固定的体积。粒子通过分子间力保持在一起,处于固定位置。
主题 5 和 15 – 能量学
[edit | edit source]- 键焓:将气态原子键断裂为其组成气态原子时的平均焓变。
- 玻恩-哈伯循环:离子化合物形成的能量循环。如果理论值和实验值之间存在很大差异,这可能表明存在一定程度的共价性。ΔHf = ΔHat(1) + ΔHat(2) + ΔHIE(1) + ΔHEa(2) - ΔHLatt
- 量热法:测量反应焓变的装置。在简单的量热计中,放热反应中释放的所有热量都用于提高已知质量的水的温度。
- 电子亲和力:在气态时向孤立原子添加一个电子时的焓变。
- 吸热:能量被吸收的反应。ΔH 为 +。反应物比产物更稳定。
- 焓:反应物中储存的内能。只有焓的变化可以测量。
- 熵:衡量系统混乱程度的指标。绝对熵可以通过状态存在的概率来确定。导致熵增加的因素:1) 气体分子摩尔数增加;2) 物质从固态转变为液态或从液态转变为气态。
- 放热反应:释放能量的反应。ΔH 为负值。产物的稳定性高于反应物。
- 吉布斯自由能:反应自发进行,吉布斯自由能必须为负值。ΔG = ΔH – TΔS
- 热量:衡量一定量物质中总能量的指标。
- 盖斯定律:反应的焓变仅取决于产物的焓值和反应物的焓值之差,与反应途径无关。
- 晶格焓:将一摩尔晶体固体转化为其气态离子所需的吸热过程,或其逆过程,即放热过程。晶格焓随着离子尺寸的减小和电荷的增加而增加。
- 自发反应:具有自然发生趋势的反应。
- 标准状态:298 K 和 1 atm。
- 温度:衡量平均动能的指标。
需要注意的是,许多能量定义可以从反方向考虑,相应的能量符号也会改变。键形成 = 放热 ΔH 为负值,键断裂 = 吸热 ΔH 为正值。
- 标准汽化焓:使一摩尔液体汽化所需的能量。
- 原子化焓:在标准状态下,使一摩尔元素生成一摩尔气态原子所需的能量。
- 键解离焓:在标准状态下,断裂或形成一摩尔特定键时的能量变化。
- 标准键焓:在标准状态下,断裂或形成一摩尔共价键时的平均能量变化。
- 燃烧焓:一摩尔化合物在过量氧气中完全燃烧时释放的能量。
- 标准生成焓:在标准状态下,由其组成元素的标准状态生成一摩尔化合物时的能量变化。
- 标准溶解焓:在标准状态下,将一摩尔物质溶解在无限量水中时的能量变化。
- 标准脱水焓:将一个粒子从气态无限分离状态带到水性晶格中的位置时的能量变化。
- 电离能:从一摩尔处于基态的气态原子中移除一摩尔电子以生成一摩尔气态离子所需的能量。
- 晶格焓:将一摩尔离子物质分解为其组成离子,并在无限分离状态下进行时的能量变化。
- 水合焓:将一摩尔气态离子溶解在水中,形成无限稀释溶液时的能量变化。
- 溶解焓:将一摩尔固体结晶/离子物质溶解在水中,形成无限稀释溶液时的能量变化。
- 封闭系统:既不能损失也不能获得物质或能量的系统。平衡永远不会发生在非封闭系统中。
- 接触法:合成硫酸的过程,其中 V2O5 用作催化剂。
- 平衡常数:对于反应 aA + bB cC + dD,其中小写字母表示系数,大写字母表示反应物,平衡常数为 [C]c[D]d/[A]a[B]b。单位可变。
- 动态平衡:正向反应速率和逆向反应速率相等的平衡。
- 哈伯法:合成氨的过程,其中 Fe 用作催化剂。
- 最佳温度:对于像哈伯法这样的放热反应,最佳温度是在产率和速率之间取得的最佳平衡。
- 均相反应:所有参与反应的物质都处于同一相的反应。
勒沙特列原理:如果平衡受到外界条件的影响,平衡将向减小这种影响的方向移动。
- 相平衡:汽化速率等于凝聚速率时。
- 蒸汽压:蒸汽的分压。当液体的蒸汽压等于外部压力时,就会发生沸腾。分子间作用力越强,在特定温度下的蒸汽压越低。
- 酸的性质:与
**指示剂;**碱反应,形成中和反应(与氢氧化物和金属氧化物形成盐和水;与氨形成盐);**反应性金属(在反应性顺序中比铜高的金属)(形成盐和氢气);**碳酸盐和碳酸氢盐(形成盐、CO2 和水)。
- 两性物质:可以表现出碱和酸的性质,取决于它与碱还是酸反应。
