Bài giảng Hóa đại cương A1: Chương 8 - Từ Thị Trâm Anh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:130

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa đại cương A1" Chương 8 - Lực liên kết liên phân tử trạng thái lỏng và trạng thái rắn, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Lực liên kết liên phân tử; Một số tính chất của chất lỏng; Giản đồ pha biểu diễn điều kiện tồn tại và chuyển pha giữa các pha rắn – lỏng – hơi; Sự nóng chảy và sự thăng hoa của chất rắn; Phân loại chất rắn tinh thể theo đặc điểm liên kết trong tinh thể;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa đại cương A1: Chương 8 - Từ Thị Trâm Anh

CHƯƠNG 8 LỰC LIÊN KẾT LIÊN PHÂN TỬ TRẠNG THÁI LỎNG VÀ TRẠNG THÁI RẮN GV: Từ Thị Trâm Anh tttanh@hcmus.edu.vn Năm học 2022-2023, HKI
NỘI DUNG 8.1. Lực liên kết liên phân tử 8.2 Một số tính chất của chất lỏng 8.3 Sự nóng chảy và sự thăng hoa của chất rắn 8.4 Giản đồ pha biểu diễn điều kiện tồn tại và chuyển pha giữa các pha rắn – lỏng – hơi 8.5 Phân loại chất rắn tinh thể theo đặc điểm liên kết trong tinh thể 8.6 Một số kiểu cấu trúc tinh thể 2
NỘI DUNG 8.1. Lực liên kết liên phân tử 8.2 Một số tính chất của chất lỏng 8.3 Sự nóng chảy và sự thăng hoa của chất rắn 8.4 Giản đồ pha biểu diễn điều kiện tồn tại và chuyển pha giữa các pha rắn – lỏng – hơi 8.5 Phân loại chất rắn tinh thể theo đặc điểm liên kết trong tinh thể 8.6 Một số kiểu cấu trúc tinh thể 3
Tính chất 3 trạng thái rắn - lỏng - khí Rắn Lỏng Khí Có hình dạng xác định Hình dạng của bình chứa Không có hình dạng, luôn khuếch tán đầy bình chứa Hầu như không nén được Có thể tích xác định, chỉ nén Có thể nén-giản nở được rất ít Thường có khối lượng riêng Khối lượng riêng lớn Khối lượng riêng nhỏ lớn hơn pha lỏng Không chảy được Chảy được Khuếch tán tự do Khuếch tán vào nhau rất Có thể khuếch tán vào nhau Khuếch tán vào nhau nhanh chậm chóng Các tiểu phân sắp xếp trật Các tiểu phân không xếp trật tự Các tiểu phân không xếp trật tự và chỉ dao động quanh vị và chuyển động theo 3 phương tự và chuyển động hoàn toàn trí cân bằng. không gian trong chất lỏng tự do trong không gian To tăng, Enthalpy (ΔH) tăng, Entropy (S) tăng, lực tương tác phân tử giảm 4
Lực tương tác liên phân tử ❖ Là lực tương tác giữa các phân tử ❖ Các phân tử càng gần nhau, tương tác càng mạnh lên. 5
Tương tác liên phân tử thể hiện và ảnh hưởng đến nhiều tính chất của chất lỏng • Sức căng bề mặt • Độ nhớt chất lỏng • Nhiệt bay hơi chất lỏng • Nhiệt độ sôi 6
Nước ở 3 trạng thái rắn - lỏng – khí Water turning into ice: https://www.youtube.com/watch?v=zRUFzJrDtq0 Melting of ice to liquid water: :https://www.youtube.com/watch?v=3xaZwbKyYdM A molecule's eye view of ice melting : https://www.youtube.com/watch?v=CDTZoFGmZoc 7
Lực tương tác liên phân tử yếu hơn nhiều so với liên kết cộng hóa trị trong phân tử Liên kết nội phân tử Liên kết liên phân tử (Liên kết cộng hóa trị) Năng lượng cần thiết để phân Năng lượng cần thiết để tách 1 mol hủy 1 mol nước: các phân tử nước ra xa nhau (thoát H2O (k) → 2 H (k) + O (k) khỏi tương tác liên phân tử): ΔH = 920 kJ/mol H2O (l) → H2O (k) ΔH = 40,7 kJ/mol 8
Lực tương tác liên phân tử Lực tương tác van der Lực tương tác Waals hydrogen Giữa các phân tử Giữa các phân tử phân cực không phân cực • Lực London • Lực London • Tương tác lưỡng cực-lưỡng cực 9
Lực tương tác liên phân tử Lực tương tác van der Lực tương tác Waals hydrogen Giữa các phân tử không phân cực Giữa các phân tử phân cực • Lực London • Lực London • Tương tác lưỡng cực-lưỡng cực 10
