Аморфные вещества не имеют строго упорядоченной кристаллической структуры.
Водородная связь представляет собой межмолекулярное взаимодействие, в котором атом водорода одной молекулы притягивается к электроотрицательному атому другой молекулы.
Диполь – совокупность двух равных по величине разноименных зарядов d , находящихся на некотором расстоянии l друг от друга.
Дипольный момент m численно равен произведению заряда d на расстояние l между зарядами: m = d × l
Жидкий кристалл – это текучее непрозрачное вещество, молекулы которого частично упорядочены в одном направлении.
Идеальный газ – это предельное состояние реального газа при бесконечно малом давлении.
Кристаллы с ионными связями представляют собой структуры прочно связанных положительно и отрицательно заряженных ионов.
Кристаллы с ковалентными связями представляют собой структуры прочно связанных атомов.
Кристаллы с металлическими связями представляют собой структуры прочно связанных «электронным газом» положительно заряженных ионов.
Макросистема представляет собой твердое, жидкое или газообразное тело, состоящее из взаимосвязанных атомов, молекул или ионов.
Молекулярные кристаллы содержат в узлах кристаллической решетки молекулы, удерживаемые между собой силами электростатического притяжения.
Вопросы для проверки знаний
1. Приведите конкретный пример макросистемы.
2. В чем различие между: а) металлической и ионной кристаллическими решетками; б) ковалентной и молекулярной кристаллическими решетками?
3. В чем сходство аморфных и кристаллических тел?
4. Какие вещества называются жидкими кристаллами?
5. В чем различие и сходство межмолекулярных взаимодействий в жидкой воде и кристаллах льда?
6. В чем различие и сходство межмолекулярных взаимодействий в жидкой воде и в парах воды?
7. Какие межмолекулярные взаимодействия называются: а) ориентационными, б) индукционными, в) дисперсионными?
8. Чем водородная связь отличается от ковалентной или ионной связи?
Упражнения
1. Какое положение при сдвиге слоев ионной кристаллической решетки они должны занять, чтобы произошло растрескивание кристалла?
2. Какое положение при сдвиге слоев молекулярной кристаллической решетки они должны занять, чтобы произошло растрескивание кристалла?
3. Сопоставим ли сдвиг слоев ковалентной кристаллической решетки с длиной химической связи или для этого требуется значительно большее смещение слоев, чтобы кристалл раскололся?
4. Известно, что только металлическая кристаллическая решетка обладает пластичностью (ковкостью). При ударе металл деформируется, но не раскалывается в отличие от кристаллов других типов. Обоснуйте указанный факт.
5. Из двух молекул (СCl4 и СНСl3) выберите молекулу, дипольный момент которой не равен нулю, и докажите, что наличие полярных связей еще не означает, что молекула будет представлять собой диполь.
6. Чтобы получить кристаллический водород Н2(т) или хлороводород НCl (т), необходимо газообразный водород охладить до
–259,10 С, а газообразный хлороводород до –114,20 С. Объясните физическую природу различия температур кристаллизации с позиций межмолекулярного взаимодействия.
7. Усилие, прикладываемое к тормозной педали автомобиля ногой, передается на тормозные колодки колес посредством жидкости, перемещающейся по трубопроводу. Обоснуйте указанное техническое решение с позиций межмолекулярного взаимодействия.
ТЕМА 4
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАКРОСИСТЕМ
ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
Термодинамика [др.-греч. qermoV теплый, жаркий, горячий и δunamikoV имеющий силу] – область физики, исследующая общие свойства систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, а также процессы обмена систем энергией в форме теплоты и работы.
Термодинамическая система – это конкретный объект исследования, выделенный из окружающего мира реально существующими или воображаемыми поверхностями раздела. Например, сосуд, в котором происходит химическая реакция, газ в замкнутом сосуде или кусок плавящегося льда в стакане.