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化学

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化学方程式配平
原子矩阵的精确整数零空间 · 每种元素守恒
三维分子模型 · 球棍模型
原子位置来自理想 VSEPR 构型 —— 拖动可旋转
Lewis 电子式 · 路易斯结构
成键对 + 孤对必须覆盖全部价电子
分子轨道能级图 · 双原子分子
填充分子轨道 → 键级与磁性随之确定
键型与极性 · 电负性
电负性差决定键型;几何构型决定分子净偶极
晶体点阵 · 晶胞
由各结构的分数坐标生成 —— 拖动可旋转
原子轨道形状 · s / p / d
每个形状都是角向波函数的精确极坐标图
查理定律 · V = kT(恒压)
恒压下体积与热力学温度成正比(T 为开尔文温度)
指数衰减 N(t) = N₀·e^(−kt)
放射性衰变 / 一级反应 · 半衰期 = ln2/k
玻意耳定律 · P = k/V(等温线)
恒温下压强与体积成反比 · PV = k
滴定曲线 · pH–体积
强酸 + 强碱 · 在等当点(pH 7)附近陡然突跃
麦克斯韦–玻尔兹曼速率分布
各速率上的分子数占比 · 温度越高,峰越靠右且越矮
化学平衡 · 勒夏特列原理
A ⇌ B · 改变条件,平衡向削弱这一改变的方向移动
反应能量图(活化能与反应热)
反应物越过活化能 Ea 的势垒到达生成物;ΔH = 生成物 − 反应物
pH 值 · 酸碱度
pH = −log[H⁺] · 每变化 1 个单位,[H⁺] 相差 10 倍
溶液稀释 · C₁V₁ = C₂V₂
加入溶剂只降低浓度,溶质的物质的量不变
玻尔模型 · 氢原子能级
Eₙ = −13.6/n² eV · 跃迁向下发射光子 λ = 1240/ΔE nm
原电池 · 电化学
较活泼的金属被氧化;E°cell = E°(正极) − E°(负极)
ICE 表 · 平衡浓度计算
A ⇌ B + C · 由 K = x²/(A₀−x) 解出反应进度 x
周期表趋势
元素性质随周期重复出现 —— 这正是元素周期律的本质
缓冲溶液 · 亨德森方程
pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) · 缓冲溶液抵抗 pH 变化
价层电子对互斥(VSEPR)· 分子构型
价层电子对相互排斥而尽量分开;孤对电子使构型弯折
摩尔质量计算器
化学式解析 · 摩尔质量 / 相对分子质量 · 质量分数
限量试剂与产率
限量试剂 / 过量 · 理论产量 · 产率
吉布斯自由能与自发性
ΔG=ΔH−TΔS · 自发性判据 · 转折温度
理想气体与组合气体定律
PV=nRT · 组合气体定律 P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂
能斯特方程
E=E°−(0.0592/n)logQ · 非标准电势 · 由 E° 求 K
阿伦尼乌斯方程 · k = A·e^(−Ea/RT)
k=A·e^(−Ea/RT) · ln k–1/T 直线 · 活化能/催化
比尔-朗伯定律 · A = ε·b·c
A=εbc · %T=100·10^−A · 标准曲线/比色皿
晶体场理论 · d 轨道分裂
Δo/Δt 分裂 · 高/低自旋 · CFSE
法拉第电解定律
m=I·t·M/(nF) · 电荷 Q · 析出质量/气体
依数性(colligative properties)
ΔTb=i·Kb·m · ΔTf=i·Kf·m · 渗透压 Π
溶度积 Ksp 与同离子效应
Ksp=xˣ·yʸ·sⁿ · 同离子效应 · Q vs Ksp
氧化还原配平 · 半反应法
氧化/还原半反应 · 电子平衡 · 酸/碱介质
玻恩-哈伯循环 · 晶格能
升华/电离/EA/晶格能 · 盖斯求 U
反应级数与积分速率方程
0/1/2 级 · 积分速率方程 · 半衰期/线性化
电子排布 · 构造原理
Aufbau/洪特/泡利 · 轨道图 · Cr/Cu 例外
拉乌尔定律 · 理想溶液
P=xA·P°A+xB·P°B · 分压 · 气相组成 yA
盖斯定律 · 反应焓的加和
反应焓加和 · 能量循环 · 多步求 ΔH
Organic functional groups
−OH/C=O/−COOH/−NH2/酯/醚/卤代 · 族名+后缀
Structural isomers
同分子式不同连接 · C4H10正/异丁烷 · 计数
Naming a hydrocarbon (IUPAC)
IUPAC · 最长链母体+取代基+最低编号 · 组装
Chirality & enantiomers
手性碳=四不同基团 · 镜像不可重叠 · R/S · CIP
Optical activity of enantiomers
对映体等量反向旋光± · 外消旋净=0 · 旋光仪
E / Z isomerism at C=C
C=C受限旋转 · 高优先基同侧Z反侧E · CIP
SN1 vs SN2 · nucleophilic substitution
SN1两步碳正外消旋 vs SN2一步背面进攻翻转
Markovnikov's rule · HX addition to alkenes
HX加烯烃 · H加多H碳 · 更稳定碳正离子决定
Fischer esterification · acid + alcohol ⇌ ester + water
Fischer · 羧酸+醇⇌酯+水 · 酸催化 · 可逆
Benzene resonance & aromaticity
6π离域 · 两Kekulé↔杂化 · 等键长 · 芳香稳定
Addition polymerization
单体C=C打开连链 · 乙烯→聚乙烯 · 聚合度n
Alkane conformations (Newman projection)
Newman投影 · 交叉式低能vs重叠式高能 · 二面角能量