笔记较为混乱。

Allotrope 同素异形体

Peroxide 过氧化物

Superoxide 超氧化物

Toxic 有毒的

Nomenclature 命名法

Types of Formulas

Empirical Formulas (实验式): give the lowest whole-number ratio of atoms.

Molecular Formulas (分子式): give the exact number of atoms.

Structural Formulas (结构式): show the order in which atoms are bonded. (Perspective drawings also show three-dimensional array of atoms in a compound)

Ions 离子

Cations (阳离子)，Cathode (阴极)

Anions (阴离子)，Anode (阳极)

Ions Bonds

Ionic Compounds

Cation: 直接写元素名称。如果可变价态，则在括号内用罗马数字标出。
Anion:
- is an element: 将名称改为 -ide 结尾。
- is a polyatomic ion: 直接写名称。

Examples: $\ce{Fe2O3}$ - Iron(III) Oxide; $\ce{FeSO4}$ - Iron(II) Sulfate; $\ce{Fe3O4}$ - Ferriferrous Oxide / Iron Oxide Black / Magnetic Oxide.

Oxyanions (含氧阴离子):
- 氧更少的以 -ite 结尾，氧更多的以 -ate 结尾。
Examples: $\ce{NO2-}$ - Nitrite; $\ce{NO3-}$ - Nitrate; $\ce{SO3^2-}$ - Sulfite; $\ce{SO4^2-}$ - Sulfate.
- 氧最少的以 hypo- 开头，氧最多的以 per- 开头。
Examples: $\ce{ClO−}$ - Hypochlorite; $\ce{ClO4-}$ - Perchlorate.
Acid:
- 非含氧酸：元素名加 -ic acid 结尾并以 hydro- 开头。
- 含氧酸以 -ite 结尾：变为 -ous acid 结尾。
- 含氧酸以 -ate 结尾：变为 -ic acid 结尾。
Examples: $\ce{HCl}$ - Hydrochloric Acid; $\ce{HClO}$ - Hypochlorous Acid; $\ce{HClO4}$ - Perchloric Acid; $\ce{H2SO3}$ - Sulphurous Acid; $\ce{H2SO4}$ - Sulphuric Acid.

$\ce{OH-}$ - Hydroxide.

$\ce{HCO3-}$ - Bicarbonate.

$\ce{HSO4-}$ - Bisulfate.

$\ce{CN-}$ - Cyanide.

Binary Compounds

使用希腊数字前缀表示原子数。第一个元素只有一个的话不加 mono-。
第二个元素结尾改为 -ide。
两个元音相遇，通常会舍一个。

Prefix	Mono-	Di-	Tri-	Tetra-	Penta-
Meaning	1	2	3	4	5
Prefix	Hexa-	Hepta-	Octa-	Nona-	Deca-
Meaning	6	7	8	9	10

Examples: $\ce{CO}$ - Carbon Monoxide; $\ce{N2O5}$ - Dinitrogen Pentoxide.

Organic Compounds

Alkanes (烷烃):

Suffixes: -ane.
Prefixes: meth- (1), eth- (2), prop- (3), etc.

Alcohol (醇):

Suffixed: -ol
Prefixes: methan- (1), ethan- (2), etc.

$\ce{CH3COOH}$ - Acetic Acid (醋酸).

$\ce{CH3COO-}$ - Acetate (醋酸根).

$\ce{HCOOH}$ - Formic Acid (甲酸, 蚁酸)

Glucose (葡萄糖).

Reactions

Combustion Reaction 燃烧反应

Combination Reaction 化合反应

Decomposition Reaction 分解反应

Aqueous Solution

Solvent (溶剂), solutes (溶质).

Dissociation 解离

\ce{NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)}

Electrolyte 电解质: dissociates into ions when dissolved.

