CHƯƠNG 5: TRẠNG THÁI TẬP HỢP CỦA VẬT CHẤT pptx

Đại cương về trạng thái tập hợp Ba trạng thái tồn tại của vật chất... Lực hút giữa các hạt Lực hút giữa các hạt l ực tương tác giữa các tiểu phân thành những tập hợp chặt chẽ có cấu tr

5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp

Ba trạng thái tồn tại của vật chất

Yếu tố này được đánh giá bằng động năng chuyển động nhiệt của hạt

1 Chuyển động nhiệt

5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp

2 Lực hút giữa các hạt

Lực hút giữa các hạt (l ực tương tác giữa các tiểu phân) thành

những tập hợp chặt chẽ có cấu trúc xác định.

Yếu tố này được đánh giá bằng năng lượng tương tác giữa các tiểu

phân (còn gọi là thế năng tương tác giữa các phân tư û)

Quá trình chuyển trạng thái

Rắn Lỏng

Khí Hóa hơi Ngưng tụ

Nóng chảy Hóa rắn

Cung cấp năng lượng

Giải phóng Năng lượng

5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp

Th tích ể : khơng xác định

-Th tích khí = Th tích bình ch a ể ể ứ

-Khi cho các chất khí vào

cùng một bình chứa,

chúng trộn đều nhau

Cấu trúc : khơng xác định

5.2 TRẠNG THÁI KHÍ

Đặc điểm

Th tích (V) : ể

-Thay đổi theo nhiệt độ (T) : nh lu t Boyle-Mariotte Đị ậ

-Thay đổi theo áp suất (P) : nh lu t Charles-Gay LussacĐị ậ

Pt Clapeyron-Mendeleev

Tương tác:

Các chất khí tác dụng lên bề mặt tiếp xúc với chúng:

Định luật DaltonPhương trình khí thực

Khối lượng riêng : nhỏ

5.2 TRẠNG THÁI KHÍ

Tính chất

Đị nh lu t Boyle-Mariotte ậ :

Tại nhiệt độ không đổi (T = const), thể tích của một khối khí

tỉ lệ nghịch với áp suất của nĩ

V = k 1 /P V x P = k 1 (k 1 : hằng số tỷ lệ)

5.2 TRẠNG THÁI KHÍ

Đị nh lu t Charles-Gay Lussac ậ :

Tại áp suất không đổi (P = const), thể tích của một khối khí tỉ

lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó

V = k 2 T V/T = k 2 V 1 /T 1 = V 2 /T 2

(k 2 : hằng số tỷ lệ) 5.2 TRẠNG THÁI KHÍ

PV = nRT

P - áp suất; V - thể tích; n - số mol; T - nhiệt độ (K)

R - hằng số khí lý tưởng phụ thuộc vào đơn vị đo

V ~ 2

n

V ~

5.2 TRẠNG THÁI KHÍ

atm P

Áp suất chung của hỗn hợp các

chất khí không tham gia tương tác

hóa học với nhau bằng tổng áp suất

riêng của các khí tạo hỗn hợp

∑

T P P

5.2 TRẠNG THÁI KHÍ

Đ inh lu t Daltol ậ

5.2 TRẠNG THÁI KHÍ

n d

c b

P

PΣ = + + + + +

n d

c b

V

VΣ = + + + + +

Σ Σ

= P V

V

P a a

RT n P

V a Σ = a

RT n P

VΣ a = a V a PΣ = VΣP a

Áp suất riêng phần

Trạng thái khí lý tưởng:

Nồng độ nhỏ (Vkhí ≈0) T: cao & P : thấp

5.2 TRẠNG THÁI KHÍ

Trạng thái khí thực:

Nồng độ cao (Vkhí ≠0) T: thấp & P : cao

P & T d (khoảng cách phân tử)

Lực hút phân tử Va chạm vào thành bình

Điều kiện : T : thấp & P : cao (nồng độ lớn)

HUI© 2006 General Chemistry: Slide 18 of 48

Vlt = −

( V b ) nRT V

Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 19

 Khái niệm : cấu trúc trật tự gần

Các nguyên tư sắp xếp thành những nhóm nhỏ hình cầu 0.25 nm  Chuyển động nhiệt: nhóm bị phá vỡ =>

Hình thành nhóm mới với các nguyên tử khác ở vị trí mới

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

HUI© 2006 General Chemistry: Slide 20 of 48

 Nguyên nhân

Chuyển động hỗn loạn : không

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

HUI© 2006 General Chemistry: Slide 21 of 48

Màng bán thấm

Phân tử nước Phân tử chất tan

Màng bán thấm

Phân tử nước Phân tử chất tan

Sau thời gian t

 Đặc điểm

 Thể tích: xác định

 Cấu trúc (hình dạng) : không xác định

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

 T → Phân tử hoạt động→Tách khỏi bề mặt → Hơi

Hơi→Va chạm bề mặt → Ngưng tụ → Lỏng

& hơi nằm cân bằng với nhau

 ↑T → ↑ Po

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

Aùp suất hơi bão hòa chất lỏng

Phân tử dạng hơi Phân tử đang hĩa hơi Phân tử đang ngưng tụ

Nhiệt độ sôi : nhiệt độ ở

đó áp suất hơi bão hòa của

nó bằng áp suất bên ngoài

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

Khái niệm

-Các lớp chất lỏng có tính chất cản trở chuyển động của

chúng đối với nhau Người ta nói rằng chất lỏng có tính

nhớt

-Tính chất này xuất hiện khi hai lớp chất lỏng chuyển

động tiếp xúc nhau sẽ làm xuất hiện hai lực bằng nhau

nhưng tác dụng ngược chiều Lực ma sát

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

Độ nh t ớ

Lực ma sát :Lực xuất hiện trong lớp chất lỏng chuyển

động nhanh hơn gọi là lực ma sát và được tính bằng:

