球棍模型的概念
球棍模型知识点总结
球棍模型知识点总结球棍模型是一种用于描述多原子分子的结构和性质的简化模型。
它假设分子由一系列质点（原子）构成，这些质点通过弹簧相互连接。
球棍模型可以用于研究分子的力学性质、振动特性、热力学性质等，是化学、生物、材料科学等领域中广泛使用的理论工具。
1. 原子模型在球棍模型中，原子被简化为质点，忽略了原子的内部结构和电子云。
原子的质量和位置是球棍模型中的基本参数，通常用球形质点来表示。
原子之间的相互作用通过弹簧来描述，弹簧的刚度和原子之间的平衡距离是定义分子结构和性质的重要参数。
2. 分子结构通过球棍模型可以描述分子的结构特征，例如键长、键角、二面角等。
分子的结构参数可以通过实验测量和计算得到，对于具有特定结构的分子，通过球棍模型可以快速预测其结构。
3. 分子振动球棍模型可以用于研究分子的振动特性。
分子中原子的振动可以用简谐振动模型来描述，通过求解分子的振动方程可以得到分子的振动频率和振动模式。
这些振动特性对于理解分子内部的结构和相互作用非常重要。
4. 弹簧势能球棍模型假设相邻原子之间的相互作用可以用弹簧势能来描述，即原子之间的相互作用可以看作是由于弹簧的伸缩而产生的。
通过求解弹簧势能可以得到分子的总势能和势能曲面，这对于理解分子的稳定性和反应性非常重要。
5. 热力学性质利用球棍模型可以研究分子的热力学性质，例如热容、热膨胀、热导率等。
分子的热力学性质与其内部结构和振动特性有关，球棍模型可以帮助预测和解释这些性质。
6. 分子动力学球棍模型可以用于模拟分子的动力学行为，包括分子的运动、振动、旋转等，通过求解分子的运动方程可以了解分子的动力学行为和性质。
7. 应用领域球棍模型在化学、生物、材料科学等领域都有广泛的应用。
在计算化学中，球棍模型可以用于快速预测分子的结构和性质；在药物设计中，可以用于研究分子的相互作用和反应机制；在材料科学中，可以用于设计和优化材料的性能和结构。
8. 模型发展随着计算机技术的发展，球棍模型不断得到扩展和改进。
2021届高三化学一轮复习——微粒之间的相互作用力(知识梳理及训练)
2021届高三化学一轮复习——微粒之间的相互作用力（知识梳理及训练）核心知识梳理(一)化学键及类型化学键是物质中直接相邻的原子或离子间存在的强烈的相互作用。
(二)离子键、共价键的比较(三)判断离子化合物和共价化合物的三种方法(四)化学键的断裂与化学反应1．化学反应过程化学反应过程中反应物中的化学键被破坏。
如H2＋F2===2HF，H—H键、F—F键均被破坏。
化学反应中，并不是反应物中所有的化学键都被破坏，如(NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NH4Cl，只破坏反应物中的离子键，而共价键未被破坏。
2．物理变化过程(1)离子化合物，溶于水便电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏；熔化后，也电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
(2)有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏。
如：CO2、SO3等；有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏。
如：HCl、H2SO4等强酸。
(五)微粒电子式的书写Na＋(六)分子间作用力1．概念分子间存在着将分子聚集在一起的作用力叫分子间作用力，分子间作用力包括范德华力和氢键。
2．特点(1)分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔沸点和溶解度等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
(2)分子间作用力只存在于由共价键形成的多数化合物分子之间和绝大多数非金属单质分子之间。