Metathesis Reactions 复分解反应

Precipitation Reactions 沉淀反应

Neutralization Reactions 中和反应

Oxidation Reduction (Redox) Reactions 氧化还原反应

Dilution 稀释

Molarity (摩尔浓度): $1 \text{ M} = 1 \text{ mol} / \text{L}$ 。

Titration 滴定

Acid Base Indicator: $\ce{In}$ (酚酞), Hydrangea (绣球花, 酸蓝碱紫), Litmus (石蕊), Bromothymol Blue (溴麝香草酚蓝, 酸黄碱蓝)

Electronic Structure of Atoms

Electromagnetic Spectrum 电磁波谱

Ultraviolet 紫外线

Infrared 红外线

Radio Waves 无线电波

Bohr’s Model 玻尔模型

E = -hc R_H \left(\frac{1}{n^2}\right)

\frac{1}{\lambda} = R_H \left(\frac{1}{n_i^2} - \frac{1}{n^2}\right)

氢原子的第一电离能为 $-13.6 \text{ eV}$ 。

Wave Particle Duality 波粒二象性

P = mv = \frac{h}{\lambda}

\lambda = \frac{h}{P} = \frac{h}{mv}

The Uncertainty Principle 不确定关系

\Delta x \cdot \Delta (mv) \ge \frac{h}{4\pi}

微观粒子不能同时确定坐标（Position）和动量（Momentum）。

Quantum Numbers 量子数

Principal Quantum Number (主量子数) $n$
Angular Momentum Quantum Number (角量子数) $l$
Magnetic Quantum Number (磁量子数) $m_l$
Spin Magnetic Quantum Number (自旋磁量子数): $m_s$ $

节点（Nodes）数等于 $n - 1$ 。

主量子数 $n$ 越小，能量越低。

表示

Electron Configurations 电子组态: $4p^5$ .

Condensed Electron Configurations: $[\ce{Ne}] 3s^1$ .

Orbital Diagrams 轨道示意图

规律

Pauli Exclusion Principle 泡利不相容原理: 相反

Hund’s Rule 洪特规则: 优先空轨道

The lowest-energy orbitals are filled first. (最低能量原理)

徐光宪规律: energy value = $n + 0.7 \cdot l$ .

Aufbau Priciple 构造原理

Slater’s Rules 斯莱特法则

Calculate Effective nuclear charge (有效核电荷):

Z_{\text{eff}} = Z - S

其中， $Z$ 是原子序数； $S$ 是屏蔽常数，计算方式如下：

把轨道分组如： $(1s)(2s~2p)(3s~3p)(3d)(4s~4p)(4d)(4f)\cdots$ ，右侧小组对左侧无影响。
小组内其余电子每个贡献 $0.35$ ； $1s$ 中为 $0.3$ 。
若自己不是 $d, f$ ，那么左侧相邻小组每个电子贡献 $0.85$ ；否则贡献 $1$ 。
左侧不相邻小组每个电子贡献 $1$ 。

$Z_{\text{eff}}$ 随原子序数递增。

Size of Atoms & Ions

电子越多越大。

Ionization Energy & Electron Affinity

Properties of Metal & Nonmetals & Metalloids

Metals: Metals tend to be lustrous (有光泽的), malleable (可锻造的), and good conductors of heat and electricity.

Metal oxides tend to be basic (碱性的).

Nonmetals: Nonmetals are dull (暗的), brittle substances that are poor conductors of heat and electricity.

Most nonmetal oxides are acidic (酸性的).

Metalloids (准金属): Metalloids have some characteristics of metals and some of nonmetals. e.g., $\ce{Si, Ge}$ .

Group Trends

Alkali Metals (碱金属): Alkali metals are soft, metallic solids. They have low densities and melting points. e.g., $\ce{Li, Na, K, Rb, Cs, Fr}$ .

Alkaline Earth Metals (碱土金属): Alkaline earth metals have higher densities and melting points than alkali metals. e.g., $\ce{Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra}$ .

Group VIA: Tellurium ( $\ce{Ti}$ ) is a metalloid. The radioactive polonium ( $\ce{Po}$ ) is a metal. e.g., $\ce{O, S, Se, Ti, Po}$ .

Group VIIA - Halogens: e.g. $\ce{F, Cl, Br, I, At}$ .

Group VIIIA - Noble Gases: $\ce{Xe, Kr}$ can form stable compounds with fluorine. e.g., $\ce{He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn}$ .

