Pobierz prezentację
OpublikowałIzaak Pyra Został zmieniony 10 lat temu
1
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
CHEMIA OGÓLNA WYKŁAD 3
2
Oddziaływania międzycząsteczkowe
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Oddziaływania międzycząsteczkowe Siły Van der Waals'a: oddziaływania dipol - dipol (d-d), oddziaływania trwały dipol – indukowany dipol (d-i), oddziaływania indukowany dipol – indukowany dipol (i-i), siły dyspersji Londona.
3
Wiązania wodorowe mostek tlenowy wodzie wiązania wodorowe
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Wiązania wodorowe mostek tlenowy wodzie wiązania wodorowe w strukturze DNA
4
Stany skupienia materii
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Stany skupienia materii ciało stałe ciecz gaz plazma
5
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
6
Naturalne stany skupienia pierwiastków
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej g - gas l - liquid g l Naturalne stany skupienia pierwiastków
7
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Gaz Faza – cześć układu jednorodna w całej swojej objetości zarówno pod względem chemicznym, jak i fizycznym. Gaz – faza, w której energia atomów wynosi: k - stała Boltzman’a, T – temperatura bezwzględna.
8
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Gaz doskonały gaz składa się z cząsteczek (atomów) będących w nieustającym, przypadkowym ruchu, cząsteczki (atomy) można traktować jako punkty bezwymiarowe, można zaniedbać wymiary cząsteczek, zderzenia między cząsteczkami są doskonale sprężyste.
9
Prawa gazu doskonałego
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Prawa gazu doskonałego Prawo Avogadro: Jednakowe objętości różnych gazów znajdujących się pod tym samym ciśnieniem i w tej samej temperaturze zawierają jednakową liczbę cząsteczek N - liczba Avogadro 1 mol każdego gazu w warunkach normalnych (T=273,15K (00C) p= 1013,25hPa (1atm.)) zajmuje taką samą objętość
10
Prawo Boyle – Mariotte'a:
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Prawo Boyle – Mariotte'a: W stałej temperaturze (warunki izotermiczne) iloczyn ciśnienia i objętości jest wartościa stałą. stąd:
11
Izotermy dla różnych temperatur
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Izotermy dla różnych temperatur
12
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Prawo Gay – Lussac’a: przy stałym ciśnieniu (warunki izobaryczne) objętość danej masy gazu zmienia się proporcjonalnie do temperatury. stąd:
13
Izobary dla różnych ciśnień
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Izobary dla różnych ciśnień
14
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Prawo Charles’a: przy stałej objętości (warunki izochoryczne) ciśnienie gazu zmienia się proporcjonalnie do zmian temperatury. stąd:
15
Izochory dla różnych objętości gazu
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Izochory dla różnych objętości gazu
16
Równanie stanu gazu doskonałego (Clausiusa-Clapeyrona):
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Równanie stanu gazu doskonałego (Clausiusa-Clapeyrona): p - ciśnienie [Pa], v - objętość [m3], n - liczba moli gazu [mol], R – uniwersalna stała gazowa [Pa·m3/mol·K], T – temperatura bezwzględna [K].
17
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Prawo Daltona: ciśnienie całkowite mieszaniny gazów jest sumą ciśnień cząstkowych składników. Ciśnienie parcjalne (cząstkowe) – jest to ciśnienie składnika mieszaniny gazów, jakie wywierałby na ścianki naczynia, gdyby znajdował się w nim sam.
18
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
wiedząc, że: oraz: Ciśnienie parcjalne (cząstkowe) gazu jest równe iloczynowi ciśnienia całkowitego i ułamka molowego tego składnika w mieszaninie gazu.
19
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Dyfuzja gazów Dyfuzja jest to spontaniczne rozprzestrzenianie się cząsteczek gazu wywołane nieustannym ruchem molekularno-kinetycznym.
20
Prawo dyfuzji Grahama:
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Prawo dyfuzji Grahama: u – szybkość dyfuzji, t – czas przepływu, d - gęstośc gazu, M – masa molowa.
21
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Gaz rzeczywisty cząsteczki gazu rzeczywistego posiadają objętość własną, występują pomiędzy nimi oddziaływania między-cząsteczkowe, zderzenia cząstek nie są doskonale sprężyste. Gazy rzeczywiste w warunkach wysokiego ciśnienia i niskiej temperatury nie stosują się do praw gazu doskonałego.
