- •Вопрос 1. Интерференция света интерферометры и их применение. Дифракция света.
- •Математическое описание
- •Свойства рентгеновских лучей
- •Характеристики рентгеновских лучей
- •Основы рентгеноструктурного анализа
- •Взаимодействие с веществом
- •Биологическое воздействие
- •Механизмы биологического воздействия
- •Прикладное значение радиобиологических исследований
- •Свободные радикалы
- •Образование Сободных радикалов
- •Вопрос 4. Реальные газы. Уравнение Ван-Дер-Вальса. Критическое состояние вещества.
- •Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса
- •Критические параметры
- •Приведённые параметры
Свободные радикалы
Свободные радикалы в химии — частицы (как правило, неустойчивые), содержащие один или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке. По другому определению свободный радикал — вид молекулы или атома, способный к независимому существованию (то есть обладающий относительной стабильностью) и имеющий один или два неспаренных электрона. Неспаренный электрон занимает атомную или молекулярную орбиталь в одиночку. Как правило, радикалы обладают парамагнитными свойствами, так как наличие неспаренных электронов вызывает взаимодействие с магнитным полем. Кроме этого наличие неспаренного электрона способно значительно усилить реакционную способность, хотя это свойство радикалов широко варьируется.
Образование Сободных радикалов
Радикал может образоваться в результате потери одного электрона нерадикальной молекулой:
X → e− + X·+
или при получении одного электрона нерадикальной молекулой:
Y + e− → Y·−
Большинство радикалов образуются в ходе химических реакций при гомолитической диссоциации связей. Они сразу же претерпевают дальнейшие превращения в более устойчивые частицы: Cl2 → 2Cl· СН4 + Cl· → CH3· + HCl CH3· + Cl2 → CH3Cl + Cl· 2Cl· → Cl2 2CH3· → C2H6 … Зарождение радикальной цепи можно инициировать действием на вещество жестких условий (высокие температуры, электромагнитное излучение, радиация). Многие перекисные соединения — также хорошие радикалообразующие частицы. Косвенное действие ионизирующего излучения связано с образованием свободных радикалов.
Вопрос 4. Реальные газы. Уравнение Ван-Дер-Вальса. Критическое состояние вещества.
Реальный газ — газ, который не описывается уравнением состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева.
Зависимости между его параметрами показывают, что молекулы в реальном газе взаимодействуют между собой и занимают определенный объём. Состояние реального газа часто на практике описывается обобщённым уравнением Менделеева — Клапейрона:
где p — давление; V - объем T — температура; Zr = Zr (p,T) — коэффициент сжимаемости газа; m - масса; М — молярная масса; R — газовая постоянная.
Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса — уравнение, связывающее основные термодинамические величины в модели газа Ван-дер-Ваальса.
Хотя модель идеального газа хорошо описывает поведение реальных газов при низких давлениях и высоких температурах, в других условиях её соответствие с опытом гораздо хуже. В частности, это проявляется в том, что реальные газы могут быть переведены в жидкое и даже в твёрдое состояние, а идеальные — не могут.
Для более точного описания поведения реальных газов при низких температурах была создана модель газа Ван-дер-Ваальса, учитывающая силы межмолекулярного взаимодействия. В этой модели внутренняя энергия становится функцией не только температуры, но и объёма.
Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса
Потенциальная энергия межмолекулярных сил взаимодействия вычисляется как работа, которую совершают эти силы, при разведении молекул на бесконечность:
Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса складывается из его кинетической энергии (энергии теплового движения молекул) и только что нами посчитанной потенциальной. Так, для одного моль газа:
где — молярная теплоёмкость при постоянном объёме, которая предполагается не зависящей от температуры.