- 布朗斯特-劳里:酸被定义为质子供体,而碱被定义为质子受体。
- 缓冲溶液:在加入少量酸或碱时,可以抵抗 pH 变化的溶液。当加入少量酸时,过量的 H+ 离子会导致平衡向左移动,从而平衡这种差异。当加入少量碱时,OH- 离子会与 H+ 离子反应形成水。[H+] 的减少通过平衡向右移动来补偿。碱性缓冲溶液反之亦然。缓冲溶液可以通过多种方法制备
**强碱 + 过量的弱酸;**强酸 + 过量的弱碱;**弱酸 + 相同酸的盐;**弱碱 + 相同碱的盐。
- 电荷密度:电荷量除以尺寸。
- 浓度:每立方米溶液中溶质的摩尔数很高。
- 电导率:溶液越离解成其离子,其电导率就越大。
- 共轭:酸失去质子后剩余的物质(共轭碱)或碱获得质子后剩余的物质(共轭酸)。pKa + pKb = pKw
- 二元酸:一摩尔硫酸会产生两摩尔氢离子,例如 H2SO4。
- 终点:指示剂颜色变化最快的点。
- 等摩尔:包含相等浓度的。
- 等当点:酸和碱的摩尔量相等。正好足以相互反应。
- 指示剂:一种弱酸或弱碱,其中解离形式的颜色与未解离形式的颜色不同。当 [In-] [HIn] 时,终点发生,假设颜色在该条件下发生变化。理想情况下,终点对应于滴定中的等当点。
- 路易斯理论:酸被定义为电子受体(例如 BF3),而碱被定义为电子供体(例如 NH3),通过配位键。
- 一元酸:一摩尔酸会产生一摩尔氢离子,例如 HCl。
- pH:氢离子浓度的负对数。-log [H+]
- 盐水解:盐被水分解的过程。盐的酸性取决于
1)其来源(从强酸和弱碱衍生的盐在溶液中呈酸性,考虑到弱碱的离子会结合,留下过量的 H+。强酸不会结合,因为它完全离解,根据定义。强酸和弱碱反之亦然);2)阳离子的电荷密度(高电荷密度导致对围绕离子六个水分子之一的孤对电子的强烈吸引,在此过程中,水分子失去一个氢离子,即使溶液呈酸性)。
- 强酸或强碱:完全离解成其离子的酸或碱。Ka >> 1。一些强酸:盐酸、硫酸、硝酸(比其他两种弱)。强碱:碱金属的氢氧化物。
- 滴定:一种用于定量测定溶液浓度的技术。考虑当将 90% 的所需碱加入到要中和的 1M 强酸时。只有 10% 的酸剩余,这意味着 0.01M,给出 pH 为 2。当加入 99% 时,pH 为 3,依此类推。
- 水的离子积:水离解成其离子的平衡常数,其中 [H2O] 被认为是恒定的。随着温度的升高,Kw 的值也会增加,因为离解是一个吸热过程。pKw
- 弱酸或弱碱:仅部分离解成其离子的酸或碱。Ka << 1。一些弱酸:乙酸、碳酸。* 弱碱:氨、氨基乙烷。
- 阳极:发生氧化反应的地方。在电解过程中,它是 + 极,阴离子被吸引到这里。
阴极:发生还原反应的地方。在电解过程中,它是 - 极,阳离子被吸引到这里。
- 电解:电流通过电解质的过程。放电量受以下因素影响:1) 电流;2) 离子电荷;3) 电解时间。
- 电解质:一种固态时不导电,但熔融或水溶液时能导电的物质,并在该过程中发生化学分解。
- 电解池:通过提供来自外部电源的电能,使非自发氧化还原反应发生的装置。
- 电镀:通过电解在一种金属上镀一层薄薄的另一种金属的过程。
- 半电池:金属与其自身离子水溶液接触形成的电池。
- 氧化数:
a) 元素:0;b) 离子:其电荷;c) 氧:-2(过氧化物除外,为-1);d) 氢:+1(金属氢化物除外,为-1);e) 氟:-1。
- 氧化:失去电子、得到氧、失去氢或氧化数增加的过程。
- 氧化剂:一种容易氧化其他物质的物质。氧化剂本身被还原。一般来说,氧化数越高,氧化剂的氧化能力越强。
- 反应活性:衡量物质获得或失去电子的容易程度。还原剂或氧化剂越强,其反应活性越高。
- 氧化还原反应:一种发生电子转移的反应,即还原和氧化同时发生。
- 还原剂:一种容易还原其他物质的物质。还原剂本身被氧化。
- 还原:得到电子、失去氧、得到氢或氧化数降低的过程。
