Đáp án bài tập chương I Bài 1 Lực Van Der Waals giữa các phân tử được giải thích bằng những loại tương tác gì? Liên kết Van der Waals cho tinh thể và chất lỏng những đặc tính lý học gì? Bài 1 Lực Van[.]
Đáp án tập chương I: Bài 1: Lực Van Der Waals phân tử giải thích loại tương tác gì? Liên kết Van der Waals cho tinh thể chất lỏng đặc tính lý học gì? Bài 1: Lực Van der Waals phân tử gồm loại tương tác: 1) Tương tác định hướng Willem Hendrik Keesom tìm năm 1912 Tương tác sinh hút lẫn cực trái dấu phân tử có cực Bản chất tương tác liên kết tĩnh điện (tương tác lưỡng cực – lưỡng cực ) Tương tác lớn phân tử có moment lưỡng cực lớn Tương tác định hướng lớn phân tử có cực Tương tác định hướng tính cơng thức: Trong đó: r khoảng cách từ tâm pân tử đến tâm phân tử k số Bolzman T nhiệt độ tuyệt đối moment lưỡng cực phân tử 2) Tương tác cảm ứng Peter Joseph William Debye tìm năm 1920 Tương tác nảy sinh có mặt phân tử có cực Phân tử có cực tác động lên phân tử xung quanh (phân tử có cực khơng có cực) gây lưỡng cực cảm ứng phân tử Tương tác cảm ứng tương tác phân tử có lưỡng cực phân tử có lưỡng cực cảm ứng (tương tác lưỡng cực – lưỡng cực cảm ứng) Độ lớn tương tác cảm ứng phụ thuộc vào lưỡng cực phân tử mà phụ thuộc vào độ bị cực hóa phân tử Tương tác cảm ứng thường nhỏ Tương tác cảm ứng tính cơng thức: Trong đó: độ bị cực hóa phân tử 3) Tương tác khuếch tán Fritz London tìm năm 1930 Hai tương tác định hướng cảm ứng khơng đủ để giải thích chất khí có phân tử khơng có cực (như H 2, O2 …) hóa lỏng hóa rắn F London cho tiểu phân (phân tử, nguyên tử) có lượng khác khơng khơng độ tuyệt đối Năng lượng đảm bảo electron luôn chuyển động quanh hạt nhân Năng lượng lớn tiểu phần có số electron lớn Sự chuyển động làm có lúc tâm điện tích dương hạt khơng trùng với tâm điện tích âm, lưỡng cực thời sinh Tương tác khuếch tán tương tác phân tử có lưỡng cực thời (tương tác lưỡng cực thời – lưỡng cực thời) Tương tác khuếc tán lớn phân tử có khối lượng lớn Tương tác khuếch tán tính cơng thức: Trong đó: h0 lượng tiểu phân không độ tuyệt đối h số Plank 0 tần số giao động gây chuyển động electron Chất He Xe HCl HI H2O CO Năng lượng loại tương tac lực Van de Waals (kJ/mol) Khối Moment Độ bị cực Tương Tương Tương tác Lực Van lượng NT lưỡng cực hóa , tác định tác cảm khuếch tán de Waals hay PT ,D 10-24 cm-1 hướng ứng 0,20 0 0,21 0,21 131,3 4,00 0 18,41 18,41 36,5 1,07 2,36 3,31 1,00 16,82 21,13 130,9 0,38 5,4 0,59 0,31 60,92 61,82 18 1,84 1,4 36,36 1,92 9,00 47,28 28 0,12 1,99 0 8,74 8,74 (sinh viên không cần lập bảng đưa cơng thức tính loại tương tác) Đặc tính lý học tinh thể chất lỏng Van de Waals: Do lực Van der Waals yếu nên tinh thể mạng phân tử có tính chất đặc trưng: dễ nóng chảy, có áp suất bão hịa cao nên dễ bay hơi, mềm, dễ có khả thăng hoa áp suất thấp, không dẫn điện Chất lỏng hình thành nhờ liên kết Van de Waals có độ nhớt nhỏ, áp suất bão hịa lớn, dễ bay hơi, nhiệt độ sôi thấp, sức căng bề mặt nhỏ, không dẫn điện Bài 2: Hãy cho biết chất liên kết ion Độ mạnh liên kết ion phụ thuộc vào yếu tố Nêu tính chất liên