Download
1 / 46
500 likes | 539 Views
Explore cohesive and adhesive forces, surface tension, viscosity, and dipole interactions in liquids. Learn about Van der Waals forces, hydrogen bonding, vaporization, and phase changes. Understand the physics behind liquid properties.
E N D
General Chemistry M. R. Naimi-Jamal Faculty of Chemistry Iran University of Science & Technology
فصل یازدهم: مايعات و جامدات
Intermolecular Forces and Some Properties of Liquids • Cohesive Forces • Intermolecular forces between like molecules. • Adhesive Forces • Intermolecular forces between unlike molecules. • Surface Tension • Energy or work required to increase the surface area of a liquid. • Viscosity • A liquids resistance to flow
Van der Waals Forces • Instantaneous dipoles. • Electrons move in an orbital to cause a polarization. • Induced dipoles. • Electrons move in response to an outside force. • Dispersion or London forces. • Instantaneous “dipole – induced dipole” attraction. • Related to polarizability.
Polar Covalent Bonds: Dipole Moments • Dipole moment - Net molecular polarity, due to difference in summed charges • - magnitude of charge Q at end of molecular dipole times distance r between charges • = Qr, in debyes (D) • 1 D = 3.34 1030 coulomb meter
Dipole Moments in Water and Ammonia • Large dipole moments • Electronegativities of O and N > H • Both O and N have lone-pair electrons oriented away from all nuclei
Absence of Dipole Moments • In symmetrical molecules, the dipole moments of each bond has one in the opposite direction • The effects of the local dipoles cancel each other
Dispersion or London forces Instantaneous “dipole – induced dipole” attraction,related to polarizability.
Hydrogen Bonding in Water around a molecule in the solid in the liquid
Liquids • Viscosity • Surface Tension • Evaporation
Viscosityناروانی • ناروانی مقاومتی است كه هر مايع در برابر جاری شدن از خود نشان می دهد. برای تعيين آن مدت زمان لازم برای عبور مايع از داخل يك لوله نازك در فشار معين را اندازه می گيرند.
Surface Tension Energy or work required to increase the surface area of a liquid.
Boiling Point جوشيدن يعنی تبخير همه مولكولها حتی مولكولهای ته ظرف و تشكيل حباب و در نهايت غل زدن مايع . نقطه جوش دمايی است كه در آن فشار بخار مايع به فشار جو مي رسد. پس نقطه جوش با فشار تغيير می كند. نقطه جوش نرمال در فشار يك اتمسفر است .
انجماد • با سرد شدن مايع حركت مولكولهاي آن كند شده و سرانجام در دماي معيني انرژي جنبشي مولكولها به حدي كم مي شود كه نيروهاي بين مولكولي مي توانند ذرات را در نقاطي ثابت نگه دارند و انجماد آغاز مي شود. • انجماد يك پديده گرمازااست و براي ثابت نگه داشتن دماي مايع در حال انجماد بايد از آن گرما گرفت. • دمايي كه در آن مايع و جامد در فشار كل يك اتمسفر با هم در حال تعادل اند،دماي انجماد نرمال است • مقدار گرمايي كه در نقطه انجماد بايد از مايعي گرفته شود تا يك مول آن منجمد گردد گرماي مولي تبلور ناميده مي شود.
جامد • مايع زير انجماد نوعي جامد است كه جامد نيست!! يا نوعي مايع است كه به دماي سردتر از انجماد خود مي رسد ولي بي نظمي هاي خاص مايع را از دست نمي دهد. • مثال : مواد شيشه اي , قير و برخي پلاستيكها • خواص : نقطه ذوب و انجماد نامعين • نقطه ذوب نرمالدمايي است كه در آن تحت فشار يك اتمسفر بين مايع و جامد تعادل برقرار مي شود. • گرماي مولي ذوبگرمايي است كه براي ذوب يك مول ماده بايد به آن داده شود. گرماي مولي ذوب با گرماي مولي انجماد مساوي ولي قرينه اند.
Melting Point Some Properties of Solids Freezing Point ΔHfus(H2O) = + 6.01 kJ/mol
Sublimation تصعید مولكولهاي پر انرژي در سطح بلور مي توانند بر نيروهاي جاذبه بين مولكولي غلبه كرده به فاز بخار بگريزند. وقتي بين دوفاز جامد وبخار تعادل برقرار شد فشار بخار جامد، فشار مولكولهاي بخار در حال تعادل است. ΔHsub = ΔHfus + ΔHvap = -ΔHdeposition
Phase Changes • Sublimation: solid gas. • Vaporization: liquid gas. • Melting or fusion: solid liquid. • Deposition: gas solid. • Condensation: gas liquid. • Freezing:liquid solid.
Phase Changes • Energy Changes Accompanying Phase Changes • Sublimation: Hsub > 0 (endothermic) • Vaporization: Hvap > 0 (endothermic) • Melting or Fusion: Hfus > 0 (endothermic) • Deposition: Hdep < 0 (exothermic) • Condensation: Hcon < 0 (exothermic) • Freezing: Hfre < 0 (exothermic)
Phase Diagrams of Iodine Iodine(I2)
Phase Changes • Critical Temperature and Pressure • Gases liquefied by increasing pressure at some temperature. • Critical temperature (Tc): The temperature, above it liquefaction of a gas using pressure is not more possible. • Critical pressure: the minimum pressure required for liquefaction at Tc.
Phase Diagrams Carbon dioxide