但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质的微粒之间不存在分子间作用力。
3．氢键(1)氢原子与电负性较大的原子以共价键结合，若与另一电负性较大的原子接近时所形成的一种特殊的分子间或分子内作用，是一种比范德华力稍强的相互作用。
(2)除H原子外，形成氢键的原子通常是N、O、F。
4．变化规律(1)组成和结构相似的由分子组成的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。
(2)与H原子形成氢键的原子的电负性越大，所形成的氢键越强，物质的熔沸点越高。
2023年上海市杨浦区高考化学二模试卷+答案解析(附后)
2023年上海市杨浦区高考化学二模试卷1. 2021年日本将核废水中的辐射物“氚”做成卡通形象如图示，企图将核废水排入大海合理化。
下列有关氚的说法正确的是( )A. 标“+”小球表示中子B. 可表示为C. 和氕、氘的性质完全相同D. 和氕、氘都属于氢元素2. 从煤焦油中可分离出苯、甲苯等芳香烃。
关于煤焦油的下列说法错误的是( )A. 属于混合物B. 由煤分馏得到C. 难溶于水D. 利用沸点差异分离出苯、甲苯3. 下列药品易变质，其原因与氧化还原反应无关的是( )A.漂粉精 B. 溶液 C. D. 烧碱4. 室温下，能完全溶解Al和反应后的固体混合物的试剂是( )A. 稀B. 浓C. NaOH溶液D. 浓5. 与物质溶解度无关的实验是( )A. HCl通入饱和食盐水中析出晶体B. 用水吸收尾气中HClC. 冷却熔融态硫，得到淡黄色固体D. 加热浓氨水得到氨气6. 关于硫酸的说法错误的是( )A. 质量分数为B. 为C. 可干燥、CO等气体D. 稀释时有共价键断裂7. 下列图示错误的是( )A. 的电子云：B. 金刚石晶体结构模型：C. HCl形成过程：D. 球棍模型：8. 室温下，将充满的试管倒立于水中，充分反应，如图所示。
下列分析错误的是A. 不能用排水法收集B. 剩余的无色气体约占试管体积的C. 试管中的溶液能使石蕊试液变红色D. 向试管中缓慢通入，液面上升但不可能充满试管9. 下列试剂不能用来鉴别和的是( )A. 溶液B. 亚硫酸C. 溴水D. 氢硫酸10. 环辛四烯中碳碳键键长有两种：和，则环辛四烯( )A. 与乙苯互为同分异构体B. 与等物质的量的溴加成，产物只有1种C. 邻二氯代物只有1种D. 化学键b的键长为11. 海洋生物参与氮循环的过程如图所示，下列说法正确的是A. 图中微粒间的转化均属于氧化还原反应B. 酸性环境有利于反应①C. 反应③可能有氧气参与反应D. 反应③、⑤属于氮的固定12. 室温下，甲同学配制的NaCl溶液100g，乙同学配制的NaCl溶液的溶解度为水。
常见烷烃的球棍模型：
丙烷
丁烷 戊烷 癸烷 十七烷
CH4
C2H6
C3H8
C4H10 C5H12 C10H22 C17H36
分析上述烷烃的 化学式，你可以发 现它们中碳原子的 个数与氢原子的个 数之间有什么关系？
烷烃的通式：CnH2n+2 ( n≥1 )
.
练习
• 下列有机物中属于烷烃的是（ACF）
• A C2H6 B C4H8 C C15H32 • D C9H16 E C2H5OH F C6H14 • G C10H20
3、烷烃的受热分解
由于其它烷烃的碳原子多，所以其它烷烃分
解比甲烷复杂。
.
思考
1、等物质的量的下列烃完全燃烧时，消耗
氧气最多的是（ ）
A、CH4 C、C3H6
B 、C2H6
D、C6H6 √
1molC2H6变成1molC2Cl6需要氯气 的物质的量
6mol
.
正丁烷 异丁烷
分析正丁烷和异丁烷有 什么相同点和不同点？
1 234
CH3–CH–CH2–CH3 CH3 . 2– 甲基 丁烷
练习
1、等质量的下列烃完全燃烧时，消耗氧气
最多的是（A ）
A、CH4 C、C3H6
B 、C2H6 D、C6H6
C-----CO2------O2
12克
32克
说明H的质量越多消耗的O2 越多
4H----2H2O----O2
4克
32克
.
常见烷烃的球棍模型：
乙
丁
烷
烷
丙
烷
分析这些烃的结
构特点?
.