- 盐桥:允许伏特电池中离子自由移动。浸泡在饱和 KNO3 溶液中的纸张就是一个盐桥的例子。
- 简写符号:用于伏特电池。例如:Cu(s)/Cu2+(aq) || H+(aq) / H2(g)
- 标准条件:298 K,1 atm,1.0 M。
- 标准电极电势:测量电势无法直接进行,因为这会干扰正在研究的体系。然而,可以通过将一个半电池的电极电势与另一个半电池的电极电势进行比较来进行测量。根据惯例,氢半电池的电势被任意规定为 0 V。
- 标准电动势:两个半电池的标准电极电势之间的差值。Ecell
- 标准氢电极:被任意指定为零电势。电极由一根浸入 1 M 盐酸溶液中的惰性金属(如铂)组成,在该溶液中通入 1 atm 的氢气。铂黑(一种非常细分的铂)催化电极平衡。
- 伏特电池:两个不同的半电池连接在一起,使氧化还原反应过程中转移的电子产生电能。电子在最容易被氧化的半电池处产生。
主题 10 和 20 – 有机化学
[edit | edit source]- 酸性:羧酸是弱酸,因为酸阴离子的负电荷可以在三个原子之间离域,不易吸引 H+ 离子。胺是弱碱。可以被视为 NH3 的取代化合物。
- 伯醇:邻碳原子(羟基旁边的碳原子)上有两个氢原子。可以被氧化为醛(通过失去氢原子),然后被氧化为羧酸(通过得到氧原子)。乙醇可以通过橙色的 Cr2O72- 离子被氧化为乙醛,而 Cr2O72- 离子本身被还原为绿色的 Cr3+ 离子。
- 仲醇:邻碳原子上有一个氢原子。可以被氧化为酮(通过失去氢原子)。
- 叔醇:邻碳原子上没有氢原子。不能被进一步氧化。
- 苯:六边形结构,具有离域的 π 键。进行取代反应而不是加成反应。
- 沸点和熔点:取决于分子间作用力。分子间作用力越大,熔点和沸点越高。
- 溴化:当加入到烯烃中时,黄色/橙色的溴会因加成反应而褪色。用于测试烯烃。
- 碳正离子:碳原子带有大部分正电荷的阳离子。可以在 SN1 取代反应中形成。
- 碳:第 4 族元素,总是形成 4 个共价键,因为它在价层中有 4 个电子。
- 手性中心:一个不对称的碳原子,即它有四个不同的官能团连接到它。
- 顺式异构体:几何异构体,其中相似的基团位于双键的同一侧。通常是极性的。
- 缩合反应:两个分子在失去一个小分子(通常是水)的情况下结合在一起的反应。
- 脱水:失去水。醇在与浓硫酸回流时可以脱水。由于硫酸是氧化剂,因此它能够与产物发生反应,因此经常使用磷酸代替硫酸。
- 对映异构体:参见异构体,光学。
- 氢环境:氢原子周围的直接环境(邻近和下一个碳原子)。
- 酯化:醇和羧酸转化为酯和水的过程,通常伴随酸催化。
- 异裂:键断裂,其中两个原子中电负性更强的那个原子获得键中的两个电子。
- 均裂:键断裂,其中每个原子获得键中的一个电子,形成自由基。
- 碎片化模式:质谱仪中电子撞击形成离子时产生的多余能量,通常会导致分子发生碎片化。碎片的质量可以指示原始分子结构的细节。
- 自由基:由于均裂而含有至少一个未配对电子的物种。非常活泼。
- 官能团,醇:-OH。IUPAC:-醇。
- 官能团,醛:-CHO。IUPAC:-醛。
- 官能团,烷烃:没有官能团。IUPAC:-烷。
- 官能团,烯烃:C=C。IUPAC:-烯。
- 官能团,酰胺:-CONH2。IUPAC:-酰胺。
- 官能团,胺:-NH2。IUPAC:氨基- 或 -胺。
- 官能团,羧酸:-COOH。IUPAC:-酸。
- 官能团,酯:-COO-。IUPAC:烷基酸-酸酯,例如甲基丙酸酯。来源于羧酸和醇。由于它们具有特征性气味,因此经常用作香料。
- 官能团,醚:-O-。
- 官能团,卤代烷烃:-X(即-Cl,-Br,-I)。IUPAC:卤代-。
- 官能团,酮:-CO-。IUPAC:-酮。
- 伯卤代烷烃:卤代烷烃,其中只有一个烷基连接到与卤素键合的碳原子。
- 叔卤代烷烃:卤代烷烃,其中有三个烷基连接到与卤素键合的碳原子。
- 同系物:一组可以用通式描述的化合物。具有相似的化学性质,但物理性质逐渐变化。当所有其他因素保持不变时,摩尔质量增加意味着分子间作用力增加。通常,长碳链可以抵消极性末端的影响,导致分子是非极性的。
