无机化学 物质的状态

null第2章 物质的状态§2.1 气体§2.2 液体§2.3 固体第2章 物质的状态null§2.1 气体 §2.1.1 理想气体状态方程§2.1.2 气体分压定律§2.1.3 气体扩散定律2.1.1 理想气体状态方程式2.1.1 理想气体状态方程式1、理想气体---分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略。分子间及分子与器壁间的碰撞不造成动能损失。人们将符合理想气体状态方程式的气体，称为 理想气体。 nullpV = nRT R---- 摩尔气体常数 在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m32、理想气体状态方程式：END p ----Pa V ----m3 T----K n----molnull具体分析推导如下： (pV = nRT) 当n,T一定时 V ∝ 1／p p1V1= p2V2 波义耳定律 当n，p一定时 V ∝T V1／V2=T1／T2 查理 -盖·吕萨克定律 当p，T一定时 V ∝ n n 1／n2 =V1／ V 2 阿佛加德罗定律 3、理想气体状态方程式的应用3、理想气体状态方程式的应用（1） 计算p，V，T，n四个物理量之一。（2）气体摩尔质量的计算pV = nRTM = Mr (gmol-1 ) 相对分子质量null  = m / V（3）气体密度的计算：（1） 计算p，V，T，n四个物理量之一。（2）气体摩尔质量的计算（3）气体密度的计算[例1] 某气体化合物是氮的氧化物，其中含氮 的质量分数为30.5%。在一容器中充有该氮氧化 合物，质量是4.107g，其体积为0.500 L，压力为 202.7 kPa,温度为0℃，求： （1）在STP条件下该气体的密度； （2）该化合物的相对分子质量； （3）该化合物的分子式。(1) 4.11 g·L-1 p1V1= p2V2 M = 92.0 g·mol-1 N2O4 [例1]null 2.1.2 实际气体的状态方程实际气体：分子本身有体积 分子间存在作用力a，b为范德华常数， 其值越大，说明实际气体偏离理想气体的程度越大。 由实验测定。-----范德华方程Ｐ２５（２－１５）null（道尔顿分压定律）（道尔顿分压定律）2.1.3 分压定律的应用及计算null组分气体：---理想气体混合物中每一种气体 分压： 组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。（达式之一）2.1.3 分压定律的应用及计算null分压定律： 混合气体的总压等于混合气体中各组分气体分压之和。 p = p1 + p2 +  或 p =  pB （ 表达式之二） n =n1+ n2+ （道尔顿分压定律）null分压的求解：x B  B的摩尔分数（表达式之三）null 例2：某容器中含有NH3、O2 、N2等气体的混合物。取样分析后，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200mol=0.320mol+0.180mol+0.700molnullp(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0) kPa =77.5 kPa 分压定律的应用 分压定律的应用Ｐ２１ 例２－６nullP21例 2-6. 已知： p = 9.96×104 Pa, T = 294 K, m(O2) = 0.480 g , V = 0.377 dm3 求： M(O2) 解：∵ p = p( O2) + p(H2O) 查表知 294K p(H2O )= 2.48×103 Pa ∴ p(O2) = p － p(H2O) = 9.96×104－2.48×103 = 9.71×104 (Pa)null 由 piV = niRT END*分体积定律*分体积定律分体积： 混合气体中某一组分B的分体积VB是该组份单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。nullV = V1 + V2 + —称为B的体积分数例4 A、B两种气体在一定温度下，在一容器中混合，混合后下面表达式是否正确？例4 A、B两种气体在一定温度下，在一容器中混合，混合后下面表达式是否正确？PAVA = nART P V = nART PVA = nART PAV = nART PA (VA +VB) = nART (PA+PB) VA = nART 否 否 是 是 是 是P总V分 = P分V总 = n分RT2.1.4 气体扩散定律 同温同压下某种气态物质的扩散速度与其 密度的平方根成反比。2.1.4 气体扩散定律nullP２２—例2-８将氨气和氯化氢气体同时从一根120cm长的玻璃管两端分别向管内自由扩散。两气体在管中什么位置相遇而生成NH4Cl白烟？分析:2.1.５　气体的液化液化或凝聚——气体变成液体的过程 条件？临界常数 临界温度(Tc)：加压时使气体液化的最高温度。 临界压力(Pc)：在Tc时使气体液化的最低压力。 临界体积(Vc)：在Tc和Pc下1mol气体所占体积。 临界状态：气态物质处于Tc,Pc,Vc的状态。对非极性分子, Tc 较低,难液化。He H2 N2 O2 对极性分子，较易液化。NH3 H2O2.1.５　气体的液化ENDnull§2.2 液 体蒸发? 凝聚? 饱和蒸气压? 影响因素? 易挥发物质? P蒸较大 难挥发物质? P蒸较小 蒸发热? 摩尔蒸发热△vHm,ｋJ·mol-1 克劳修斯—克拉贝龙方程 沸点? 正常沸点?END 自学P-36null 液晶§2.3 固 体2.3.1 晶体和非晶体 2.3.1 晶体和非晶体 晶体的特征： 1 有固定的几何外形； 2 有固定的熔点； 3 有各向异性。晶体: 质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列，具有整齐外形，以多面体出现的固体物质。无定形体：由于内部质点排列不规则，所以没有一定的结晶外形。例如云母，特别容易裂成薄片，石墨不仅容易分层裂开，而且其导电率在平行于石墨层的方向比垂直于石墨层的方向要大得多。晶体在不同方向上具有不同的物理、化学性质，这种特性称为各向异性（anisotropy）。非晶体则是各向同性的null石英 SiO2方解石 CaCO3萤石 CaF2null 2.3.2 晶体的内部结构 1、结点和晶格 结点---晶体中的微粒抽象为几何学中的点 晶格---把组成晶体的质点（分子、原子、离子）在空间按一定的规则联结起来，则可以得到描述晶体内部结构的几何图像，简称晶格（点阵）。2、晶胞--晶格中具有代表性的最小重复单位， 3、晶体--晶胞在三维空间中无限重复就形成晶体null 由晶胞参数a，b，c，α，β，γ表示， a，b，c 为六面体边长， α，β，γ 分别是bc ， ca , ab 所组成的夹角。4、晶胞的两个要素：1） 晶胞的大小与形状：null2） 晶胞的内容：粒子的种类，数目及它在晶胞中的相对位置。 按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。 按带心型式分类，将七大晶系分为14种型式。例如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面心立方三种型式。nullnull晶体的类型-----粒子种类及粒子间结合力原子晶体离子晶体分子晶体金属晶体2.3.3 晶体的类型及性质比较null离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体正,负离子原子分子金属原子 正离子离子键共价键 分子间力或 氢键 金属键 (离域键) 较高高较低不定 硬 度大小不定 NaCl CaO NH4Cl 金刚石,Si SiO2, B4C SiC, Ge CO2 , HF 卤素单质 稀有气体Fe , Cu Al，Zn 基本类型晶格点上的微粒微粒间作用力熔沸点 较大实 例晶体的类型及性质比较null1：1 组成有代表性。2.3.4 三种典型的离子晶体nullnullNaCl 六配位，CsCl 八配位，ZnS 四配位。为何配位数不同 ? 第4章 化学键与分子结构—离子晶体null作业：Ｐ４４ 　　　５，８，９，１０，１３