Intramolecular Forces 分子内作用力

Covalent Bonds 共价键

Lewis Structure: 点表示电子，线表示化学键。

Bond Polarity 键的极性

Polar Covalent Bonds (极性共价键)

Electronegativity (EN, 电负性):

$> 2.0$ : Ionic Bond
$0.5 - 2.0$ : Polar Covalent Bond
$< 0.5$ : Covalent Bond

Dipole Moment (键极矩):

\mu = Q \cdot r

Unit: Debye, $1 \text{ D} = 3.336 \times 10^{-30} \text{ C} \cdot \text{m}$ .
Vector, from positive to negative.

Intermolecular Forces 分子间作用力

Van der Waals Forces 范德华力

London Dispersion Forces (色散力): [所有分子]

电子的运动可以产生一个瞬时偶极矩，使分子电荷瞬时分布不均。
分子量大、分子变形性大（长、瘦）的分子色散力更大。这可以解释 $\ce{F2} \to \ce{I2}$ 、 $\ce{C_nH_{2n + 2}}$ 的熔沸点依次升高。
Polarizability (极化率): 电子云偏移的倾向。极化率越大，分子间作用力越大。

诱导力: [极性与非极性 & 极性与极性]

极性分子诱导非极性分子电子云变形。
这可以解释 $\ce{He} \to \ce{Xe}$ 在水中的溶解度依次增大。

Dipole-Dipole Interactions (取向力): [极性与极性]

固有偶极子（Permanent Dipole）与偶极子之间的静电引力。
大小与温度有关。

少数强极性分子间以取向力为主，其余大多数分子间作用力以色散力为主。

Hydrogen Bonding 氢键

$\ce{H}$ 和高电负性的 $\ce{N, O, F}$ 间易形成氢键。

被认为是取向力的一种。

具有方向性和饱和性（配位数一般是 $2$ ）。

Ion-Dipole Interactions 离子-偶极相互作用

e.g. $\ce{NaCl}$ dissolves in $\ce{H2O}$ .

Surface Tension 表面张力

大小受温度和界面两相物质的性质有关。分子间作用力大、温度低的分子表面张力更大。

Wetting 润湿:

Cohesive Force (内聚力): 将相似分子结合在一起的分子间作用力，例如水中的氢键。

Adhesive Force (附着力): 将物质与表面结合的分子间作用力。
润湿 (Wetting): 附着力大于内聚力，因此接触水的玻璃表面的水分子更倾向于附着在玻璃壁上，形成凹面。

非润湿 (Non-Wetting): 内聚力大于附着力，因此接触玻璃的汞分子更倾向于彼此附着，形成凸面。

Capillary Action: When small diameter glass tube or capillary is placed in water, water rises in the tube.

Viscosity (粘度): 液体流动的阻力称为粘度。分子间作用力大、温度低的分子粘度更大。

Phases 物相

Condensed Phases 凝聚态

Solid & Liquid Crystals & Liquid.

Liquid Crystals 液晶

An intermediate state between solid state and liquid state.

长度远大于宽度、刚性、扁平、取向力、容易对准。能流动、各项异性。

Nematic Liquid Crystals (向列型液晶): 单轴有序。
Smectic Liquid Crystals (层列型液晶): 双轴有序，分层。
Cholesteryl Liquid Crystals (胆固醇型液晶): 分层成角度。

Phase Changes

Heat of Fusion (熔解热), Heat of Vaporization (蒸发热), Heat of Sublimation (升华热): $\Delta H_{\text{fus}} + \Delta H_{\text{vap}} = \Delta H_{\text{sub}}$ .