22
Odchylenia od praw gazu doskonałego
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Odchylenia od praw gazu doskonałego
23
Równanie stanu gazu rzeczywistego:
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Równanie stanu gazu rzeczywistego: a, b - stałe charakterystyczne dla danego gazu, (n2a/V) - korekta ciśnieniowa, (nb) – korekta objętościowa.
24
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Plazma Plasma - stan typowy dla gazów zjonizowanych. Występują w niej neutralne cząsteczki, zjonizowane atomy oraz elektrony, jednak cała objętość zajmowana przez plazmę jest elektrycznie obojętna. Plazma przewodzi prąd elektryczny, a jej opór elektryczny, inaczej niż w przypadku metali, maleje ze wzrostem jej temperatury.
25
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Ciecz podobnie jak w gazie, cząsteczki mają pełną swobodę przemieszczania się w objętości zajmowanej przez ciecz, występują między nimi oddziaływania międzycząsteczkowe, które się jednak w obrębie objętości cieczy znoszą nawzajem, oddziaływania międzycząsteczkowe nie znoszą się na granicy cieczy z inną fazą na skutek czego występuje zjawisko zwane napięciem powierzchniowym, ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, energia kinetyczna oddziaływań pomiędzy cząsteczkami cieczy jest wyższa niż pomiędzy cząsteczkami gazu.
26
Napięcie powierzchniowe
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Właściwości cieczy Napięcie powierzchniowe Siły odziałujące na cząsteczki cieczy przy powierzchni w naczyniu oraz w kropli.
27
Efekt występowania napięcia powierzchniowego wody.
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Napięcie powierzchniowe – praca powtrzebna do zwiększenia powierzchni cieczy o jednostkę. Efekt występowania napięcia powierzchniowego wody.
28
Lepkość Rodzaje przepływu cieczy.
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Lepkość Rodzaje przepływu cieczy.
29
Warstwy cieczy poruszające się w przepływie laminarnym.
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Warstwy cieczy poruszające się w przepływie laminarnym.
30
Lepkość – miara oporu wewnętrznego cieczy przeciw płynięciu.
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Siła potrzebna do nadania gradientu prędkości pomiędzy dwoma warstwami cieczy wyraża się wzorem: - lepkość dynamiczna, A - powierzchnia, v - szybkość, x – odległość pomiędzy warstwami cieczy. Lepkość – miara oporu wewnętrznego cieczy przeciw płynięciu.
31
Efekt wlewania cieczy o wyższej lepkości (mleko) do wody.
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Lepkość maleje ze wzrostem temperatury zgodnie z równaniem Arheniusa: A - stała, charakterystyczna dla cieczy, EA – energia aktywacji przepływu, R – stała gazowa, T – temperatura bezwzględna. Efekt wlewania cieczy o wyższej lepkości (mleko) do wody.
32
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Ciała stałe atomy, bądź cząsteczki ciała stałego są ściśle upakowane w przestrzeni, odległości między cząsteczkami są stałe i ściśle określone, przy zastosowaniu odpowiedniej siły ułożenie cząstek w sieci krystlicznej może ulec trwałej deformacji, cząsteczki ciała stałego drgają wokół położenia równowagi w sieci krystalicznej.
33
Ciała stałe amorficzne krystaliczne ciekłe kryształy
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Ciała stałe amorficzne krystaliczne ciekłe kryształy
34
ciała polikrystaliczne
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Ciała stałe amorficzne – formy przypadkowe o chaotycznym ułożeniu atomów i cząsteczek, których nie można opisać geometrycznie Kryształ – ciało stałe, w którym cząsteczki, atomy, bądź jony są ułożone w regularnym porządku we wszystkich trzech wymiarach. Kryształy monokryształy ciała polikrystaliczne
35
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Struktura kryształu Komórka elementarna - najmniejsza, powtarzalna część struktury kryształu, zawierająca wszystkie rodzaje cząsteczek, jonów i atomów, które tworzą określoną sieć krystaliczną. Komórka elementarna powtarza się we wszystkich trzech kierunkach i odwzorowuje strukturę całego kryształu. Komórka elementarna jest charakteryzowana przez parametry sieci: odległości międzycząsteczkowe i kąty pomiędzy nimi.