Lực van der Waals giữa các phân tử KHÔNG PHÂN CỰC là lực London Lưỡng cực Không Lưỡng cực tạm Lực cảm ứng phân cực thời london He, H2 Ở điều kiện Ở một thời điểm nào đó Lưỡng cực tạm thời bình thường trong quá trình chuyển làm ảnh hưởng đến động không ngừng phân tử xung quanh → Gọi là “Lực phân tán” hoặc “lực London” là lực tương tác tĩnh điện giữa các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng xuất hiện giữa các nguyên tử hoặc phân tử không phân cực. London Dispersion Forces https://www.youtube.com/watch?v=F0ameJ2K3_0 11
Đặc điểm của “Lực phân tán” (lực London) ❖Là tương tác rất yếu giữa các phân tử. ❖Luôn luôn xuất hiện giữa các nguyên tử/phân tử dù chúng phân cực hay không phân cực. ❖Do sự dao động của lớp vỏ electron → hình thành lưỡng cực tạm thời → hình thành tương tác cảm ứng. 12
Lực phân tán tăng khi khả năng xuất hiện lưỡng cực tăng Khả năng phân cực của phân tử Kích thước phân tử Lực phân tán Khối lượng phân tử 13
Lực van der Waals giữa các phân tử của một chất càng mạnh thì chất đó càng có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao Không phân cực → Lực van der Waals là lực London 14
Với các phân tử có cùng khối lượng mol, lực phân tán còn phụ thuộc vào hình dạng của phân tử Neopentane Pentane • bp = 9,5oC • bp = 36,1oC • Gần như có dạng cầu • Có dạng dài • Khả năng phân cực của phân • Khả năng phân cực của phân tử thấp hơn pentane tử cao hơn neopentane → Lực phân tán hay liên kết van der Waals giữa các phân tử neopentane yếu hơn nên neopentane có nhiệt độ sôi thấp hơn n-pentane. 15
Lực tương tác liên phân tử Lực tương tác van der Lực tương tác Waals hydrogen Giữa các phân tử Giữa các phân tử phân cực không phân cực • Lực London • Lực London • Tương tác lưỡng cực-lưỡng cực 16
Lực tương tác van der Waals giữa các phân tử PHÂN CỰC gồm có lực London và tương tác lưỡng cực – lưỡng cực δ- Tương tác lưỡng cực – lưỡng cực δ+ - Xuất hiện giữa các phân tử phân cực - Lưỡng cực (μ) của phân tử càng lớn tương tác lưỡng cực - lưỡng cực càng mạnh. - Tương tác lưỡng cực - lưỡng cực trở nên kém quan trọng khi nhiệt độ tăng. Nhiệt độ sôi 17
Lực tương tác van der Waals Tương tác London Tương tác lưỡng cực - lưỡng cực • Luôn luôn tồn tại giữa các phân tử phân • Chỉ xuất hiện giữa các phân tử phân cực. cực và phân tử không phân cực. • Tăng theo kích thước và khối lượng • Tăng theo moment lưỡng cực của phân tử. phân tử. • Với các phân tử có kích thước và khối • Với các phân tử có kích thước và khối lượng khác nhau đáng kể: lượng xấp xỉ nhau: → Tương tác London quyết định nhiệt độ → Tương tác lưỡng cực - lưỡng cực quyết nóng chảy, nhiệt độ sôi, nhiệt nóng chảy, định nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt nhiệt bay hơi của hóa chất. nóng chảy, nhiệt bay hơi của hóa chất. • Các phân tử càng ở gần nhau, lực tương tác van der Waals giữa các phân tử càng mạnh. • Lực van der Waals giữa các phân tử mạnh nhất khi các chất ở trạng thái rắn. 18
Ví dụ So sánh nhiệt độ nóng chảy của các phân tử H2, N2, O2, CO2, Cl2, Br2, và I2 H2 N2 O2 CO2 Cl2 Br2 I2 Khối lượng 2 < 28 < 32 < 46 < 70 < 160 < 254 Độ phân cực Không Không Không Không Không Không Không • Đây là những phân tử không phân cực → Giữa các phân tử chỉ có lực London → Nhiệt độ nóng chảy tăng khi độ lớn của lực London tăng. • Lực London tăng khi khối lượng và kích thước phân tử tăng. • Nên lực London tăng theo thứ tự sau: H2 < N2 < O2 < CO2 < Cl2 < Br2 < I2 • Do đó, nhiệt độ nóng chảy tăng theo thứ tự sau: H2 < N2 < O2 < CO2 < Cl2 < Br2 < I2 19
Lực tương tác liên phân tử Lực tương tác van der Lực tương tác Waals hydrogen Giữa các phân tử Giữa các phân tử phân cực không phân cực • Lực London • Lực London • Tương tác lưỡng cực-lưỡng cực 20