kết ion Liên kết ion cho tinh thể chất lỏng đặc tính lý học Bản chất liên kết ion : lực hút tĩnh điện ion mang điện tích trái dấu Độ mạnh liên kết ion phụ thuộc vào yêu tố sau : -Điện tích ion: điện tích ion lớn liên kết ion mạnh - Kích thước ion: bán kính ion nhỏ liên kết ion mạnh - Độ chênh lệch độ âm điện nguyên tử tham gia tạo liên kết: lớn, liên kết ion bền Các tính chất liên kết ion : + Khơng bảo hịa + Khơng định hướng + Phân cực mạnh Liên kết ion cho tinh thể chất lỏng đặc tính lý học sau : Do đặc điểm liên kết ion: liên kết mạnh, không bão hịa , khơng định hướng, nên nhiệt độ thường tất hợp chất ion tinh thể Tinh thể ion có nhiệt độ nóng chảy tương đối cao, cứng, dòn, áp suất bão hòa nhỏ nên không bay hơi, không dẫn điện, dẫn nhiệt Phần lớn chất tinh thể ion tan tốt nước, dung dịch dẫn điện Hợp chất tinh thể ion khó có khả thăng hoa áp suất nhỏ Đối với chất lỏng ion: áp suất nhỏ, không bay hơi, nhiệt độ sôi cao, độ nhớt cao, sức căng bề mặt cao, dẫn điện Bài 3: Hãy cho biết chất liên kết cộng hóa trị Độ mạnh liên kết cộng hóa trị phụ thuộc vào yếu tố Nêu tính chất liên kết cộng hóa trị Liên kết cộng hóa trị cho tinh thể đặc tính lý học gì? - Bản chất liên kết cộng hóa trị che phủ lẫn orbital nguyên tử hóa trị nguyên tử tương tác (có tham gia electron hóa trị), tức tổ hợp tuyến tính hàm sóng ngun tử Độ mạnh liên kết cộng hóa trị phụ thuộc vào mật độ xen phủ AO: tức phụ thuộc vào kích thước hình dạng, hướng xen phủ chênh lệch lượng AO Tính chất liên kết cộng hóa trị: Tính định hướng: Muốn liên kết CHT bền vững mức độ che phủ obital nguyên tử phải cực đại.Sự che phủ cực đại xảy theo hứơng định Do liên kết CHT tạo thành theo hướng định khơng gian Tính bão hịa: khả tạo thành số liên kết cơng hóa trị hạn chế Tính chất làm cho phân tử có thành phần xác định cấu trúc xác định Tính có cực: Liên kết có phân cực nguyên tử tương tác khác nhau, khơng có phân cực ngun tử tương tác giống Liên kết cộng hóa trị loại liên kết mạnh nên cho tinh thể số tính chất đặc trưng: Chất có mạng tinh thể ngun tử (liên kết cộng hóa trị chiều khơng gian): Cứng, khó nóng chảy, áp suất bão hịa nhỏ, khó bay hơi, khơng tan dung môi nào, cách nhiệt, cách điện hay bán dẫn Chất có cấu trúc dạng lớp (liên kết cộng hóa trị hai chiều khơng gian): Khó nóng chảy (hay bị phân hủy nhiệt chứa chất dễ bay hơi), áp suất bão hịa nhỏ, khó bay hơi, tùy thuộc vào mức độ có cực liên kết cộng hóa trị: khơng tan, tan hay tan nhiều dung mơi có cực, khơng tan dung mơi khơng có cực, cách điện hay có tính bán dẫn, số chất dẫn điện nhờ liên kết π không định chỗ lớp Trong trường hợp việc hình thành lớp nhờ liên kết cộng hóa trị cho - nhận nối phân tử hữu hạn với nhiệt độ nóng chảy khơng cao thăng hoa đun nóng Nếu chiều cịn lại liên kết lực Van de Waals: mềm, có tính dễ bóc tách lớp; chiều cịn lại có liên kết ion: độ cứng vừa phải, dịn Chất có cấu trúc dạng mạch (liên kết cộng hóa trị chiều khơng gian): Khó nóng chảy (hay bị phân hủy nhiệt chứa chất dễ bay hơi), áp suất bão hòa nhỏ, khó bay hơi, tùy thuộc vào mức độ có cực liên kết cộng hóa