Bài Giảng Hóa Đại Cương 1 - Chương 12

Khái quát về những trạng thái tập hợp của chất. Bản chất của liên kết hoá học giữa các nguyên tử quyết định tính chất hoá học của chất, nhưng không giải thích nguyên nhân gây ra trạng thái của chất. Đó là trạng thái khí, lỏng, rắn. Chất mà chúng ta thường tiếp xúc là tổ hợp của một số khổng lồ các tiểu phân hoá học : nguyên tử, phân tử, ion. Tuỳ theo tính chất của các tiểu phân đó ở trong tập thể khổng lồ của chúng, tuỳ theo điều kiện mà vật thể có thể...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Hóa Đại Cương 1 - Chương 12Chương 12 : CÁC HỆ NGƯNG TỤ, LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC PHÂN TỬ TRẠNG THÁI CỦA CÁC CHẤT CÁC HỆ NGƯNG TỤChương 12 LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC PHÂN TỬ12.1.Khái quát về những trạng thái tập hợp của chất. Bản chất của liên kết hoá học giữa các nguyên tử quyết định tính chất hoá học của chất,nhưng không giải thích nguyên nhân gây ra trạng thái của chất. Đó là trạng thái khí, lỏng, rắn. Chất mà chúng ta thường tiếp xúc là tổ hợp của một số khổng lồ các tiểu phân hoá học :nguyên tử, phân tử, ion. Tuỳ theo tính chất của các tiểu phân đó ở trong tập thể khổng lồ củachúng, tuỳ theo điều kiện mà vật thể có thể nằm ở một trạng thái nào đó. Đối với mỗi trạng thái của chất được đặc trưng bằng mối tương quan giữa thế năng vàđộng năng của các phần tử trong chất. Ở trạng thái rắn, thế năng trung bình của các phần tử lớnhơn động năng trung bình của chúng - như vậy ở trạng thái rắn, các phần tử chiếm các vị trí xácđịnh và chỉ dao động ở gần vị trí đó. Ngược lại đối với trạng thái khí, các phần tử khí chuyển độnghỗn loạn và lực liên kết giữa chúng không đáng kể nên chất khí luôn chiếm toàn bộ thể tích bìnhchứa. Trạng thái lỏng được xem là trung gian giữa trạng thái rắn và khí. Trạng thái của chất đượcxác định bởi cấu trúc của nó và đặc điểm tương tác giữa các nguyên tử và phân tử - cho phépchúng ta giải thích tất cả các tính chất vật lý và một số tính chất hoá lý của chất.12.2.Trạng thái khí - Như trên đã đề cập, khi động năng trung bình của các phần tử lớn hơn thế năng trung bìnhcủa chúng, lúc ấy các phần tử chuyển động hỗn loạn, lực liên kết giữa chúng không đáng kể - chấtở trạng thái khí. - Khi ở trạng thái khí, tương tác giữa các phân tử yếu, khi lực hút giữa các phân tử càng yếuthì ngay khi ở nhiệt độ thấp chất cũng ở trạng thái khí - đó là các khí hiếm - khí càng tiến đến lýtưởng. - Ờ một nhiệt độ xác định vận tốc trung bình của chất khí phụ thuộc vào khối lượng mol,khi khối lượng mol M càng lớn thì vận tốc trung bình càng nhỏ và như vậy càng phải cần nhiềunăng lượng để vận tốc tăng lên. Vậy vận tốc còn phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. - Sự chuyển động nhiệt của các phân tử gây ra khả năng khuyếch tán chất - là khả năngchiếm hết thể tích bình chứa và trong quá trình chuyển động nó va chạm vào nhau và va chạm vàothành bình - chính điều này gây ra áp suất. - Từ những điều đó ta thấy chât khí phụ thuộc vào các thông số : áp suất p, nhiệt độ T vàthể tích bình chứa V. Mối quan hệ giữa các thông số của khí lý tưởng được hợp nhất bằng phương mtrình trạng thái khí lý tưởng : pV = nRT = RT. M - Đối với khí thực : chỉ được xem là lý tưởng khi ở áp suất tiến đến không (p → 0) sự saibiệt của khí thực và khí lý tưởng càng nhiều khi áp suất tăng và nhiệt độ giảm. Vì khi ấy (p tăng,T giảm) các phân tử khí sẽ tương tác với nhau và khí thực có thể tích riêng xác định nên khi ápsuất tăng các phân tử khí càng gần nhau làm co nén thể tích riêng của khí nên sinh ra tác dụngchống lại sự nén - dẫn đến áp suất khí thực tăng nhanh hơn so với áp suất tính được theo khí lýtưởng. Van der Walls đã đề ra các số hạng bổ sung cho phương trình trạng thái khí lý tưởng để ápdụng cho 1 mol khí thực : a (p + ) (V - b) = RT V0 2Với V0 là thể tích mol của khí, a, b các hằng số Van der Walls phụ thuộc vào bản chất của từng a được hiểu là độ hiệu chỉnh, nó tính đến lực hút tương hỗ của các phân tử - lực này làmkhí. V0 2giảm áp suất của khí.12.3.Trạng thái lỏng : HÓA ĐẠI CƯƠNG 1 88Chương 12 : CÁC HỆ NGƯNG TỤ, LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC PHÂN TỬ Với trạng thái lỏng, động năng và thế năng của các phần tử gần như nhau - các phần tử cóliên kết với nhau, nhưng không chặt chẽ, vì vậy ở trạng thái lỏng chất có tính linh động, nhưng cóthể tích không đổi ở một nhiệt độ xác định. Về cấu trúc, trạng thái lỏng tương tự như chất vô định hình - người ta nói nó có trật tự gần -là số phân tử gần nhất của mỗi phân tử có sự sắp xếp tương hổ gần giống nhau. Trật tự này phụthuộc vào bản chất từng chất lỏng. Đối với một chất lỏng khi ở nhiệt độ thấp gần với nhiệt độ nóng chảy thì sự sắp xếp cácphần tử có độ trật tự cao. Khi nhiệt độ tăng độ hỗn loạn tăng và nhiệt độ càng cao thì càng tiếnđến chất khí. - Ngược lại khi từ khí sang lỏng thì lúc ấy liên kết giữa các phân tử được hình thành nên lựctương tác giữa các phần tử lớn hơn năng lượng chuyển đ ...