Министерство образования и науки украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра общей металлургии и химии

Кушнарева Д.П.

Рамазанова Е.Ю.

Физическая химия

конспект лекций

направление подготовки « Электронные устройства и системы »

Алчевск, 2010 р

Физическая химия . Конспект лекций. Направление подготовки « Электронные системы и устройства » . / Д.П. Кушнарева, Е.Ю. Рамазанова - Алчевск: ДонГТУ, 2010 . – 71с|.

Атомно - молекулярное учение. Основные понятия и законы химии.

Материя – это множество существующих в мире объектов и явлений.

Основные виды материи: а) вещество ( вода, воздух, земля, живые существа, растения, электроны, химические реактивы, и тому подобное);

б) энергия ( тепловая, электромагнитная, гравитационная, и тому подобное ).

Основное свойство материи – движение, как изменение|смена|в пространстве|просторе|и времени.

Формы движения материи: механическая|механичная|, химическая, биологическая, общественная, и тому подобное.

Химия изучает химическую форму движения материи, проявлением которой|какой|являются химические превращения|преобразование|(реакции ) между веществами.

Основы|основание| атомно – молекулярного учения

• Все вещества состоят из частиц|частички|( атомов, молекул, ионов, и тому подобное ).

• Частицы одноговещества одинаковы, разных|различных|веществ – разные|различные|.

• Частицы|частичка|, из которыхсостоят|вещества находятся в постоянном движении.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ХИМИИ

Химический элемент – отдельный вид атомов с одинаковым зарядом ядра (₂₆Fe,₅₀Sn,₈O ).

Атом – наименьшая химически неделимая частица элемента, которая несет его химические свойства (Fe, Sn, O, и тому подобное ).

Молекула – наименьшая частица вещества, которая несет ее химические свойства ( O₂,N₂,H₂O,H₂SO₄).

Вещество – совокупность атомов или молекул одного вида, которая дает возможность определять как химические так и физические свойства (Ne,Fe,H₂,Cl₂,HCl,H₂CO₃,Na₂SO₄, и тому подобное ).

Моль – такое количество вещества, которое вмещает столько структурных единиц ( атомов, молекул, электронов, и тому подобное ), сколько вмещает атомов 0,012 кг изотопа карбона ¹²С ν (ню), моль).

Химический эквивалент – такое количество вещества, которое взаимодействует без остатка с одним молем атомов Гидрогена, или вытесняет такое количество Гидрогена в ходе химической реакции ( Э, моль).

Относительная атомная масса, А(r) - число, которое показывает во сколько раз масса данного атома больше одной атомной единицы массы.

Атомная единица массы ( а.о.м. ) – это 1 / 12 массы атома изотопа Карбона ¹²С.

Относительная молекулярная масса, М(r) – число, которое показывает во сколько раз масса данной молекулы больше одной атомной единицы массы. Индекс (r) свидетельствует об относительном характере параметров А(r) и М(r) (relative – относительный ).

Молярная масса ( М, г / моль ) – масса вещества, количеством 1 моль.

Молярная масса эквивалента (М_Э, г / моль ) – масса вещества, количеством 1 эквивалент.

Молярный объем (V_М, л ) - объем газообразного вещества, количеством 1 моль.

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ХИМИИ

Закон сохранения массы (М.В. Ломоносов, в 1748 г.) – масса веществ, которые вступили в реакцию, равняется массе веществ, которые образовались в результате реакции.

4 Al + 3 O₂→ 2Al₂O₃

4∙ M(Al) 3∙M(O₂) 2 ∙M(Al₂O₃)

4 ∙ 27 3∙ 32 2∙ 102

108 + 96 = 204

Закон эквивалентов ( Рихтер, 1793р.) – массы реагентов и продуктов относятся между собой как молярные массы эквивалентов этих веществ.

А + В = С + Д

m(A) / M_Э(A)= m(B) / M_Э (B) = m(C) / M_Э(C)= m(Д) / M_Э(Д)

Закон постоянства состава ( Пруст, 1799р.) – каждое индивидуальное молекулярное соединение имеет постоянный качественный и количественный состав независимо от способа его получения.

Например: H₂SO₄ - качественный состав молекулы : Гидроген, Сульфур, Оксиген;

количественный состав|склад|: два атома Гидрогена, один атом Сульфура

четыре атома Оксигена.

Закон кратных отношений (Дальтон, 1803р.) – если два элемента образуют друг с другом несколько соединений, то на одно и то же количество одного элемента приходятся такие количества другого элемента, которые относятся между собой как небольшие целые числа.

Например: Соединение С% (С) С%(О) число единиц масс Относятся как

Оксигенана однуеди-|

ницу|массы Карбона

СО 42,88 57,12 1,33 1

СО₂ 27,29 72,71 2,66 2

Закон объемных отношений (Гей – Люссак, 1805р. ) – объемы газов, которые вступают в реакцию, относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа.

N_2(газ)+ 3H_2(газ)= 2NH_3(газ)

1моль|3моль|2моль|

1объем 3объема|2объема|

Закон Авогадро ( Авогадро, 1811р.) – В равных объемах различных газов при одинаковых условиях ( давлении и температуре ) содержится одинаковое число структурних единиц газов ( атомов, молекул).

Молярный объем различных|различных|газов при нормальных условиях (н.у.) составляет|сдает|22,4 л.

Нормальные условия: температура Т = 273К ; t = 0⁰С

давление Р = 1,01 • 10⁵ Па = 760 мм.рт.ст. = 1 атм.

Относительная плотность|густота|одного газа по другому – это отношение молярной (молекулярной) массы одного газа к|до|молярной (молекулярной) массе другого газа.

Д₂= М₍₁₎∕ М₍₂₎= Мr₍₁₎∕ Мr₍₂₎

Число Авогадро (N_A= 6,02 ∙ 10²³структурных единиц) – это число структурных единиц в одном моле вещества независимо от условий.

Объединенный закон газового состояния – произведение давления на объем газа, отнесенный к температуре, при которой существует газ есть величина постоянная.

PV ∕ T=P₀V₀∕T₀=R

где – P₀ ,V₀, T₀ давление, объем, температура при нормальных условиях;

P, V, T - давление, объем, температура при условиях, отличающихся от нормальных;

R – универсальная газовая постоянная: R = 62360 мм.рт.ст. • мл/К

R = 0,082 атм|• л/К

R = 8,314 Па • м³ / К

Уравнение Менделеева – Клапейрона

P V = m R T /M

где m - масса объема газа (V)

M – молярная масса газа.