trị: khơng tan, tan hay tan nhiều dung mơi có cực, khơng tan dung mơi khơng có cực, cách điện hay bán dẫn Trong trường hợp việc hình thành lớp nhờ liên kết cộng hóa trị cho - nhận nối phân tử hữu hạn với nhiệt độ nóng chảy khơng cao thăng hoa đun nóng Nếu chiều cịn lại liên kết lực Van de Waals: mềm, có tính dễ tách sợi; chiều cịn lại có liên kết ion: độ cứng vừa phải, dòn Bài 4: Người ta cho rằng: “Liên kết kim loại loại liên kết đa tâm với số lớn electron hóa trị khơng định chỗ” Hãy giải thích điều thuyết miền lượng Yếu tố định độ bền liên kết kim loại Liên kết kim loại cho tinh thể đặc lính lý học Các kim loại có tính chất khác biệt rõ rệt so với chất khác: khơng suốt, có ánh kim, dẻo, dẫn nhiệt dẫn điện tốt, có nhiệt độ nóng chảy độ cứng khác nhiều, nhiệt độ phịng có kim loại trạng thái lỏng (Hg , t nc =-38,80C), có kim loại khó nóng chảy (W , t nc = 33870C) Chỉ giải đáp thỏa đáng tính chất kim loại quan niệm liên kết kim loại loại liên kết đa tâm với số lớn electron không định chỗ Bản chất liên kết kim loại giải thích thuyết miền lượng Thuyết miền lượng xây dựng sở phương pháp LCAO-MO coi tổ hợp AO hóa trị số lượng lớn nguyên tử kim loại (~1023) Sự tổ hợp nAO thành nMO (n/2MOlk, n/2MOplk) Do n lớn, MO lân cận có chênh lệch lượng khơng đáng kể (~10 -22eV) Tập hợp MOlk tập hợp MOplk tạo thành miền lượng Các electron di chuyển tự miền lượng MO trống Miền lượng MO lk chứa electron miền hóa trị Đối với kim loại, miền hóa trị bão hịa hay chưa bão hịa elctron Miền lượng MO plk không chứa electron nằm miền hóa trị miền dẫn Đối với kim loại miền dẫn miền hóa trị che phủ Liên kết kim loại mạnh số lượng electron tự lớn nút mạng tinh thể dương điện Bài 5: Liên kết hydro gì? Nêu ví dụ Điều kiện có liên kết hydro Bản chất liên kết hydro Liên kết hydro ảnh hưởng đến tính chất chất Liên kết hydro gì: Liên kết hydro loại liên kết phân tử hay nội phân tử nguyên tử hydro phân cực dương liên kết với nguyên tử phân cực âm nguyên tố khác Liên kết hydro có độ mạnh gấp khoảng 10 lần độ mạnh liên kết Van de Waals Ví dụ: 1) Liên kết hydro hai phân tử HF: H – F∙∙∙∙H – F 2) Liên kết hydro nội phân orthonitropnenol (C6H4NO2OH) nguyên tử hydro nhóm chức -OH với nguyên tử oxy nhóm chức -NO2 Điều kiện có liên kết hydro: Liên kết hydro tạo thành có hai điều kiện: - Nguyên tử hydro phân cực dương mạnh (do liên kết với nguyên tố có độ âm điện cao – F, O, N) - Nguyên tử nguyên tố liên kết với phải có mật độ điện tích âm lớn (các nguyên tố F, O N có độ âm điện cao thỏa điều kiện này) Bản chất liên kết hydro: - Liên kết Hydro vừa có chất tĩnh điện, vừa có chất cho-nhận Ảnh hưởng liên kết hydro đến tính chất vật lý chất: - Liên kết hydro liên phân tử làm tăng nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy chất Do có liên kết hydro, nước đá có tỷ trọng nhỏ nước lỏng 00C - Liên kết hydro nội phân tử làm giảm nhiệt độ sôi nhiệt độ nóng chảy chất Bài 6: Thế khí lý tưởng? Thế phương trình trạng thái khí lý tưởng Cho biết ý nghĩa số khí lý tưởng Nêu đặc tính lý học chất khí Khí lí tưởng: chất khí phân tử (hoặc nguyên