Critical Temperature 临界温度 & Critical Pressure 临界压力:

使气体液化的最高温度 / 最低压力。

Vapor Pressure 蒸汽压:

蒸发的气态分子撞击液面回归液态。平衡时，气态分子对液体产生的压强称为蒸汽压。

温度一定，蒸汽压一定；温度越高，蒸汽压越高。

Clausius-Clapeyron Equation:

\ln P = -\frac{\Delta H_{\text{vap}}}{RT} + C

其中， $C$ 是常数； $T$ 是绝对温度； $R$ 是气体常数， $R = 8.314 \text{ J} / (\text{mol} \cdot \text{K})$ ； $\Delta H_{\text{vap}}$ 是摩尔蒸发热（molar enthalpy of vaporization）。

Boiling Point (沸点): 蒸汽压等于大气压时的温度。
Normal Boiling Point: 蒸汽压等于 $760 \text{ torr}$ 时的温度。

饱和蒸汽压越高，沸点越低，挥发性越强。

Phase Diagrams 相图

温度与压强对于相变影响的关系图称为相图。

Sublimation Curve (升华线)

Vapor-Pressure Curve: starts the Triple Point ( $T$ , 三相点) and ends at a Critical Point ( $C$ , 临界点).

Melting Curve (溶解线)

Supercritical Fluids (SCF, 超临界流体): above the critical point.

Solutions

Solute 溶质

Solvent 溶剂

Dissolve 溶解

Crystallize 结晶

Disperse 分散

Solubility

Saturated 饱和

Unsaturated 不饱和

Supersatuated 过饱和的

Seed Crystal 晶种

温度升高，大多数溶解度升高，小部分（ $\ce{Ca(OH)2}$ 、气体等）溶解度降低。

醇的碳越少，越易溶。

Henry’s Law (亨利定律):

S_g = k P_g

其中， $S_g$ 是气体的溶解度； $k$ 是与溶质、溶剂有关的常数； $P_g$ 是气体的分压。

Mass Percentage: $\frac{\text{mass of } A}{\text{total mass}}$ .

ppm: parts per million (百万分之一)
ppb: parts per billion (十亿分之一)

Mole Fraction: $X = \frac{\text{moles of } A}{\text{total moles}}$ .

Molarity: $M = \frac{\text{moles of } A}{\text{volume of solution}}$ ( $\text{mol} / \text{L}$ ). [CAUTION]

Molality: $m = \frac{\text{moles of } A}{\text{mass of solvent}}$ ( $\text{mol} / \text{kg}$ ). [CAUTION]

Colligative Properties 依数性

在非电解质稀溶液中的这些性质与溶质的本性无关，而只与溶质数量有关。

Lowering of Vapor Pressure:

蒸汽压降低。
Raoult’s Law (拉乌尔定律):
$P = X_A P^{\circ}_A + X_B P^{\circ}_B$
where, $X$ is the mole fraction; $P^{\circ}$ is the normal vapor pressure at that temperature.

If $A$ or $B$ is solid, $P^{\circ} = 0$ .
电解质溶液蒸汽压降低比非电解质溶液明显。

Raising of Boiling Point:

由于蒸汽压降低，沸点升高。
$\Delta T_b = K_b \cdot m$
where, $K_b$ is a constant related to the solvent; $m$ is the molality.

So $T_b = T^{\circ}_b + \Delta T_b$ .

Lowering of Freezing Point:

由于蒸汽压降低，凝固点降低。
$\Delta T_f = K_f \cdot m$
where, $K_f$ is a constant related to the solvent; $m$ is the molality.

So $T_f = T^{\circ}_f - \Delta T_f$ .

Colligative Properties of Electrolytes (电解质的依数性):

浓度越高，溶解的例子越容易短暂地重新结合。
van’t Hoff Factor:
$\Delta T = K \cdot m \cdot i$
where, $m$ is the molality; $i$ is van’t Hoff Factor.

强电解质的 $i$ 为解离出的离子数，弱电解质约为 $1$ 。

Osmosis (渗透):

Semi-Permeable Membranes 透膜 (which colloids cannot pass through)

Isotonic 等渗的

Hypertonic 高渗的

Crenation 皱缩

Hypotonic 低渗的

Hemolysis 溶血

Osmotic Pressure:
$\pi = \frac{n}{V} RT = MRT$
where, $M$ is the molarity; $R = 0.0821 \text{L} \cdot \text{atm} / (\text{mol} \cdot \text{K})$ ; $[^{\circ}\text{K}] = 273.15 + [^{\circ}\text{C}]$ .
Reverse Osmosis:

加压把水逼出来。