Cấu tạo chất đại cương tập 2, trạng thái ngưng tụ của các chất

LÂM NGọC THIềM (Chủ biên) LÊ KIM LONG Cấu tạo chất ĐạI CƯƠNG Tập Trạng thái ngng tụ chất NHà XUấT BảN ĐạI HọC QUốC GIA Hà NộI MC LC Li núi u Phn III Trng thỏi ngng t ca cỏc cht Chng 11 Cỏc h ngng t - Liờn kt v cu trỳc tinh th 11.1 M u 11.2 Cỏc cn c phõn loi trng thỏi 11.3 Trng thỏi rn 11.3.1 Tinh th v cht vụ nh hỡnh 11.3.2 Khỏi nim v cỏc h tinh th 11.3.3 Phng phỏp nghiờn cu tinh th 11.3.4 c im cu trỳc tinh th 11.4 Liờn kt húa hc tinh th 11.4.1 Liờn kt tinh th ion 11.4.2 Liờn kt hoỏ hc mng tinh th kim loi 11.4.3 Liờn kt mng tinh th nguyờn t 11.4.4 Liờn kt mng tinh th phõn t 11.5 Hin tng ng hỡnh v a hỡnh 11.5.1 Hin tng ng hỡnh 11.5.2 Hin tng a hỡnh 11.6 Mt s trng thỏi khỏc 11.6.1 Trng thỏi tinh th lng 11.6.2 Dung dch rn 11.6.3 Trng thỏi Plasma Chng 12 Mt s phng phỏp ph ỏp dng cu to cht 12.1 M u 12.2 C s phng phỏp ph phõn t 12.2.1 S xut hin ca ph 12.2.2 S tng tỏc gia bc x in t v vt cht 12.2.3 Mt s cỏc i lng c trng thng dựng 12.2.4 Ph k 12.3 Ph nhiu x tia X 12.3.1 Nguyờn lý ca nhiu x tia X! 12.3.2 Nguyờn tc ghi ph Rnghen (tia X) 12.3.3 Mt vi ng dng ca ph tia X 12.4 Ph electron 12.4.1 c im chung 12.4.2 Mt s ng dng 12.5 Ph dao ng ca phõn t hai nguyờn t 12.5.1 Cỏc mc nng lng Trang 7 8 9 10 14 16 20 20 40 46 49 50 50 50 51 51 52 52 60 60 61 61 61 64 65 65 66 67 67 69 69 70 72 72 12.5.2 Ph dao ng hp th 12.5.3 Ph dao ng - quay 12.5.4 ng dng ca ph dao ng - quay (ph IR) húa hc 12.6 Ph quay ca phõn t hai nguyờn t 12.6.1 Cỏc mc nng lng quay 12.6.2 Ph quay hp th 12.6.3 ng dng 12.7 Ph cng hng t ht nhõn NMR 12.7.1 Khỏi nim m u 12.7.2 S cng hng t ht nhn 12.7.3 ng dng ph NMR vo húa hc Ph lc Ti liu tham kho 73 75 75 80 80 80 81 82 82 83 86 99 115 Li núi u i mi phng phỏp ging dy mụn Cu to cht i cng c trỡnh by theo chng trỡnh chun hi ng ngnh Hoỏ HQG H Ni thụng qua, nhm cung cp cỏc bi ging cho sinh viờn nm th nht ngnh Hoỏ Ni dung bi ging bao gm nhng kin thc c bn v cu to cht c quy t phn: Phn I Cu to nguyờn t nh lut tun hon Phn II Cu to phõn t Liờn kt húa hc Phn III Trng thỏi ngng t ca cỏc cht Ton b kin thc ca phn l nhng kin thc c bn, cn thit chun b c s cho sinh viờn cú th tip thu c cỏc mụn húa hc c th nhng nm k tip Do c thự ca mụn Cu to cht l s tng hp kin thc Toỏn Lý Hoỏ, cú tớnh khỏi quỏt cao v khỏ tru tng nờn vic ging dy mụn ny nm th nht thng gp mõu thun gia yờu cu trang b kin thc sõu, rng vi s hn ch v thi gian v mc chun b kin thc nn ca toỏn lý dung ho iu ny, chỳng tụi cho rng ni dung giỏo trỡnh phi c th hin di dng mụ t bng bng biu, th, hỡnh v trc giỏc kt hp vi nhiu dng bi minh ho, trỏnh nhng dn gii rm r hoc sa vo cỏc thut toỏn khụng cn thit lm lu m ý ngha khoa hc ca Chỳng tụi hy vng cun Cu to cht i cng s ỏp ng c yờu cu l xõy dng nhng khỏi nim c s cho sinh viờn nm