tử) coi chất điểm (kích thước phân tử khơng đáng kể so với thể tích bình chứa) chúng khơng có lực tương tác Van de Waals mà có va chạm đàn hồi với (va chạm khơng lượng) Các chất khí áp suất thấp, nhiệt độ cao xem khí lí tưởng Phương trình trạng thái khí lý tưởng mối liên hệ áp suất, thể tích, nhiệt độ khối khí lý tưởng nằm cân nhiệt động lực học Phương trình có dạng: pV = nRT p áp suất khí V thể tích bình chứa khí n số mol khí R số khí T nhiệt độ Ý nghĩa vật lý số lý tưởng: R độ lớn cơng giãn nở mol khí lí tưởng tăng nhiệt độ lên 10C Trong đó: Giải thích qua ví dụ: Giả sử có bình trụ, tiết diện S, với piston di chuyển khơng ma sát Trong bình có mol khí lý tưởng; áp suất khí bình P, nhiệt độ T Đun nóng khí đến nhiệt độ T+1, điều kiện áp suất khơng đổi P, thể tích khí tăng từ V1 lên V2 Ta có: P∆V = PV2 – PV1 = R(T+1) – RT = R Mặc khác: P∆V = P.S ∆h = F ∆h với ∆h độ chuyển dịch piston Từ đó: R = P∆V = F ∆h Vậy R độ lớn cơng giãn nở mol khí lí tưởng tăng nhiệt độ lên 10C Đặc tính lý học chất khí: + Chất khí chiếm tồn thể tích bình chứa + Áp suất chất khí tác dụng phân tử khí lên thành bình chứa + Va chạm phân tử khí với thành bình có tính đàn hồi + Có thể nén chất khí + Nhiệt độ hóa lỏng chất khí phụ thuộc nhiều vào áp suất Bài 7: Phương trình trạng thái khí thực khác phương trình trạng thái khí lý tưởng điểm nào? Phương trình trạng thái khí lý tưởng : PV = nRT bỏ qua thể tích riêng phân tử khí lực tương tác chúng Phương trình điều kiện khí lỗng, nhiệt độ cao, áp suất nhỏ Phương trình khí thực: có tính đến lực tương tác Van der Waals ( ) phân tử khí tính đến thể tích riêng (b) phân tử khí Bài 8: Cấu trúc chất lỏng nhiệt độ thường nhiệt độ cao có khác khơng? Giải thích Vì chất lỏng chất khí nhiệt độ áp suất tới hạn có tỷ khối Nêu đặc tính lý học chất lỏng Cấu trúc chất lỏng nhiệt độ thường nhiệt độ cao: khác nhiệt độ thường chất lỏng có cấu trúc gần giống chất rắn tinh thể nhiệt độ cao có cấu trúc giống chất khí Ở điều kiện tới hạn chất khí chất lỏng có cấu trúc, tích nên chúng có tỉ khối Chất lỏng có đặc tính lý học sau: + Có tính chảy, linh động + Có hình dạng theo vật chứa + Có tính đẳng hướng tính chất lý (độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt, tính chất quang ) + Cho tính suốt cho ánh sáng truyền qua + Có tính nhớt + Khơng chịu nén + Có sức căng bề mặt vùng tiếp xúc pha khác, có tượng mao dẫn nằm ống có kích thước đủ nhỏ Bài 9: Trạng thái chậm hóa chất lỏng gì? Nguyên nhân gây trạng thái này? Cách khắc phục trạng thái phịng thí nghiệm nào? Trạng thái chậm hóa chất lỏng tượng chất lỏng không sôi nhiệt độ cao nhiệt độ sơi chất lỏng - Nguyên nhân : việc sinh lúc ban đầu bóng chất lỏng khơng có khí hịa tan khó khăn phần tử có động lớn động cần cho hóa phải tập trung lại với Do đun nóng chất lỏng đến nhiệt độ hóa hơi, chất lỏng chưa hóa - Khắc phục : phịng thí nghiệm cần chưng cất chất lỏng người ta cho vào chất lỏng mảnh sứ nhỏ bọt khơng khí nằm lỗ xốp sứ thoát tạo điều kiện sinh bọt chất lỏng chất sôi Bài 10: Trạng thái chậm đơng chất lỏng gì? Ngun nhân tượng gì? Cách