原子,分子和量子力学
- 阿伏伽德罗数= 6.022 × 1023
- 阳离子比原始离子小;阴离子比原始离子大
- 五个周期性规律
- 电离能、电子亲和能和电负性从左到右、从下到上依次增大
- 原子半径和金属性质从右到左,从上到下增加
- 产量百分比= 100×(实际产量/理论产量)
- 量子数字
- 主量子数,n,表示shell级别
- 方位量子数l表示亚层
- 磁量子数,mL.,表示给定亚层的精确轨道
- 电子旋转量子数,mS.,指定旋转数(½和½)
- Pauli排除原理指出,同一原子中没有两个电子可以具有相同的四个量子数
- 海森堡测不准原理指出,在粒子的位置与其动量的乘积中存在固有的不确定性;Δx Δp〇h
- Aufbau原则指出,通过添加每个新的质子来创建一个新的元素,还添加了一种新的电子,并可获得最低能量轨道
- Hund的规则指出,电子将不会在同一子壳中填充任何轨道,直到所述子壳中的所有轨道包含至少一个电子,并且未配对的电子将具有平行的旋转
- 普朗克量子理论:ΔE = hf, E光子= hf,普朗克常数= h = 6.63 × 10-34年J s
气体、动力学和化学平衡
- 标准温度和压力,STP为0°C或273 k,1atm
- 平均自由程是气体分子在碰撞之间所走过的距离
- 动力学分子理论,理想气体的特征
- 气体分子的体积是零
- 除了由于碰撞而产生的斥力外,气体分子没有别的力
- 气体分子完全弹性碰撞
- 气体分子的平均动能与气体的温度成正比
- 理想气体定律:PV = NRT,通用气体恒定= r = 0.08206 L ATM / K mol = 8.314 J / K Mol
- 在STP,一个摩尔气体,表现得理想,占据22.4升的标准摩尔体积
- 分压:P一种= X一种P.总计
- 道尔顿定律:P总计= P1+ P2+ P3.+……
- 柯Avg.= 3/2 RT
- 格雷厄姆定律:v1/ v2=√m.2/√米1
- 积分是通过针孔从高压到非常低压的气体(开口小于气体分子之间的平均距离
- 渗出:渗出率1/积液率2=√m.2/√米1
- 扩散是一种气体扩散到另一种气体或进入真空;可以像积液率一样计算出来吗
- 当实际气体的分子靠近时,它们的行为就会偏离理想状态
- 高压,低温导致更多的偏差;通常偏离超过十个大气压的压力和沸点附近的温度
- V.真正的> V.理想的,光伏理想的= nRT
- P.真正的< P理想的, P理想的V = nRT
- 对给定碰撞的两个要求在反应中创造新分子
- 碰撞分子的相对动能必须达到一定的活化能
- 分子必须具有适当的空间取向
- 反应速率随温度的增加,主要是因为每秒发生更多能量的碰撞
- 基本反应是指在一个单一步骤中发生的反应
- 中间产物是链中一个反应的产物和另一个反应的反应物
- 平衡方程:aA + bB→cC + dD
- 率法:向前= kF(一)α[B]β式中,α和β为各反应物的阶数,α + β的和为总反应阶数
- 如果反应是初等反应,α = a, β = b
- 不可逆一级反应:A→产物,速率= kF(一)
- ln [a]和时间t的图形给出了一条带斜率的直线F
- 不可逆二级反应2A→生成物,速率= kF(一)2
- 1 / [a]和时间t的图形给出了一个斜率的直线F
- 二级反应A + B→产物,速率= kF[一][B]
- 和其他二阶反应没有相同的图吗
- 不可逆三级反应3A→生成物,速率= kF(一)3.