36
Typy komórek elementarnych
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Typy komórek elementarnych układ regularny prosty przestrzennie centrowany ściennie centrowany piryt FeS sól kuchenna NaCl
37
przestrzennie centrowany
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej układ tetragonalny przestrzennie centrowany prosty Sinkosyt CaV2O2(PO4)2•5H2O
38
układ trygonalny kwarc SiO2
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej układ trygonalny kwarc SiO2
39
układ heksagonalny vanadyt Pb5(VO4)3Cl
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej układ heksagonalny vanadyt Pb5(VO4)3Cl
40
układ rombowy dwuściennie centrowany przestrzennie centrowany prosty
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej układ rombowy dwuściennie centrowany przestrzennie centrowany prosty ściennie centrowany aragonit CaCO3
41
układ jednoskośny prosty ściennie centrowany gips CaSO4 •4H2O
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej układ jednoskośny prosty ściennie centrowany gips CaSO4 •4H2O
42
układ trójskośny ortoklaz K[AlSi3O8]
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej układ trójskośny ortoklaz K[AlSi3O8]
43
Kryształy jonowe – węzły sieci są obsadzone przez jony.
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Rodzaje kryształów Kryształy jonowe – węzły sieci są obsadzone przez jony. Przykład: NaCl – sól kuchenna
44
Kryształy kowalentne – węzły sieci są zajęte przez obojętne atomy.
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Kryształy kowalentne – węzły sieci są zajęte przez obojętne atomy. Przykład: C - diament
45
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Kryształy molekularne – węzły sieci są obsadzone przez cząsteczki powiązane: mostkami wodorowymi, np. lód.
46
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Kryształy metaliczne – węzły sieci są obsadzone dodatnio naładowanymi zrębami atomowymi, pomiędzy którymi poruszają się wolne elektrony, tzw. „gaz elektronowy”. Po przyłożeniu ładunku zewnętrznego ruch elektronów staje się uporządkowany i mamy do czynienia z przepływem prądu elektrycznego. sieć metaliczna
47
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Defekty kryształów Defekty punktowe – defekty sieci krystalicznej takie, jak: luki elektronowe, położenia międzywęzłowe zanieczyszczenia struktury. luka elektronowa położenie międzywęzłowe zanieczyszczenie
48
Struktura pasm elektronowych
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Półprzewodniki Struktura pasm elektronowych Metal Półprzewodnik Izolator pasmo przewodnictwa pasmo walencyjne pasmo wzbronione
49
Rodzaje półprzewodników
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Rodzaje półprzewodników Półprzewodniki samoistne półprzewodnik typu n półprzewodnik typu p Półprzewodniki domieszkowane
50
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Ciekłe kryształy Ciekłe kryształy – substancje wykazujące właściwości pośrednie pomiędzy cieczami i ciałami stałymi. Na przykład mogą być płynne, jak ciecz, ale posiadać dwuwymiarowe uporządkowanie cząsteczek, jak w ciele krystalicznym.
51
Rodzaje ciekłych kryształów
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Rodzaje ciekłych kryształów Faza nematyczna - cząsteczki są równoległe względem siebie lecz nie są zorganizowane w płaszczyzny.
52
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Faza chiralna - (cholesteryczna) cząsteczki w poszcze-gólnych płaszczyznach są obrócone wokół osi prostopadłych do ich środków i tworzą spiralę.
53
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej
Faza smektyczna – cząsteczki w poszczególnych warstwach są ułożone równolegle.
54
Przemiany fazowe kondensacja wrzenie Temperatura sublimacja osadzanie
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Przemiany fazowe Temperatura Gaz wrzenie kondensacja sublimacja Ciecz osadzanie topnienie krzepnięcie Ciało stałe
55
- liczba składników niezależnych, - ilość faz.
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Reguła faz Gibbs'a Każdy układ chemiczny określony jest przez liczbę faz oraz liczbę składników niezbędnych do zbudowania tego układ . Ilość faz oraz składników jaka może występować w danym układzie jest zależna od temperatury, ciśnienia. s - liczba stopni swobody (liczba parametrów, które można zmienić nie zmieniając ilości faz w układzie), - liczba składników niezależnych, - ilość faz.
56
Układy jednoskładnikowe
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Układy jednoskładnikowe
57
Układy dwuskładnikowe
Akademia Górniczo-Hutnicza, wykład z chemii ogólnej Układy dwuskładnikowe
Podobne prezentacje
© 2024 SlidePlayer.pl Inc.
All rights reserved.