khắc phục trạng thái Trạng thái chậm đông chất lỏng: tượng chất lỏng chưa hóa rắn nhiệt độ thấp nhiệt độ kết tinh Nguyên nhân: làm lạnh chất lỏng đến nhiệt độ đông đặc, đa số chất có cách xếp hạt biến đổi không nhiều nên không ảnh hưởng nhiều đến đông đặc chất lỏng Tuy nhiên số chất cách xếp lại biến đổi đáng kể gây nên sai khác cấu trúc chất lỏng, dẫn đến tượng chậm đông chất lỏng Cách khắc phục: Cho vào vài hạt tinh thể chất rắn loại, khuấy lên, hay dung đua thủy tinh cọ vào thành bình đựng Bài 11: Plasma gì? Thế plasma nguội? Nguyên nhân gây plasma nguội Thế plasma nóng? Nguyên nhân gây plasma nóng Plasma khí ion hóa phần hay ion hóa hồn tồn nhiệt độ cao Đây mơi trường trung hịa điện có phân tử trạng thái hay trạng thái kích động, nghĩa có lượng cao, ngun tử, ion electron Plasma nguội plasma tạo nên áp suất 0.15 atm Trong plasma áp suất thấp, độ chuyển động electron lớn nên lượng nhiệt độ electron cao so với hạt nặng Trong plasma nguội hạt nặng có nhiệt độ từ 500 đến 1000 oC cịn electron lên đến nhiệt độ cao ( hàng nghìn độ ) Nguyên nhân gây nên plasma nguội: Sự ion hóa xảy nhận lượng từ dịng vật chất bên ngồi xạ điện từ … Plasma nóng plasma tạo nên suất suất từ 0,15 atm đến 10 atm Trong plasma , áp suất cao hạt plasma va chạm với nhiều nên nhiệt độ electron hạt nặng chênh lệch Nhiệt độ plasma nóng lên đến khoảng 50000oC Nguyên nhân gây nên plasma nóng: Sự ion hóa xảy va chạm nhiệt phân tử hay nguyên tử nhiệt độ cao … Bài 12: Hãy cho biết giống khác trạng thái vơ định hình, trạng thái tinh thể trạng thái lỏng Trạng thái tinh hể Trạng thái vơ định hình Trạng thái lỏng Hình dáng xác định Hình dáng theo vật đựng - Trật tự xa -Trật tự gần -có tính dị hướng - có tính đẳng hướng - cấu trúc xác định - cấu trúc không xác định Nhiệt độ nóng chảy xác Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ kết tinh xác định định không xác định - Không chịu nén - nhiệt độ nóng chảy, kết tinh khơng thay đổi thay đổi áp suất Bài 13: Căn vào đâu người ta phân tinh thể thành hệ? Thế mạng lưới Bravais? Căn vào yếu tố đối xứng (mặt đối xứng trục đối xứng) người ta chia tinh thể thành hệ (tất hệ tinh thể có tâm đối xứng) Hệ tam tà: khơng có yếu tố mặt đối xứng trục đối xứng Hệ đơn tà: Có mặt đối xứng trục đối xứng có hai yếu tố đối xứng Hệ trực giao: Có vài trục đối xứng bậc hai vài mặt phẳng đối xứng có hai yếu tố đối xứng Hệ tam phương: Có trục đối xứng bậc Hệ tứ phương: Có trục đối xứng bậc bốn Hệ lục phương: Có trục đối xứng bậc sáu Hệ lập phương: có ba trục đối xứng bậc bốn Mạng lưới Bravais: tập hợp điểm tạo thành từ điểm theo bước rời rạc xác định véc tơ sở Năm 1885 , O Bravais chứng minh tất tinh thể thuộc 14 kiểu mạng tinh thể Chúng gọi mạng lưới Bravais, gồm: + ô mạng sở hệ tinh thể (mạng lưới Bravais nguyên thủy) + ô mạng sở tâm đáy hệ tinh thể đơn tà trực giao + ô mạng sở tâm khối hệ tinh thể trực giao, tứ phương lập phương + ô mạng sở tâm diện hệ tinh thể trực giao lập phương Các hệ tinh thể Tam tà Đơn tà Các mạng lưới Bravais Nguyên thủy Đơn giản Tâm đáy Trực giao Nguyên thủy Tam phương Tứ phương