Избранные главы физической химии

- конечное количество энергии, которое может быть отдано или поглощено микросистемой (атомом, молекулой, атомным ядром) в отдельном акте изменения ее состояния, т. е. при квантовом переходе.

-  фундаментальная физическая теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц в заданных внешних полях (например, электронов в кулоновском поле атомного ядра). Законы квантовой механики носят статистический (вероятностный) характер, состояние микрочастицы описывается ее волновой функцией, которая может быть найдена из Шредингера уравнения. Квантовая механика теоретически объясняет свойства атомных ядер, атомов, молекул, многие свойства твердых тел, природу химических связей.

 – современное учение о химическом и кристаллическом строении вещества, а также о взаимосвязи между строением и свойствами на основе представлений и методов квантовой механики.

- скачкообразный переход квантовой системы (атома, молекулы) с одного уровня энергии на другой. Излучение и поглoщение энергии проиcходит квантами hn. Квантовые переходы подчиняются правилам отбора и могут быть самопроизвольными и вынужденными, происходящими под действием внешнего излучения частотой n. Вынужденные квантовые переходы приводят к поглощению света или к вынужденному излучению.

обусловлено термическим движением молекул и всегда положительно:

P к = T (dР/dT) V = aT/bт,

где a – изобарический коэффициент расширения, , а bт – изотермическая сжимаемость

Длина свободного пробега – среднее расстояние, проходимое частицей (атомом, молекулой, электроном и др.) между двумя последовательными соударениями с другими частицами.

Донорно-акцепторное межмолекулярное взаимодействие – проявляется, например, между нафталином (донором) и тринитробензолом (акцептором) и т. д.

Дырка – не занятое электроном энергетическое состояние в валентной зоне полупроводника. Дырки ведут себя как частицы с положительными элементарными зарядами.

Дюлонга и Пти закон – эмпирическое правило, согласно которому для всех элементов в кристаллическом состоянии теплоемкость одного моль вещества не зависит от температуры и приблизительно равна 3R , где R – газовая постоянная.

Жидкие кристаллы – устойчивое состояние некоторых веществ, в котором обнаруживаются структурные свойства, промежуточные между твердым кристаллом и жидкостью.

Жидкое состояние – уровень потенциальной энергии, промежуточный между низким и близким к нулю, размещение молекул частично упорядоченное, отношение среднего свободного пути к диаметру молекулы – порядка единицы, статистика – промежуточная между квантовой и классической. Переход из жидкого состояния в твердое сопровождается скачкообразным изменением свойств.

Закон постоянства двугранных углов и целых чисел – во всех кристаллах одного и того же вещества углы между соответственными гранями равны.

Закон целых чисел – грани кристалла всегда ориентированы в пространстве таким образом, что отрезки, отсекаемые на трех координатных осях одной гранью, относятся к отрезкам, отсекаемым на тех же осях другой гранью, как целые числа.

Идеальный газ – силами взаимодействия, между молекулами которого можно пренебречь.

Изоморфизм – свойство атомов, молекул, ионов замещать друг друга в кристаллической решетке, образуя смешанные кристаллы:

KAl(SO4)2×12H2O и KCr(SO4)2×12H2O образуют смешанные кристаллы или твердые растворы.

Ионная кристаллическая решетка в узлах содержит ионы (NaCl, LiBr), соединенные ионными связями.

Индукционное взаимодействие – попав в поле соседних частиц (молекул, атомов, ионов), молекулы поляризуются; в них возникает индуцированный дипольный момент. Такие молекулы взаимодействуют друг с другом посредством индукционного межмолекулярного взаимодействия.

Испарение – переход вещества из жидкого или твердого состояние в газообразное состояние при температуре ниже температуры кипения при данном давлении. Испарение твердого тела называется сублимацией или возгонкой.

 – могут быть синтезированы конгломераты 

 – образуется электронами, принадлежащими обоим атомам. Ковалентная связь в молекуле хлороводорода примерно на 20% имеет ионный характер. В молекуле H2 или Cl2 ковалентная связь гомополярная или ковалентная на 100%. Ковалентная связь насыщаема и направлена в пространстве.

– связь между разнородными атомами в твердых телах. Состояние электронов, состоящих в межатомной связи может быть описано функцией:

 ,

где коэффициенты определяют долю ковалентной, ионной, металлической связи и в сумме равны единице. В сульфиде цинка связь ковалентно-ионная, т. к. третий коэффициент пренебрежимо мал. В антимониде индия InSb практически отсутствует ионная доля, а в NaSb – ковалентная.

В структуре комплексного соединения K2[Pt(Cl)6] можно различить координационную сферу, Pt(C1)6 – группировку, состоящую из центральной частицы (комплексообразователя) – иона или атома (Pt4+) и окружающих его лигандов (6Cl-). Число лигандов, располагающихся вокруг комплексообразователя, называется координационным числом.

- переход вещества из газообразного состояния в жидкое или кристаллическое, сопровождается выделением теплоты. При конденсации в интервале температур от критической температуры до тройной точки вещество переходит в жидкое состояние, а при более низких температурах – в кристаллическое.

связывают изменения состава равновесно существующих жидкой и паровой фаз двойной системы с изменениями температуры или давления.

Первый закон: при постоянной температуре давление пара раствора возрастает (уменьшается) при увеличении концентрации того компонента, содержание которого больше (меньше).

Второй закон: в точке экстремума на кривой зависимости равновесного давления от состава раствора (пара) при Т=const составы сосуществующих в равновесии жидкости и пара совпадают.

Третий закон: при постоянных температуре и давлении изменение состава жидкого раствора и пара происходит в одном направлении (симбатно).

 – совместное влияние кайносимметрии 3d-оболочки и лантаноидной контракции (сжатия) для d-элементов 6-го периода. Пары Zr-Hf, Nb-Ta, Mo-W обладают особенно близкими свойствами, а их более легкие аналоги – Ti, V, Cr - отличаются от них.

– каждое из расположений атомов молекулы органического соединения, полученных вращением вокруг связи С–С.

 в системе могут быть выражены следующими величинами: массовая доля, массовое содержание, объёмное содержание, молярность, нормальность, моляльность, мольная доля.

-  дифракция, интерференция объясняется при помощи представления о свете как об электромагнитной волне. Фотоэлектрический эффект – испускание электронов металлами под действием электромагнитного излучения – объясняется при помощи представления о свете как о квантах. Таким образом, электрон обладает двойственными свойствами: частицы и волны.

 – способность молекул или ионов к поляризации (смещению электронов) под действием других заряженных частиц или электромагнитного поля.

основаны на различии составов жидкой (паровой) и твёрдой фаз, образующихся при частичной кристаллизации раствора, расплава, газовой фазы. Обладают существенными преимуществами по сравнению с другими методами: низкими рабочими температурами, малыми энергетическими затратами, высокой эффективностью. Получение KС1 и NaC1 из сильвинита, разделение изомеров ксилола и т. д.

Фазовый переход первого рода (см. химическую термодинамику). Переход системы на бинодали из однофазного метастабильного состояния раствора в двухфазовое состояние (кристалл и растворитель).

- монокристалл неправильной формы, не имеющий характерной кристаллической огранки.

- расположение атомов, ионов и молекул, характеризующееся периодической повторяемостью в пространстве и присущее твердым телам (кристаллам).

характеризуется не только способностью давать образования определенной формы, но и зависимостью ряда свойств от направления в кристалле (анизотропные свойства).

-наука о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества. Кристаллография исследует законы образования, структуру и физические свойства кристаллов, а также протекающие в них явления.



- наименьшая масса урана, при которой возможно протекание цепной реакции. Применяя замедлитель быстрых нейтронов, образующихся при делении ядер, и отражающую оболочку, например, из бериллия, уменьшая количество примесей, удается снизить критическую массу урана до 0,8 кг.

- основной закон электростатики, выражающий зависимость силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов q1,q2 от расстояния r между ними:

,

где e0 – электрическая постоянная, e – диэлектрическая проницаемость среды.