- 1/2 [a]的图2时间t给出一条斜率为k的直线F
- 在任何多步反应中,慢步决定反应速率
- 催化剂增加反应的速率而不被消耗或永久改变;大多数工作通过降低激活能量
- 平衡常数= KC= [产品]系数/ [反应物]系数
- K.P.= KC(RT)Δn, Δn是生成物系数的和减去反应物系数的和
- 反应商= Q =[产物]系数/ [反应物]系数
- 如果Q等于K,则反应处于平衡状态
- 如果Q大于K,反应物就会向左移动
- 如果q小于k,则朝向产品右转
- LeChâtelier的原则指出,当强调均衡系统时,系统将在将减少这种压力的方向上转变
- 添加或除去产品或反应物:加入产物或除去反应物偏离反应物侧,反之亦然
- 改变系统的压力:增加的压力有利于摩尔数少的一方,反之亦然
- 加热或冷却系统:加热有利于没有热的侧面,反之亦然
热力学
- 该系统是研究的宏观体,周围是其他一切
- 三种类型的系统
- 开放系统交换质量和能量
- 封闭系统交换的是能量,而不是质量
- 孤立的系统不交换能量或质量
- 广义性质与系统的大小成正比
- 密集性属性与系统的大小无关
- 用一个扩展性质除以另一个扩展性质得到强化性质
- 状态函数与路径无关,描述系统的状态
- 系统间能量传递的两种方式是热q和功w
- 热量有三种形式
- 传导是通过分子碰撞传递热能;导热系数:Q/t = kA tH- TC/ L;在稳态系统中,在两个热源之间的任何数量的板上,热流是恒定的
- 对流是通过流体运动的热能传递
- 辐射是通过电磁波传递热能;Stefan-Boltzmann定律:P = σεAT4.,Stefan-boltzmann常数=σ= 5.67×10-8W / M.2K.4., ε是介于0和1之间的发射率常数
- PV功是恒压下做的功,w = PΔV
- 工作是依赖的
- 热力学第一定律指出系统和环境的能量总是守恒的
- 能量变化= ΔE = q + w, w =对系统做的功
- 热力学的第二律规定,在周期性过程中不能完全改变热量
- 热机将热量转化为功,反热机是需要功的冰箱
- Carnot发动机代表最有效的发动机,效率= e = 1 - tC/ TH
- 七个状态函数
- 热力学能= U
- 温度= T.
- 压力= P.
- 体积V =
- 焓= H
- 熵= S.
- 吉布斯自由能= G
- 热力学能是在分子尺度上可以想象到的所有可能形式的能量
- 在休息的封闭系统中没有电场或磁场,唯一的能量变化将在内部能量中,Δu= Q + w;如果没有变化,则变为Δu= q如果没有任何类型的工作
- 热力学第零定律指出,两个与第三个系统处于热平衡状态的系统,彼此也处于热平衡状态;定义的温度
- 流体中分子的平均动能:KEAvg.= 3/2 kt,boltzmann常数= k = 1.38×10-23J / K
- 焓是一个人为的属性,它解释了静止系统做PV功的额外容量
- H≡u + pv
- ΔH=ΔU+PΔV,处于恒定压力
- 对于纯液体或固体,标准状态是在任意选择的温度T和压力为1巴或约750托时系统的参考形式
- 在25°C或298k的标准状态下,元素的焓值为0 J/mol
- 地层的标准焓,ΔH°F,焓对于反应的变化,其在其标准状态下从其原始元素产生一个摩尔本化合物
- 对于涉及压力变化的反应,ΔH= q
- 反应热:ΔH°反应=ΔHF°产品- ΔH.F°反应物
- 赫斯定律指出,无论选择何种路径,每一步的焓变之和等于总焓变
- 如果ΔH是正的,则反应是吸热的;如果ΔH是负的,反应是放热的
- 熵是大自然对紊乱的趋势及其创造最可能情况的倾向于系统
- 热力学第二定律也指出,孤立系统的熵永远不会减小
- Δs.系统+δs.环境=Δ年代宇宙≥0
- 热力学的第三定律通过公约分配0J / K至任何纯物质,在绝对零和内部平衡下
- Δs= DQ.录/ T
- Gibbs自由能量是一个广泛的财产,代表反应中可获得的最大非PV工作
- 如果ΔG是负的,反应是自发的,反之亦然
- Δg = Δh - tΔs
- 正ΔH和负Δs总是导致正ΔG,反之亦然
- 正ΔH和ΔS导致负ΔG在较高温度下,反之亦然
- 负ΔH和ΔS导致较高温度的正ΔG,反之亦然
解决方案
- 溶液是单相中两种或多种化合物的均匀混合物
- 含有较多的化合物称为溶剂,含有较少的化合物称为溶质
- 理想溶液是由具有相似性质的化合物制成的溶液
- 理想情况下,稀溶液是溶质分子完全被溶剂分子分开,彼此没有相互作用的溶液
- Nonidear解决方案违反了理想和理想的稀释解决方案的条件
- 大于小分子的颗粒可以随时间形成混合物;如果由于重力随着时间的推移,这些混合物被称为胶体系统或胶体
- 廷德尔效应导致胶体悬浮体散射光
- 胶体可以通过混凝、过滤或使用半透膜来分离,这一过程被称为透析
- 就像溶质溶解在溶液一样,使得非极性溶剂溶解非极性溶质,极性溶剂溶解极性溶质
- 氢键和偶极-偶极相互作用将极性分子结合在一起
- 伦敦色散力通过瞬时偶极矩将非极性分子结合在一起
- 溶剂化是离子化合物分裂成阳离子和溶液中的阴离子的过程,并且当水是溶剂时,被极性溶剂的相反带电端包围,称为水合
- 据说水分是水相的东西
- 电解质是在水溶液中形成离子的化合物;强电解质导电性好,反之亦然
- 摩尔浓度= M =摩尔溶质/溶液体积
- Molality = M =溶解/千克溶剂的摩尔数
- 摩尔分数= X =摩尔溶质/所有溶质和溶剂的总摩尔数
- 质量百分比=质量% =(溶质质量/溶液总质量)× 100
- 百百万份= PPM =(质量溶质/总质量溶液)×106.