Lục phương Lập phương Tâm đáy Tâm khối Tâm diện Nguyên thủy Tâm khối Nguyên thủy Nguyên thủy Đơn giản Tâm khối Tâm diện Bài 14: Dựa vào chất liên kết nút mạng tinh thể người ta phân tinh thể thành kiểu mạng tinh thể Cho biết đặc tinh lý học loại mạng tinh thể Dựa vào chất liên kết nút mạng tinh thể ta phân mạng tinh thể thành mạng tinh thể khác : mạng phân tử, mạng nguyên tử, mạng ion mạng kim loại - Đặc tính lý học mạng tinh thể : + Mạng phân tử tạo thành nhờ liên kết Van de Waals phân tử nút mạng Liên kết Van de Waals có tính khơng định hướng, khơng bão hịa Sự xếp mạng phân tử theo xu hướng đặc khít (có chịu ảnh hưởng tính đối xứng phân tử) Liên kết Van de Waals yếu Các đặc điểm nêu cho mạng phân tử đặc tính lý học sau: Có độ cứng thấp, nhiệt độ nóng chảy thấp, áp suất bão hịa cao, dễ thăng hoa, khơng dẫn điện, tỷ trọng nhỏ, tinh thể chất có khối lượng phân tử nhỏ dễ tan dung môi khơng phân cực Nhiều tinh thể có tính suốt (cho ánh sáng qua) + Mạng nguyên tử tạo thành nhờ liên kết cộng hóa trị nguyên tử nút mạng Liên kết cộng hóa trị có tính định hướng, bão hịa, có cực khơng có cực Sự xếp mạng nguyên tử phụ thuộc vào trạng thái lai hóa nguyên tử cấu tạo lớp vỏ electron hóa trị nguyên tử Liên kết cộng hóa trị loại liên kết mạnh Các đặc điểm nêu cho mạng nguyên tử đặc tính vật lý sau: bền, độ cứng cao, nhiệt nóng chảy cao, áp suất bão hịa nhỏ, khơng bay hơi, khó thăng hoa, tỷ trọng không lớn, không tan loại dung môi nào, chất cách điện hay chất bán dẫn, cách nhiệt, nhiều tinh thể có tính suốt (cho ánh sáng qua) + Mạng ion tạo thành nhờ tương tác tĩnh điện ion Liên kết ion có tính khơng bão hịa khơng định hướng Có tượng phân cực ion trái dấu Sự xếp mạng ion liên quan đến tương quan kích thước tỷ lệ cation anion Liên kết ion loại liên kết mạnh Các đặc điểm nên cho mạng ion đặc tính vật lý sau: nhiệt độ nóng chảy cao, áp suất bão hịa nhỏ, khơng bay hơi, khó thăng hoa, cứng, dịn, khơng dẫn điện, cách nhiệt, tỷ trọng không lớn, số lớn dễ tan dung mơi phân cực, nhiều tinh thể có tính suốt (cho ánh sáng qua) + Mạng kim loại tạo thành nhờ tương tác “đám mây electron” ion dương nút mạng Sự xếp nguyên tử mạng kim loại đặc khít Độ mạnh liên kết kim loại phụ thuộc mật độ “đám mây” electron Các đặc điểm cho mạng kim loại đặc tính vật lý sau: khơng suốt, có ánh kim, có tính dẻo (dễ dát mỏng, kéo dài), dẫn điện nhiệt tốt, nhiệt độ nóng chảy, độ cứng tỷ trọng, khả thăng hoa thay đổi khoảng rộng Bài 15: Dựa vào yếu tố để phân chia tinh thể thành kiểu cấu trúc Yếu tố cấu trúc ảnh hưởng đến đặc tính lý học tinh thể? Việc phân chia tinh thể thành kiểu cấu trúc vào khoảng cách nút mạng với khoảng cách nút mạng so với khoảng cách nguyên tử nút mạng Sự xuất khác biệt khoảng cách tiểu phân mạng tinh thể phản ảnh việc mạng tinh thể đồng thời có nhiều loại liên kết Yếu tố cấu trúc cho tinh thể them tính chất sau: + Cấu trúc đảo: phá vỡ liên kết nút mạng dễ dàng nhiều phá vỡ liên kết nút mạng, + Cấu trúc mạch: Nếu liên kết mạch lực Van de Waals tinh thể có cấu trúc mạch có tính dễ tước sợi Nếu có liên kết pi