一、烷烃
在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键结合 成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合， 使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到
高中必修二有机化学
·基本描述：甲烷是一种无色无味气体。 ·熔点：-182.5℃ ·沸点：-161.5℃ ·密度：0.717g/L（标况下） ·溶解度：极难溶于水，易溶于有机溶剂。 ·燃点：538℃ ·分子结构：正四面体 ·键角：109°28′ ·晶体类型：分子晶体 ·含碳量：75%
2.化学性质
（1）稳定性 通常情况下，甲烷比较稳定（键能大）， 与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强 碱也不反应。但是在特定条件下，甲烷也会 发生某些反应。
（2）氧化反应
①剧烈氧化
C2 H4 3O2 2CO2 2H2O
Fire
现象：火焰明亮且伴有黑烟。
烯烃燃烧通式：
3n Fire Cn H 2 n O2 nCO2 nH 2O 2
②催化氧化
Catalyst H2C CH2 O2 2CH3CHO 乙醛 ③被KMnO4氧化
Attention mp.表示熔点，bp.表示沸点。
4.烷烃的化学性质
（1）稳定性 通常情况下，烷烃比较稳定（键能大）， 与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强 碱也不反应。但是在特定条件下，烷烃也会 发生某些反应。
（2）氧化反应
3n 1 Fire Cn H 2 n 2 O2 nCO2 (n 1) H 2O 2
IUPAC：International Union of Pure and Applied Chemistry
国际纯粹与应用化学联合会
（3）同分异构体的命名： 如：丁烷[C4H10]中存在两种异构体。
正丁烷
异丁烷
为了完善这种同分异构体的命名，我 们引入三个字“正”“异”“新”。
a.正：直链上没有支链。 b.异：只有在第二位上有一个甲基，其余 为直链。 c.新：只有在第二位上有两个甲基，其余 为直链。
烷烃
结构 类别
结构相似 化合物
练习：
下列五组物质中___互为同位素， 2 是同素异形体 是同素异形体， 下列五组物质中 1 互为同位素，___是同素异形体， 互为同位素 ___ 是同分异构体，___是同系物，___是同一物质。 是同系物， 5 是同分异构体， 4 是同系物 3 是同一物质
1、 、 3、 、
(B)
(D)
C ∣ C－C －C C C ∣ ∣ C－ C C － C－ C ∣ C C－ C ∣ ∣ C C
(F)
(H)
练习： 练习：
A、判断下列物质中相同的是_______________ 、判断下列物质中相同的是 ②和④ ⑤和⑥ B、属于同分异构体的是______________ ④ 、属于同分异构体的是 ①和② 或①和 C、属于同系物的是____________________________ 、属于同系物的是 ① 、 ③和⑤ 或② 、③和⑤…… ① CH3—CH2—CH2 CH3 ③ CH3—CH2—CH3 ⑤ CH3—CH2—CH—CH3 CH3 ② CH3—CH—CH3 CH3 ④ CH3 CH—CH3 CH3 ⑥ CH3—CH—CH3 CH2 CH3
常温下状态： 常温下状态： 1-4：气态 ： 5-16：液态 ： 17以上：固态 以上： 以上
3、化学性质 、
（1）氧化反应
3n + 1 CnH 2 n + 2 + O 2 点燃 → nCO 2 + (n + 1) H 2O 2
均不能使KM 褪色，不与强酸，强碱反应。 均不能使KMnO4褪色，不与强酸，强碱反应。
12 6
C
14 6
C
2、白磷、红磷 、白磷、 4、CH3CH3、CH3CHCH3 、 | CH3
球棍模型的原理
球棍模型的原理球棍模型是一种常见的分子模型，也被称为物理空间模型或空间线旋模型。
它是一种基于球和棍子的形式，用于描述分子结构和化学键的方向和密度。
球棍模型通过将离子和原子表示为球体，将化学键表示为棍子或线段，以及使用颜色来标识不同元素来构建分子模型。
球棍模型的原理是基于分子行为的实验数据，使用图形方式描述分子的结构，例如键长，键角和转动角度，可以帮助化学家更好地理解分子结构与属性之间的关系，从而更好地设计新化合物。
球棍模型的构建旨在反映现实世界中的分子形态，因此必须遵循一些基本规则。
首先，每个球和棍子的大小和形状应该代表实际分子部件的尺寸，这包括原子和键的直径大小，棍子长度和角度大小。
其次，球和棍子的颜色应该代表实际分子中不同的原子或离子类型，常用的有黑色代表碳，红色代表氧，蓝色代表氮，白色代表氢，等等。
最后，分子中化学键的长度和角度应该符合实验测量结果。
球棍模型在分析分子结构、观察分子间作用力和预测化学反应方面都有很重要的作用。