- 正态性度量溶液中等价物的数量
- 形成解决方案
- 溶质分子间分子间力的破坏
- 溶剂分子间分子间力的破坏
- 溶剂和溶质分子之间分子间键的形成
- ΔH.索尔=ΔH1+ΔH2+ΔH3.,其中前两步是吸热和正的,第三步是放热和负的;ΔH为负值索尔导致更强的分子间键,反之亦然
- 溶液生成的熵是正的
- 蒸气压是由分子产生的压力,该分子从液相逸出到封闭容器内的开放空间中
- 蒸汽压力随温度升高
- 当液体的蒸气压等于大气压时,发生沸腾
- 当固相的蒸气压等于液相的蒸气压时,发生熔化
- raoult的法律:pV.= X一种P.一种,适用于非挥发性溶质,其没有蒸气压
- 修改了Raoult的法律:PV.= X一种P.一种+ XB.P.B.,适用于具有蒸气压的挥发性溶质
- 对于非理想溶液,溶液的负热可以形成更强的化学键和更低的蒸汽压,反之亦然
- 溶解度是溶质在溶液中溶解的倾向
- 溶解的逆反应称为沉淀
- 当溶解和沉淀的速率相等时,溶液被称为饱和溶液,并处于动态平衡状态
- 溶解度产品= ksp= [产品]系数/ [反应物]系数在这里,反应物和生成物必须是水的或气态的
- 溶解度产物只随温度变化
- 一些溶解度的指导方针
- 几乎所有含硝酸盐(NO3.-),铵(NH4.+)和碱金属(李+, Na+K+,可溶性…)
- 含卤素的离子化合物(Cl-,BR.-,我-)除了银外,可以是可溶的(AG+),水星(Hg22+)和铅(PB2+)
- 硫酸化合物(4.2 -)是可溶的,但汞(Hg22+),铅2+)和较重的碱土金属(CA2+,Sr.2+,ba.2+)
- 含较重碱土金属的化合物(Ca2+,Sr.2+,ba.2+)与硫化物(S2 -)和氢氧化物(哦-)
- 碳酸盐(有限公司3.2 -),磷酸盐(PO4.3-)、硫化物(S2 -)和氢氧化物(哦-除了在上述情况下,通常是不溶性的
热容、相变和依数性质
- 热容C是改变物质温度所需要的能量变化的量度
- c = q /Δt
- 恒压容量C.P.大于恒定容量cV.
- q =cΔt.
- 比热:q = mcΔT, c =物质比热
- C水= 1 cal / g°C
- 咖啡杯量热计是恒压量热计的一个例子,因为它测量大气压下的能量变化,还测量反应的热量
- 炸弹量热计测量恒定体积下的能量变化
- 正常熔点和正常沸点发生在给定物质在1atm相变的地方
- 熔化热是与熔化有关的热,汽化热是与沸腾有关的热
- 相图表示物质在不同温度和压力下的相
- 只有一个点是三相都存在的,叫做三相点
- 临界温度是高于其温度,无论施加的压力如何都不能液化
- 临界温度下液化所需的压力称为临界压力
- 临界压力和临界温度定义临界点
- 凝聚性质是那些完全依赖于粒子的数量的特性,无论类型如何
- 沸点升高:ΔT = kB.mi,范特霍夫因子= i =单个溶质粒子在溶液中分解成的粒子数
- 冰点降低:ΔT = kF心肌梗死
- 渗透压:π= IMRT
酸和碱
- 阿伦尼乌斯酸是任何能在水溶液中生成氢离子的物质,阿伦尼乌斯碱是任何能在水溶液中生成氢氧根离子的物质
- Brønsted-lowry酸是捐赠质子的任何东西,Brønsted-lowry碱是接受质子的任何东西
- Lewis酸是接受电子对的任何东西,Lewis碱是捐赠电子对的任何东西
- pH = -log [h+]
- 缀合酸和碱在反应中分别对应,原始碱和酸
- 酸越强,它的共轭碱越弱,反之亦然
- K.W.= K一种K.B.KW.= 10-14
- 两性物质是可以充当酸或碱的那些,具体取决于其环境
- 强酸包括氢碘酸(HI),氢溴酸(HBr),盐酸(HCl),硝酸(HNO)3.),高氯酸(HCLO4.),氯酸(HCLO3.)、硫酸(H2所以4.)