khơng định chỗ mạch tinh thể có tính dẫn điện tốt theo chiều mạch Tinh thể cấu trúc mạch có tính khơng suốt, độ cứng không cao, tỷ trọng không cao + Cấu trúc lớp: Nếu liên kết lớp lực Van de Waals tinh thể cấu trúc lớp có tính dễ bóc tách, mềm Nếu có liên kết pi khơng định chỗ lớp tinh thể có tính dẫn điện tốt Tinh thể cấu trúc trúc có tính khơng suốt, độ cứng khơng cao, tỷ trọng không cao Bài 16: Bản chất liên kết ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi chất Nêu ví dụ minh họa (khác ví dụ giảng) Nguyên tắc chung: Liên kết mạnh, chất khó nóng chảy, khó bay hơi.Lực Van de Waals yếu nên hợp chất có mạng phân tử có nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi thấp Ở điều kiện thường nhiều chất trạng thái lỏng hay trạng thái khí Trường hợp tồn trạng thái tập hợp nhờ liên kết Van de Waals, khối lượng phân tử lớn độ có cực phân tử lớn nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi cao Sự chênh lệch nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi nhỏ Lực liên kết hydro yếu mạnh nhiều so với lực Van de Waals nên chất có liên kết hydro liên phân tử có nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi cao hẳn chất khơng có loại liên kết Nhiệt độ sôi (0C) Chất Liên kết Phân tử (nguyên tử) Nhiệt độ nóng chảy lượng (đ.v.C) (0C) He Van de Waals Van de Waals 4,0 -271,4 -268,9 131,3 -111,85 -108,12 34 -85,6 -60,4 129,6 -51 -2 18 100 Xe H2S H2Te H2O Van de Waals Van de Waals Van de Waals + hydro Do chất liên kết ion lực hút tĩnh điện ion dấu loại liên kết mạnh, điều kiện thường hợp chất ion chất rắn Tuy nhiên tượng phân cực ion trái dấu, hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy khơng q cao (thường 1000 0C) Có chênh lệch rõ rệt nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi Chất Nhiệt độ sôi Nhiệt độ nóng (0C) (ở atm) Chất chảy (0C) Nhiệt độ sơi Nhiệt độ nóng (0C) chảy (0C) LiCl 610 1380 801 1490 BaF2 1368 2260 776 1430 NaCl Do tượng phân cực ion, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi chất có cation điện tích cao anion kích thước lớn nhỏ bất thường, loại hợp chất thăng hoa đun nóng (khí phân tử) Chất Nhiệt độ nóng chảy ( C) Nhiệt độ sôi (0C) (ở atm) 10 Nhiệt độ thăng hoa (0C) BeI2 490 AlCl3 192,6 FeCl3 307,5 530 180 315 Liên kết cộng hóa trị loại liên kết mạnh Giữa hai nguyên tử nối với hay nhiều liên kết cộng hóa trị (1 liên kết sigma, liên kết pi liên kết delta) Liên kết cộng hóa trị có cực khơng có cực Liên kết cộng hóa trị cho nhận dễ bị đứt tác động nhiệt độ Các đặc điểm cho chất cộng hóa trị có nhiệt độ nóng chảy từ cao đến cao Nhiệt độ chảy (0C) nóng Nhiệt độ sôi (0C) Chất Kiểu cấu trúc tinh Liên kết thể BN Phối trí Cộng hóa trị có cực C (kim cương) Phối trí Cộng hóa trị khơng cực SiO2 Phối trí Cộng hóa trị có cực P (đen) Phối trí Cộng hóa trị khơng 453 (thăng hoa dạng P4) cực 3000 1800 chuyển thành grafit 1610 2950 Liên kết kim loại loại liên kết mạnh phụ thuộc nhiều vào mật độ “đám mây” electron Mật độ đám mây electron lại phụ thuộc vào số electron hóa trị kim loại Số electron hóa trị nhiều kim loại có mật độ “đám mây” electron lớn Vì vậy, kim loại có nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi khác biệt nhiều, chênh lệch nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi lớn Nhiệt độ sôi (0C) Chất Cấu hình electron hóa trị Nhiệt độ nóng chảy (0C) Hg 6s2 -38,89 356,66 W 5d46s2 3420 5680 Pb 6s26p2 327,4 1745 K 4s1 63,55 761 Tl 6s26p1 304 1475 11 Bài 17: Cho biết loại chất vô tinh thể chúng có cấu trúc đảo Cho ví dụ (ngồi ví dụ giảng) chất mà tinh thể có cấu trúc đảo Cho biết số phối trí Iod tinh thể đơn chất Cấu trúc đảo: chất vô thuộc loại cấu trúc có mạng phân tử ion phức tạp Trong cấu trúc , nút mạng nhóm nguyên tử ( phân tử hay ion phức tạp) liên kết với tiểu phân xung quanh lực tàn dư ( lực Van der waals ) , lực liên kết hidro hay lực hút tĩnh điện - Ví dụ: CO2, NH3, Na3[Fe(CN)6], Xe… Số phối trí Iod tinh thể đơn chất: Ta thấy tiểu phân I2 trung tâm bao bọc xung quanh số phân tử I gần nhất: xung quanh 4, phía phía 4, số phối trí I2 12 Bài 18: Có loại khuyết tật cấu trúc? Trình bày loại khuyết tật Có loại khuyết tật cấu trúc: khuyết tật điểm , khuyết tật đường khuyết tật bề mặt 1) Khuyết tật điểm: a) Khuyết tật lỗ trống: mạng có vị trí bỏ trống nút mạng Ví dụ : b) Khuyết tật xen kẽ: tiểu phân tạp chất xâm nhập vào mạng tinh thể thay cho tiểu phân cấu trúc nút mạng hay xen kẽ vào mạng 2) Khuyết tật đường: đầu biên mặt mạng bị đứt cụt tinh thể 12 3) Khuyết tật bề mặt: tập hợp khuyết tật điểm khuyết tật đường Xuất bề mặt tinh thể bề mặt biên giới tinh thể Bài 19: Hiện tượng đa hình (thù hình) gì? Nêu ví dụ tượng thù hình ví dụ tượng đa hình Hiện tượng đa hình là hiện tượng một chất có thể tồn tại dưới nhiều dạng tinh thể khác Ví dụ hợp chất: ZnS có đa hình: sphalerite Wurtzite Ví dụ đơn chất: Sắt có đa hình (thù hình): α-Fe δ – Fe có mạng lập phương tâm khối (BCC) có khác biệt giá trị cạnh hộp lập phương, γ-Fe có mạng lập phương tâm diện (FCC) Hiện tượng thù hình: tượng đơn chất có nhiều dạng có cấu trúc phân tử khác hay có cấu trúc tinh thể khác Ví dụ: Phospho có hai thù hình: phosphor trắng: Ở trạng thái khí phân tử P4, trạng thái rắn có kiểu cấu trúc phân tử với nút mạng P4 Phosphor đen có cấu trúc phối trí (hệ tinh thể trực giao hay tam phương) 13 Đối với đơn chất trạng thái rắn, sử dụng khái niệm thù hình (allotropic) khái niệm đa hình (polymorphic) Bài 20: Hiện tượng đồng hình gì? Điều kiện xảy tượng đồng hình? Nêu ví dụ tượng đồng hình Hiện tượng đồng hình chất khác có loại tinh thể đồng thời kết tinh tạo thành loại tinh thể tiểu phân chúng thay lẫn cho Sản phẩm thu dung dịch rắn thay Điều kiện xảy ra: - Các chất có cấu trúc tinh thể - Bán kính nguyên tử ion thay xấp xỉ - số oxy hóa Ví dụ: α- FeOOH (Goetite) β-AlOOH (boemite) có kiểu mạng tinh thể tam phương Sự thay phần Fe Al tạo dung dịch rắn thay Fe 1-xAlxOOH (alumogoetite) khống vật có nhiều quặng bauxite Tây Nguyên (bán kính ion Al3+ = 0,57Å ; Fe3+ = 0,67Å) Phân nhóm tập nộp: Nhóm 1: Bài 1, 6, 11 , 16 // Nhóm 2: Bài 2, 7, 12, 17 // Nhóm 3: Bài 3, 8, 13, 18 // Nhóm 4: Bài 4, 9, 14, 19 // Nhóm 5: Bài 5, 10, 15, 20 14