идз+кр / экз / chem / Khimia_20-22

20.Межмолекулярное взаимодействие. Водородная связь. Водородная связь наблюдается при взаимодействии атома водорода с атомами сильно электроотрицательных элементов–F,O,N,Cl,S. Природа этой связи до конца не изучена: проявление сил межмолекулярного взаимодействия, но характер сил – электростатический. В случае возникновения водородной связи водород ведет себя как двухвалентный элемент. Наличие водородных связей объясняет так называемые аномальные свойства воды:1. макс. плотность при температуре +4.

2. вода обладает наибольшей теплоемкостью из известных жидкостей.

При нагреве воды значительная часть энергии затрачивается на разрыв связей, отсюда и повышенная теплоемкость. Между молекулами в газах, жидкостях и твердых телах действуют одновременно силы отталкивания и притяжения. Проявление сил отталкивания – результат взаимодействия заполненных электронных оболочек, эти силы действуют на очень малых расстояниях и быстро убывают с увеличением расстояния. A и n (12) – эмпирические константы, r – расстояние между частицами. Теоретически лучше изложены силы притяжения. Различают ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействия. Ориентационное. Имеет место между молекулами – ярко выраженными диполями. k – константа Больцмана, «ню» - дипольные моменты молекул. Индукционное. Если одна из молекул полярна, вторая – неполярна, но легко поляризуема. «альфа» - коэффициент поляризации. Дисперсионное. Возникновение мгновенных диполей. I – потенциал ионизации, h – постоянная Планка. В общем силы притяжения могут быть представлены как B и m (6) – константы. Суммарная энергия

21.Система. Фаза. Компонент. Параметры. Функции состояния: внутренняя энергия и энтальпия. Стандартные условия.

Система - это тело или группа тел, находящиеся во взаимодействии, которые мысленно выделены из окружающей среды. Бывают гомогенными (однородные) и гетерогенными (неоднородные).

Изолированная система не имеет обмена веществ и энергий с окружающей средой.

Закрытая – не имеет только массообмена (необратимый перенос массы компонента смеси в пределах одной или неск. фаз).

Открытая – имеет и энерго- и массообмен.

Фаза - совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и всем физ. и хим. свойствам, не зависящим от количества вещества. Фазы отделены друг от друга поверхностями раздела, на которых все свойства фазы резко скачком меняются.

Компоненты – составные части системы, химически индивидуальные вещества, составляющие данную систему и способные к самостоятельному существованию, будучи изолированными от других частей системы.

Состояние системы определяется набором переменных величин - параметров. Различают параметры интенсивные и экстенсивные. Интенсивные - не зависят от массы или числа частиц в-ва. (P,T), а экстенсивные - зависят (V, E).

Функции состояния - это термодинамические функции, значения которых зависят только от состояния системы и не зависят от пути, по которому система пришла в данное состояние. Изменение функции состояния

Наиболее важными функциями являются внутренняя энергия системы U и энтальпия (теплосодержание)

Внутр. энергия – общий запас энергии : энергия поступательного и вращательного движения, энергия колебаний, внутриядерная энергия, за исключением кинетической энергии системы в целом и потенциальной энергии положения системы.

Большое количество характеристик в химии зависят от условий, при которых они определяются. Наиболее общими и важными условиями являются температура и давление.

Стандартное давление -

Стандартная температура – 298 К.

22.Первое начало термодинамики. Закон Гесса как следствие первого начала термодинамики. Термохимические расчеты.

Существует множество формулировок первого закона:

В изолированной системе общий запас энергии сохраняется постоянным. Поскольку работа является одной из форм перехода энергии, то, следовательно, невозможно создание вечного двигателя первого рода (машины, совершающей работу без затраты энергии). Математическая формулировка: При протекании изобарического процесса:

При протекании изохорического процесса:

При протекании изотермического процесса:

При протекании кругового процесса:

Термохимия – область физ. химии, занимающаяся изучением энергет. эффектов реакций. Если в уравнении указан ее энергетический эффект – это термохимическое ур-е.

V=const,

p=const,

Русский ученый Гесс (1840) дал формулировку основному закону термохимии: тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном объеме или при постоянном давлении, не зависит от пути реакции (от ее промежуточных стадий), а определяется только природой и состоянием исходных веществ и продуктов реакции.

Этот закон – прямое следствие первого закона термодинамики.

С помощью закона Гесса можно вычислять теплоты различных реакций, не проводя самих реакций.

Например:

Вывод: теплота испарения одного моля воды равна 44 Дж.