化学竞赛中所需的数据库资源推荐

拓展资料汇总

Posted by wszqkzqk on August 1, 2021
本文字数:2499

我为什么要写一篇推荐数据库资源的博客

虽然裴坚老师一再强调:

不要记数据、不要记数据、不要记数据……

然鹅,我个人认为,只要避免了僵化地套用数据,其实在大脑中形成一套半定量的性质比较体系对选择性的判断还是很有帮助的。真题要求你见过的经典物质的半定量性质比较也不是不可能

而且,第34届国初的第8题大家也都看到了对吧……本来是一道相对简单的题,但我身边就有很多同学没有得到满分(还有个别同学实在有点惨……),如果对物质性质没有一点半定量的认识,要做对这道题想必还是不太容易……

我在此向学弟学妹们推荐一些简单易用的数据库资源,帮助大家形成“半定量认识”。

碳正离子稳定性定量数据

化学竞赛中定量说明碳正离子稳定性的数据可能确实不是很方便查,在本站中,我自己搜集归纳整理了一部分数据,供学弟学妹们参考

氢负离子亲和能(HIA)可以反映碳正离子的稳定性,数值越小代表碳正离子越稳定
这种比较方法的优点是数据具体定量可测,比较方便;但是,由于这种HIA是在气相中测定的,只能反映气相中的碳正离子稳定性,完全忽略了溶剂效应的影响,因此在具体环境中的碳正离子稳定性顺序可能与下表存在显著差异。如:

  • 由-OH、-NH2共轭稳定的碳正离子在实际环境中一般有较强的溶剂化稳定作用,相对稳定性一般高于HIA相近但溶剂化作用不佳的其他碳正离子

另外应当注意,HIA是指从1 mol气态基态的分子解离为足够远的1 mol对应的碳正离子与1 mol氢负离子所吸收的能量,是一个热力学概念,不能说明动力学意义上的稳定性,甚至也不能完全代表热力学上的反应倾向大小。如:

  • 质子化的苯由于有较好的共轭与超共轭作用充分稳定化碳正离子,HIA较小,但是其很容易消除形成苯。(易于消除的原因可以用波恩-哈勃化学循环理解,具体方法请读者自行思考,此处不再赘述)
碳正离子 氢负离子亲和能(kJ/mol)
c-C7H7+ 841
质子化的苯 887
(C6H5)3C+ 900
H2N-CH2+ 912
一个环丙基与两个甲基稳定的碳正 912
PhC(Me)2+ 920
c-C3H3+ 925
Ph2CH+ 929
tBu-C(CH3)2+ 937
2-降冰片基正离子再多个甲基 941
一个烯基与两个甲基稳定的碳正 941
W烯稳定的碳正 941
质子化的环戊二烯 941
一个环丙基与一个甲基稳定的碳正 962
2-降冰片基正离子 967
t-Bu+ 967
PhCH2+ 979
一个烯基与一个甲基稳定的碳正 987
HO-CH2+ 1017
i-Pr+ 1030
s-Bu+ 1033
叉叉烯碳正 1038
c-C3H5-CH2+ 1042
烯丙基正离子 1072
CH2=CH(CH3)+ 1079
环戊二烯基正离子 1080
n-Bu+ 1109
i-Bu+ 1109
n-Pr+ 1113
炔丙基正离子 1130
C2H5+ 1142
C2H3+ 1201
F-CH2+ 1213
C6H5+ 1247
CH3+ 1306

(这个表在本网站上只能用HTML语言写,字没几个,一堆<sub></sub><sup></sup>,屑死我了 qwq)

  • 2022.01.18更新:是我当时太傻了,用自动化工具画还是比较方便~

键能数据

这个当然首推iBonD

#~/img/ibond.webp

这是个中国人做出来的数据库,由南开大学与清华大学合作完成,内容丰富,注册简单(随便输个邮箱、用户名即可,比如Donald Trump,不需要验证邮箱),查找方便,只需要画出结构式即可,支持相似查找与取代基查找

#~/img/ibond-bde.webp

酸度

这个要分有机与无机

有机:依然首推iBonD

#~/img/ibond-pka.webp

无机:其实各大教材后面基本上都有,但是可能不够用,这里我推荐一个德国大佬建的相对小众的网站:Das Periodensystem der Elemente online ,数据齐全,甚至包含许多阳离子的分级水解常数,也有收录大量有机羧酸、磺酸,但是对有机化学中的氢碳酸的有价值讨论不多,不建议作为有机数据的主要来源,网站的数据来源为第三方参考书或参考文献,统一整合,较为实用

PS. 网站为德语,但对于数据查阅其实不妨碍(只需要知道pKs就是pKa,德语中的Säure),直接Ctrl+F输入化学式查找即可

#~/img/periodensystem-online-pks-lossless.webp

更多无机数据

配合物稳定常数与溶度积数据在一般教材上也有,如果需要更多数据仍然推荐查阅Das Periodensystem der Elemente online的配合物稳定常数表溶度积表
但是,我个人仅推荐在必要时查阅,不推荐去根据这个表形成半定量思维,因为这个表太全了,存在一些“颠覆认知”的数据,且这些数据过于理想化,基于这些数据主观感受很可能与实验不符

标准电极电势也一般可以在无机教材或者分析教材上找到,这里推荐Wikipedia的标准电极电势表
缺点就是很多人都不能访问Wikipedia……

#~/img/Wikipedia-biaozhundianjidianshi-lossless.webp

#~Oxidation-und-Reduktion.webp

但是这些数据好像没有汇总的,需要分元素查看,打开想要查看的元素的界面后点击右侧的Oxidation und Reduktion即可

其他有趣的资料库

以下列出的“资料库”不一定是“数据库”

Wikipedia矿物列表

这是一个矿物的中英文名称对照列表,按新丹纳矿物分类(Dana classification)排序,同时给出了矿物的化学式以及部分矿物的空间群,还附有一些图片,可作元素化学或结构化学的拓展材料使用
#~/img/Wikipedia-kuangwuliebiao.webp

Wikipedia离子半径表

了解离子半径对结构化学还是很有帮助(对有机化学也可能有部分帮助,典型非金属原子的范德华半径≈对应的简单阴离子半径,立体化学上兴许有点用……)
#~/img/Wikipedia-lizibanjing-lossless.webp

Wikipedia质子亲和能表

质子亲和能,反映气相碱性,其实没什么用,玩玩即可
#~/img/Wikipedia-zhiziqinheneng-lossless.webp

Wikipedia晶体场分裂图

这个很多无机书上都有,但是都不全,虽然国初考纲中仅仅要求八面体配合物的晶体场理论,但是众所周知,化学竞赛的考纲就是一张废纸,这些看一看也无妨,还有助于提高分子轨道的分析能力qwq(但是也不用看多了,复杂分裂考的概率极小)
这个图并不大,考虑到多数同志都不便访问Wikipedia,我就直接给大家附上了:
#~/img/晶体场分裂图.webp

COD

晶体数据库,但是说实话,现在的机构晶体题难度比国初国决不知道高了多少,其实看太多于应试也没什么用,玩玩即可~
#~/img/crystallography.webp

还有什么要推荐的等我想起来再写吧……
部分补充也可能放在评论区

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