S : diện tích tiếp xúc của hai lớp chất lỏng

∆v : độ chênh lệch vận tốc của hai lớp chất lỏng

∆x : khoảng cách giữa hai lớp chất lỏng

η : hệ số tỷ lệ hay hệ số nhớt hay độ nhớt

x

v S

F

∆

∆ η

x S

Lực tác dụng trên 1 đơn vị chiều dài của

giới hạn bề mặt phân chia 2 pha

-Năng lượng bề mặt : Đơn vị đo : j/m 2 Công tiêu hao để tạo ra 1 đơn vị diện tích bề mặt

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

S c c ng b m t ứ ă ề ặ

0

=+

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

S c c ng b m t ứ ă ề ặ

Yếu tố Sức căng bề mặt được quan sát giọt nước trên tấm kính

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

S c c ng b m t ứ ă ề ặ

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

Nếu lực hút giữa các tiểu phân chất

lỏng yếu hơn lực hút giữa các tiểu

phân chất rắn và chất lỏng thì chất

lỏng sẽ tẩm ướt chất rắn và có bề

mặt lõm xuống.

Nếu lực hút giữa các tiểu phân của chất lỏng lớn hơn lực hút giữa các tiểu phân của chất rắn và chất lỏng thì không xuất hiện hiện tượng tẩm ướt chất rắn và có bề mặt lồi lên.

S c c ng b m t ứ ă ề ặ

Nước Thủy ngân

5.3 TRẠNG THÁI LỎNG

Hi n t ệ ượ ng mao d n : ẫ là kết quả của sức căng bề mặt

xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc giữa chất lỏng và chất rắn

Động năng c.động nhiệt < Lực hút giữa các hạt→

Chuyển động xung quanh vị trí cân bằng

Trạng thái rắn

Trạng thái Tinh thể

Trạng thái

Vô định hình 5.4 TRẠNG THÁI RẮN

Tính đối xứng và các hệ tinh tinh thể

Hệ tinh thể Đặc trưng hình học Kiểu mạng Bravais

Lập phương (Cubic) Bốn phương (Tetragoral) Trục thoi (Orthorombic)

Ba phương (orhombohechal) Sáu phương (hexagoral) Một nghiêng (monoclinic)

Ba nghiêng (Triclinic)

Ba phương đơn giản Sáu phương đơn giản Một nghiêng đơn giản Một nghiêng tâm đáy

Ba nghiêng đơn giản

Mạng lưới tinh thể

5.4.1 Chất rắn tinh thể

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

Mạng lưới tinh thể

Ô cơ sở

Hìnhthành

Mạng lưới tinh thể(mạng không gian)

14 kiểu Bravais 230 nhóm không gian

5.4.1 Chất rắn tinh thể

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

Mạng lưới tinh thể

Ô cơ sởNút mạngCác khái niệm

Số phối tríHằng số mạng

5.4.1 Chất rắn tinh thể

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

Mạng lưới cộng hóa trị

Mạng lưới phân tửCác kiểu mạng

Mạng lưới ionMạng lưới kim lọai

Mạng lưới tinh thể

5.4.1 Chất rắn tinh thể

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

-Cơ tính : Độ cứng : cao.

-Cơ tính : Tương đối mềm.

Mạng lưới phân tử

5.4.1 Chất rắn tinh thể

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

Ví dụ : Tinh thể nước đá

2H liên kết O:Liên kết Cộng h.trịPhân tử H2O : Liên kết hydro

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

 Ví dụ : Polyethylen (PE) C2H45.4 TRẠNG THÁI RẮN

Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 45

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

-Lý tính : T nc : cao ; Dẫn điện, dẫn nhiệt : kém

-Hóa tính : dễ tan trong nước.

-Cơ tính : cứng, dòn

Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 47

 Ví dụ: mạng tinh thể muối ăn NaCl

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

-Cơ tính : dẻo, bền

 Ví dụ: mạng tinh thể Cu 5.4 TRẠNG THÁI RẮN

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

5.4.2.Chất rắn vơ định hình

Đặc điểm

Các nguyên tử (phân tử, ion)

s p x p ắ ế khơng cĩ quy luật

tạo thành mạng lưới khôngđều

Tính chất

  Nhiệt độ nóng chảy: khơng xác định

Tính đẳ ng hướng: H ng ướ ≠ Tính ch t ấ giống nhau

Hình dạng : khơng xác định & khơng tính đối xứng

 Ví dụ: mạng thủy tinh

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

 Ví dụ : Polyethylen (PE) C2H45.4 TRẠNG THÁI RẮN

HUI© 2006 General Chemistry: Slide 53 of 48

HUI© 2006 General Chemistry: Slide 54 of 48

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

Ví dụ :Chất đồng hình :

HUI© 2006 General Chemistry: Slide 55 of 48

Chất đa hình :

Đặc điểm :

-Một chất :Thành phần & Công thức hoá học : giống nhau

-Mạng tinh thể : nhiều kiểu khác nhau

Tính chất : khác nhau

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

5.4.3.Chất đồng hình & Chất đa hình

5.4 TRẠNG THÁI RẮN

Ví dụ :Chất đa hình :

Mạng tinh thể graphit Mạng tinh thể kim cương