Применение процессов возбуждения электронов для практических целей.

1. Люминесценция (Л) – испускание света некоторыми веществами. Люминесцентное освещение – в запаенной вакуумированной трубке – пары ртути при низком давлении. С раскаленной нити на одном конце поступают электроны. Сталкиваясь с атомами ртути они приводят электроны атомов ртути в возбужденное состояние. Когда возбужденные электроны возвращаются на более низкие уровни, происходит испускание фотонов УФ света. Для того, чтобы освещение было различной окраски, трубку покрывают люминесцентными веществами, которые при возбуждении фотонами УФ испускают видимый свет различной окраски, в зависимости от покрытия. Разновидностью Л является флуоресценция – когда электроны возвращаются в основное состояние сразу после возбуждения. Если электроны некоторое время остаются в возбужденном состоянии, и только спустя некоторое время испускают свет – фосфоресценция.

2. Химические реакции некоторых соединений сопровождаются хемилюминесценцией:

3. Молния – это пример электролюминесценции. Некоторые виды бактерий, ракообразных, рыб, грибов, медуз, моллюсков, губок, червей и др. способны светиться - это биолюминесценция.. Свечение обусловлено химической реакцией кислорода с веществом, находящемся в организме – люциферином под действием фермента – люциферазы. Некоторые минералы флуоресцируют при освещении УФ – СаF₂ – флюорит. Сульфат бария светится при нагреве – термолюминесценция.

4. Процесс возбуждения электронов используется в лазере (аббревиатура от английских слов6 испускание света стимулированным испусканием иэлучения).Импульс УФ света возбуждает электроны в рубиновом стержне. Некоторые возвращаются в основное состояние, испуская фотоны. Но фотоны отражаются внутрь стержня за счет зеркал на концах и стимулируют испускание фотонов другими возбужденными атомами. Возникает цепная реакция, которая приводит к тому, что, когда все электроны возвращаются в основное состояние на низшие энергетические уровни, появляется мощный импульс света строго определенной частоты и направленности.

Основы химической термоднамики. Функции состояния.

Термодинамика – наука о превращениях одних видов энергии и работы в другие. Химическая т/д изучает превращения энергии и работы при химических реакциях, а также изучает условия устойчивости химических систем, веществ и закономерности перехода из одного состояния в другое. Например: почему идет реакция горения угля до образования CО₂, а не разложения диоксида углерода.

Состояние системы определяется параметрами состояния:

- объем V (молярный объем); если объем постоянный, то процесс называется изохорический или изохорный;

- давление Р; если давление постоянно, то процесс называется изобарический или изобарный;

- температура Т; при постоянной температуре процесс называется изотермический;

- число молей n = m/М.

Состояние системы аналитически представляют в виде уравнения состояния f (P,V,T,n) = 0. Известно только одно уравнение, связывающее все эти параметры – это уравнение состояния идеального газа – уравнение Клапейрона-Менделеева: PV = nRT. Для большинства реальных систем уравнение уравнения состояния в явном виде не известны, поэтому для т/д описания используют функции состояния – переменная характеристика системы при постоянстве одного из параметров, зависящая только от конечного и начального состояния системы и не зависящая от того, каким образом произведен этот переход. К ним относятся:

Внутренняя энергия U: U = Q – A 1 закон термодинамики

Энтальпия Н: Н = U + PV

Энтропия S: S = Q/T

Энергия Гиббса G: G = H – TS

Энергия Гельмгольца: F = U - TS