- 水化:加水。乙醇可以通过水与乙烯加成而形成。
- 烃:仅包含碳和氢的化合物。
- 氢化:加氢。可用于减少人造黄油中多不饱和植物油中的双键数量,使其在室温下成为固体。
- 水解:分子被水分解的过程。
- 异构体:具有相同分子式但不同的化合物。
官能团异构体:异构体包含不同的官能团。
- 烃链异构体:烃链结构不同的异构体。
- 光学异构体:分子及其镜像在光学活性方面表现出差异的异构体。当存在一个或多个手性中心时发生这种情况。
- 位置异构体:官能团位置不同的异构体。
- 立体异构体:分子中原子空间排列不同,因此具有不同的 3D 形状的异构体。细分为几何异构体和光学异构体(对映异构体)。
- 结构异构体:原子具有完全不同的结构式的异构体。细分为位置异构体、烃链异构体和官能团异构体。
- 爆震:早燃,是由大量自由基引起的。辛烷值越高,爆震发生的可能性就越小。爆震也可以通过抗爆剂(如铅)来减少。不幸的是,铅排放到大气中是有毒的。
- SN1 机制:卤代烷烃发生亲核取代反应的单分子过程。一个两步机制:一个速率决定步骤,其中碳正离子和卤素之间的键断裂,然后一个步骤,其中亲核试剂被碳正离子吸引。比 SN2 速度更快,因为中间体碳正离子的形成速度快于涉及相对高活化能的过渡态的 SN2 路线。
- SN2 机制:卤代烷烃发生亲核取代反应的双分子过程。机制涉及形成涉及两个反应物的过渡态。
- 单体:聚合物的组成部分。
- 亲核试剂:根据 Siw 的说法,“亲核”。在有机化学反应中捐赠电子对的物种。亲核试剂也是路易斯碱。典型的亲核试剂是 CN-、OH- 和 NH3。
- 亲核取代:卤代烷烃与亲核试剂反应发生的取代反应。速率取决于
**卤素原子的性质(原子反应性越低,与 C 的键越弱,它越容易反应);**卤代烷烃的性质(叔卤代烷烃 > 仲卤代烷烃 > 伯卤代烷烃)。辛烷值:衡量汽油发动机燃料燃烧效率的指标庚烷被任意指定为 0 值,而异辛烷被指定为 100 的辛烷值。
- 光学活性:可以使偏振光的偏振面在相反方向上旋转。对映异构体是光学活性的。
- 有机化学:碳化合物的化学。
- 肽键:-C=ONH-。键是在一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基之间缩合反应形成的结果。
- 二肽:两个氨基酸连接在一起。
- 寡肽:多个氨基酸连接在一起。
- 多肽:超过 20 个氨基酸连接在一起。
- 三肽:三个氨基酸连接在一起。
肽:由氨基酸通过肽键连接在一起形成的分子(通过缩合反应,其中水被丢失)。
- 旋光仪:测量偏振光偏振面旋转程度的仪器。
- 聚合物:由单体组成的巨大分子。
- 加成聚合:通过单体加成形成聚合物的过程。
- 缩聚:通过具有两个官能团的单体之间的取代反应形成聚合物的过程。
- 重铬酸钾:K2Cr2O7。一种强氧化剂。
- 加成反应:一种反应,其中反应物加成到 C=C 键上,将其转化为 C-C 键。与水进行的加成反应需要 H2SO4 催化剂。与氢气进行的加成反应使用 Ni 作为催化剂。
- 取代反应:一种反应,其中一个基团被另一个基团取代。卤代烃的取代反应是亲核取代反应。苯不容易发生取代反应,因为它的 π 键是离域的。
- 回流:一种冷凝器,它使产生的任何蒸汽冷凝并返回烧瓶继续反应。如果需要从伯醇氧化获得羧酸,则必须在回流下进行。另一方面,如果需要醛,则可以在生成后立即将其从反应混合物中蒸馏出来。
- 饱和:仅包含单键。烷烃是饱和的。
- 质谱法:根据质量分离离子。
- 红外光谱:通过将红外光照射到分子中,使键吸收特定频率的辐射,从而分析分子中存在的键。
- 核磁共振波谱:分析氢环境以推断分子的结构。用相对于 TMS 的 ppm 测量。
- 反式异构体:几何异构体,其中相似的基团位于双键的不同侧。通常是非极性的。
- 不饱和:包含双键。烯烃是不饱和的。可以通过溴化反应进行测试。