例如，在研究分子间有机物相互作用时，可以使用球棍模型来模拟分子间相互作用的类型和程度。
此外，可以使用该模型来观察分子的自旋和振动模式，以及了解化学反应中原子的位置和移动轨迹，从而更好地预测反应类型和速率。
值得注意的是，虽然球棍模型能够直观地展示分子内部的结构和键的方向，但是它并不能表达原子充电状态以及有机化合物中自旋和振动状态之间的相互作用关系。
因此，在使用球棍模型时，需要注意分子的实际状态和性质，避免对结果产生误解。
总之，球棍模型以其可视性和表现力而被广泛使用，并在化学教育、科学研究和化学工业中起着至关重要的作用。
通过球棍模型的构建，可以更好地理解和解释分子间的化学键以及它们之间的相互作用，从而更好地预测分子结构与性质之间的关系，为化学工业的发展提供了宝贵的指导和支持。
共价键
主要特点
饱和性
方向性
在共价键的形成过程中，因为每个原子所能提供的未成对电子数是一定的，一个原子的一个未成对电子与其 他原子的未成对电子配对后，就不能再与其它电子配对，即，每个原子能形成的共价键总数是一定的，这就是共 价键的饱和性。
共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系 ，是定比定律（law of definite proportion）的内在原因之一。
2、配位共价键（coordinate covalent bond）
配位共价键简称“配位键”是指两原子的成键电子全部由一个原子提供所形成的共价键，其中，提供所有成 键电子的称“配位体（简称配体）”、提供空轨道接纳电子的称“受体”。常见的配体有：氨气（氮原子）、一 氧化碳（碳原子）、氰根离子（碳原子）、水（氧原子）、氢氧根（氧原子）；受体是多种多样的：有氢离子、 以三氟化硼（硼原子）为代表的缺电子化合物、还有大量过渡金属元素。对配位化合物的研究已经发展为一门专 门的学科，配位化学。
历史
早期历史
近代史
图1在古希腊，化学还没有从自然哲学中分离的时代，原子论者对化学键有了最原始的设想，恩培多克勒 （Empedocles）认为，世界由“气、水、土、火”这四种元素组成，这四种元素在“爱”和“恨”的作用下分裂 并以新的排列重新组合时，物质就发生了质的变化。这种作用力可以被看成是最早的化学键思想。
2、非极性共价键（non-polar bond）
由同种元素的原子间形成的共价键，叫做非极性共价键。同种原子吸引共用电子对的能力相等，成键电子对 匀称地分布在两核之间，不偏向任何一个原子，成键的原子都不显电性。 非极性共价键存在于单质中，也存在 于某些化合物中，完全由非极性键构成的分子一定是非极性分子（但有的非极性分子中含有极性键）。
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球棍模型的概念
球棍模型（bead and stick model）是一种用于描述分子结构和相互作用的模型。
它是通过将分子中原子和化学键用小球和棍子来表示，来描述分子的三维结构和空间取向。
球棍模型可以在分子层次上展示原子之间的空间关系，使人们更好地理解分子的构成和函数。
该模型最早应用于有机化学，但随着科学技术的发展，也广泛应用于无机化学、生物化学、药学、材料科学等领域。
在球棍模型中，每个原子用一个小球代表，不同种类的原子可以用不同颜色的小球来表示。
小球之间通过棍子连接，棍子代表化学键，可以是直线、弯曲或者扭曲的形状。
化学键的长度、角度和扭转可以准确地反映分子的几何构型。
通过球棍模型，我们可以更好地理解和预测分子的性质和反应。
它可以帮助我们理解分子间的化学键强度、分子间的空间取向、分子的稳定性和反应性等。
通过观察模型，我们可以直观地了解分子的构造和排列，以及原子之间的相互作用。
除了对分子结构的静态描述，球棍模型也可以用于描述分子的动态结构。
通过计算机模拟，可以模拟分子在空间中的运动和变化。
这种动态球棍模型可以帮助研究人员更好地理解分子间的相互作用、反应和运动规律。
球棍模型的优点是简单直观，易于理解。
通过观察模型，我们可以直接看到分子
的形状、空间取向和相对位置。
这有助于我们更好地理解分子的结构和功能。
然而，球棍模型也存在一些局限性。
首先，球棍模型无法准确表示原子的真实大小和电荷分布情况。
小球大小的尺寸通常是经验参数，不能真实地反映原子的电子云分布。
其次，球棍模型也无法直接反映分子的电子结构、电荷分布和分子轨道等信息。
对于涉及到电子云分布和分子的电子性质的研究，需要使用更为复杂的量子力学方法和计算模型。
为了解决球棍模型的局限性，科学家们还发展了更为精确的模型，如量子力学模型、分子轨道模型和密度泛函理论等，这些模型可以更精确地描述分子的电子结构和性质。
总结起来，球棍模型是一种简单直观的分子模型，通过小球和棍子来表示分子的构造和空间取向。
它可以帮助我们直观地了解分子的结构和相互作用，但也存在一些局限性。
在研究分子的电子结构和性质时，需要使用更为精确的模型和方法。