u bc i hc Xin chõn thnh cm n cỏc ng nghip ó ng viờn, khuyn khớch chỳng tụi biờn son cun giỏo trỡnh ny v rt mong bn c úng gúp xõy dng cho sỏch ngy cng hon thin H Ni, thỏng 10 nm 2012 Tỏc gi PHN III TRNG THI NGNG T CA CC CHT Chng 11 CC H NGNG T - LIấN KT V CU TRC TINH TH Mc tiờu Cn trung vo cỏc : chng 11 Cỏc khỏi nim v h ngng t Tinh th v trng thỏi vụ nh hỡnh Khỏi nim v cỏc h tinh th: Mng li, nỳt li, t bo c s Mt s c im ca cu trỳc tinh th: S sp xp cỏc qu cu khớt nht compact T s bỏn kớnh ion dng v õm Khi lng riờng ca tinh th Liờn kt tinh th ion: c im ca loi liờn kt ny Nng lng v cỏc phng phỏp xỏc nh chỳng Liờn kt mng tinh th kim loi: Cỏc nột c trung ca loi liờn kt ny Lý thuyt vựng nmg lng gii thớch tớnh dn v bỏn dn ca vt liu Min dn Phng phỏp Born-Lande Min cm Phng phỏp Kapustinski Nng lng mng Lp phng Phng phỏp Born-Haber Ch s Miller Bn phng Mt xp khớt ( compact) Lp phng n gin Sỏu phng T bo c s Lp phng ni tõm Ba phng Phng trỡnh Bragg Lp phng mt tõm Trc thoi Hng s mng a hỡnh ng hỡnh Mt xiờn Dung dch rn húa tr Ba xiờn Plasma Mt s t Mng tinh th khoỏ Nỳt mng 11.1 M U Núi chung, vt cht tn ti ba trng thỏi: Rn (R), Lng (L) v Khớ (K) Núi mt cht trng thỏi ny hay trng thỏi khỏc l tu thuc xem chỳng ang vo nhng iu kin xỏc nh no Núi cỏch khỏc, trng thỏi hp ca cỏc cht khụng phi l c nh m thay i tu theo iu kin tn ti ca chỳng 11.2 CC CN C PHN LOI TRNG THI Mun bit vt cht tn ti trng thỏi no, ta cn c vo cỏc yu t chớnh sau õy: Chuyn ng nhit ca ht cho bit s phõn b v khuynh hng chim ton b th tớch khụng gian xỏc nh Yu t ny c ỏnh giỏ bng ng nng chuyn ng nhit ca ht (T) Lc hỳt gia cỏc ht S liờn kt cỏc ht li vi thnh nhng hp cht ch vi nhng cu trỳc xỏc nh l yu t khỏ c trng cho tng trng thỏi Yu t ny c ỏnh giỏ bng th nng tng tỏc gia cỏc ht (U) trng thỏi khớ, ng nng chuyn ng nhit ln hn nhiu ln th nng tng tỏc gia cỏc ht Cỏc ht (phõn t khớ) chuyn ng gn nh t (chuyn ng Brown), chỳng va chm n hi vi v vi thnh bỡnh Chuyn ng ny bao gm c chuyn ng tnh tin, chuyn ng quay ln chuyn ng dao ng trng thỏi lng, ng nng ca chuyn ng nhit khụng tri hn nhiu so vi th nng tng tỏc gia cỏc ht Chuyn ng ca cht lng b rng buc bi lc van der Waals khụng th t c Vỡ vy, cht lng cú th tớch xỏc nh nhng khụng cú hỡnh dng xỏc nh trng thỏi tinh th, th nng tng tỏc gia cỏc ht ln hn hn ng nng chuyn ng nhit ca cỏc ht, ú, cỏc ht c sp xp thnh nhng cu trỳc xỏc nh Trong trng hp ny, ht hu nh cũn kh nng dao ng quanh v trớ cõn bng d hỡnh dung nhng iu va trỡnh by trờn õy, ta cú th túm tt nhng c trng chớnh i vi cỏc trng thỏi vt cht bng 11.1 Bng 11.1 Cỏc c trng chớnh i vi cỏc trng thỏi vt cht Trng thỏi Cỏc c trng Rn (R) Lng (L) Khớ (K) Chuyn ng Dao ng Tnh tin, quay, dao ng Tnh tin, quay, dao ng Khong cỏch gia cỏc ht (d) Nh, c kớch thc ht Tng lờn, quỏ c kớch thc ht Khỏ ln Quan h gia U v T U>T U=T U