2017 chương 3 lực liên kết liên phân tử các trạng thái vật chất (1)

Các trạng thái vật chất1 Trạng thái tồn tại của vật chất là sự tương quan giữa: Lực liên kết liên phân tửnguyên tử, ion, tập trung vật chất Chuyển động nhiệt, phân tán vật chất Lực liên

Các trạng thái vật chất

1

Trạng thái tồn tại của vật chất là sự tương quan giữa:

Lực liên kết liên phân tử(nguyên tử, ion), tập trung vật chất

Chuyển động nhiệt, phân tán vật chất

Lực liên phân tử

Chuyển động nhiệt

Hai xu hướng tập trung và phân tán của vật chất

2

Lực liên kết liên phân tử

Liên kết kim loại

Ion dương nằm ở các nút mạng hút các electron hóa trị chuyển động

tự do trong toàn bộ khối kim loại tạo nên tinh thể bền vững

Mô hình khí electron trong tinh thể kim loại

3

Lý thuyết miền năng lượng

2 nguyên tử kim loại liên kết, tổ hợp AO sẽ tạo ra các MO liên kết và

phản liên kết Mỗi trạng thái năng lượng của nguyên tử sẽ tách thành

2trạng thái năng lượng phân tử

2S 1 2S 2

Li 2

2S 1 2S 2

Li 3

2S 3

2S 1 2S 2

Li 4 2S 3 2S 4

2S 1 2S 2

Li n 2S 2S n

Sơ đồ phân tách mức năng lương trong tinh thể kim loại Li

4

Trong tinh thể số nguyên tử kim loại rất lớn nên nên các trạng thái năng

lượng rất gần nhau và tạo thành các miền năng lượng liên tục

Miền hóa trị (chứa e hóa trị) Miền tự do nằm trên là miền dẫn Miền nằm

giữa là miền cấm, electron không được có mặt

Các miền năng lượng trong tinh thể rắn

Miền dẫn Miền cấm Miền hóa trị

E

5

Chất dẫn điện – bán dẫn – cách điện

lượng để electron chuyển lên vùng dẫn.

Khoảng cách vùng cấm  E trong ba loại vật liệu

6

Lực liên kết yếu giữa các phân tử, nguyên nhân gây nên các hiện

tượng hóa lỏa, hóa rắn, hòa tan, hấp phụ của hầu hết các chất

Liên kết Van Der Waals

7

Lực Van Der Waals

Chuyển động nhiệt

Tương tác định hướng (Dipole-dipole Forces)

Lực hút tĩnh điện giữa 2 phân tử phân cực:

Lực mạnh nhất trong tương tác Van Der Waals, tỉ lệ với độ phân cực

8

Lực hút tĩnh điện giữa phân tử phân cực và phân tử không phân cực

Phân tử phân cực làm lệc sự phân bố electron trong phân tử không

phân cực

Tương tác cảm ứng (dipole – induced-dipole interaction)

9

Lực hút tĩnh điện giữa các phân tử không phân cực

Sự phân bố không đối xứng của electron, làm xuất hiện các lưỡng cực

nhất thời

Lực khuếch tán yếu nhất trong 3 lực Van Der Waals

Tương tác khuếch tán (Lực phân tán London)

10

Lực khuếch tán phụ thuộc vào hình dạng phân tử

Pentane và 2,2-dimethylpropane, có cùng công thức phân tử C5H12

nhưng có điểm sôi khác nhau (lần lượt 360C và 100C)

11

Lực Van Der Waals trong sinh học

Nhiều động vật dựa vào lực Van Der Waals để bám dính khi di

chuyển

12

Robot mô phỏng cơ chế bám dính của Téc kè

13

Sự phân cực rất mạnh trong các liên kết H-O, H-N và H-F làm cho H

gần như mất lớp vỏ electron chỉ còn proton “Proton” này xâm nhập

sau vào nguyên tử có độ âm điện lớn (F,O,N) để tạo liên kết hydro

Liên kết hydro

14

Do liên kết hydro, nước lỏng có thể tích lớn hơn nước rắn (< 40C)

15

Liên kết hydro đóng vai trò quan trong quá trình gắn kết trong chuỗi

AND, cấu trúc cuộn xoắn của protein, quá trình co cơ, ghi nhớ,

16

Chuyển động nhiệt lấn át lực liên phân tử nên các phân tử chuyển

động tự do hỗn loạn và chiếm đầy thể tích bình chứa

Trạng thái khí

17

Khí lý tưởng

Chất khí tưởng tượng, các hạt có kích thước vô cùng nhỏ, không

tương tác, chỉ va chạm đàn hồi với tường bao quanh khối khí

Ở áp suất thấp, nhiệt độ cao có thể xem gần đúng khí thực là KLT

18

Sự khác nhau giữa khí thực và khí lý tưởng

19

Phương trình trạng thái khí lý tưởng (PT Clapeyron – Mendeleev)

20

Sự phân bố vận tốc chuyển động của các phân tử O 2

21

Sự phân bố vận tốc chuyển động của khí N 2 theo nhiệt độ

22

Lực hút liên phân tử trong chất lỏng không đủ cố định các phân tử

như trong chất rắn, nhưng không quá yếu để các phân tử chuyển

động tự do như trong chất khí

Trạng thái lỏng

23

Nhiều chất lỏng có cấu trúc gần như chất rắn Các phân tử sắp xếp

một cách tương đối có qui luật nhưng không trật tự và cố định như

chất rắn

24

Lực hút liên phân tử mạnh hơn nhiều so với chuyển động nhiệt, kết

quả các phân tử bị cố định và dao động tại một vị trí cân bằng

Trạng thái rắn

Cấu trúc tinh thể nước rắn

25

26

Chất rắn tinh thể - chất rắn vô định hình

Các phân tử trong chất rắn sắp xếp có qui luật nghiêm ngoặc, chất

rắn tinh thể Ngược lại là chất rắn vô định hình

Chất rắn tinh thể có nhiệt nóng chảy xác định

Chất rắn vô định không có nhiệt độ nóng chảy xác định

Các dạng thù hình của carbon

27