- 强碱包括氢氧化钠(NaOH),氢氧化钾(KOH),酰胺离子(NH)2-)、氢化物离子(H-)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氧化钠(钠2氧化钙(CaO)
- 多蛋白酸是捐赠多个质子的那些
- 一般来说,如果K一种质子的值相差超过103.,第二个质子可以忽略不计
- 酸解离随着酸浓度而降低,但酸强度增加,因为虽然相对百分比解离降低,但离解离子的绝对数量增加
- 分子结构中决定哪些含氢化合物像酸的因素
- 将氢与分子结合的键的强度
- 化学键的极性
- 共轭碱的稳定性
- 在一系列氧气酸中,更多的氧气意味着更强的酸
- 氢化物在元素周期表上的酸度从左到右,从上到下增加
- 水的自动化由h表示2O + H2O H→3.O.++哦-
- ph + poh = pkW.,pH + POH = 14在25°C
- 酸解离常数k一种酸在水中的平衡常数是多少
- 对于HA + H2O H→3.O.++一个-K一种= [H+][一种-] /[哈哈]
- 碱解离常数KB.对应的共轭碱在水中的平衡常数是多少
- 对于一个-+ H2O→哦-+ ha,kB.=[哦-][哈哈]/ [-]
- 盐是一种能在水中分解的离子化合物
- 除碱金属和较重的碱土金属外,所有阳离子在水溶液中都起弱路易斯酸的作用
- 滴定是酸和碱的逐滴混合
- 一质子酸的等当点是滴定中当溶液中有等量的酸和碱时的点
- 半等当点是恰好有一半的酸被碱中和了
- 酸的浓度等于其共轭碱的浓度
- 显示滴定中溶液缓冲最好的点
- 这里,解决方案的pH等于PK一种酸的
- Henderson-Hasselbalch方程:pH = pK一种+日志(-] /[哈哈]
- 指示剂的pH值改变颜色在终点滴定
电化学
- 在氧化还原反应中,电子从一个原子转移到另一个原子
- 失去电子的原子被氧化,得到电子的原子被还原
- 氧化态
- 元素态原子的氧化态为0
- 氟的氧化态是-1
- 氢气具有+ 1的氧化状态,当粘合到金属时
- 氧气通常具有-2的氧化状态,除了过氧化物如h2O.2
- 第1组元素,碱金属,氧化态为+1
- 第2组元素,碱土金属,具有+2的氧化状态
- 第15组元素,氮族,氧化态为-3
- 第16族元素,氧族,氧化态为-2
- 第17组元素,卤素,氧化态为-1
- 被还原的原子也是氧化剂,反之亦然
- 任何氧化还原反应都有一个电势E
- 氧化反应和还原反应分别称为半反应
- 每个半反应只能具有一个电势,并且通常被列为表中的氧化或减少电位;这些值的迹象可以逆转以找到相反的半反应的值
- 2 h++ 2 e-→H2,e°= 0.00 V
- 还原势是强性质,所以一半的反应势不会乘以它们发生的次数
- 原电池或伏打电池被用来将化学能转化为电能
- 这两个电极称为阴极和阳极,分别发生还原和氧化;而且,阴极是正的,阳极是负的
- 电流在相反的电子方向上移动,从而通过从阳极到阴极的负载
- 在某些类型的电流细胞中,盐桥用于最小化电位差,防止溶液混合和短路电池
- ΔG= -NFE.马克斯,法拉第的常数= f = 96486 c / mol,n =在平衡氧化还原反应中转移的电子摩尔数
- 阳性细胞电位表示阴性ΔG,是自发反应
- ΔG=ΔG°+ RT LN(Q)
- 也看到Δg=Δg°+ 2.3rt log(q)
- ΔG°= -RT ln(K)
- 如果k = 1,则Δg°= 0
- 如果K > 1,则ΔG°< 0
- 如果K < 1,则ΔG°> 0
- 能斯特方程:E = E°- RT/nF ln(Q)
- 在给定浓度的电池中,电流会从浓度较高的一侧流向浓度较低的一侧,以产生更多的熵
- 在电解槽中,阴极是负的,阳极是阳性的
- 这些电池用于金属电镀
引用这篇文章:William Anderson (Schoolworkhelper编辑团队),“物理化学:方程式和重要事实”,在SchoolWorkHelper, 2019,//www.chadjarvis.com/physical-chemisty-equations-and -important-facts/。
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