1. Stany skupienia i stany materii (gazowy, ciekły i stały).
Stan ciekły - Stanem ciekłym nazywamy układ cząsteczek (atomów) w którym oddziaływania międzycząsteczkowe są na tyle istotne, że zbiorowisko cząsteczek dąży do wypełnienia możliwie najmniejszej objętości. Powstaje układ ograniczony w przestrzeni wyraźną granicą fazową w obrębie którego cząsteczki (atomy) są w ciągłym ruchu. Ruch pojedynczej cząsteczki nie jest jednak zupełnie niezależny jak w stanie gazowym. Powstają bliskie strefy wzajemnego uporządkowania (domeny) w których cząsteczki (atomy) zachowują stałe odległości.
Stan stały - Ciałem stałym nazywamy zbiór cząsteczek lub atomów oddziaływujących ze sobą tak silnie, że wszelkie ruchy translacyjne względnie rotacyjne cząsteczek (atomów) są praktycznie nie możliwe. Cząsteczki (atomy) ciała stałego mają tendencję do zajmowania ściśle określonych miejsc w przestrzeni co różni stan stały od stanu gazowego i ciekłego. Ruch cząsteczek i atomów w stanie stałym jest sprowadzony tylko do ruchów oscylacyjnych wokół ich położenia w zbiorze cząsteczek. Dążąc do możliwie „ekonomicznego” wykorzystania przestrzeni (gęstego upakowania) cząsteczki (atomy) ciała stałego mają tendencję tworzenia określonych form geometrycznych – kryształów. W niektórych przypadkach cząsteczki (atomy) ciała stałego mogą jednak tworzyć formy przypadkowe o chaotycznym ułożeniu atomów i cząsteczek, formy których nie można opisać geometrycznie. Tego rodzaju ciała stałe nazywamy ciałami amorficznymi lub ciałami bezpostaciowymi.
Stan gazowy - Substancja występuje w stanie gazowym gdy jej atomy lub cząsteczki poruszają się swobodnie bez wzajemnego oddziaływania. Ten niezależny ruch powoduje ekspansję gazu prowadzącą do całkowitego wypełnienia naczynia do którego został wprowadzony.
2. Stan szklisty, amorficzny i krystaliczny.
Stan szklisty - stan skupienia, w którym materia nie posiada uporządkowania dalekiego zasięgu, a jedynie lokalne zagęszczenia materii zwane mikroobszarami, domenami lub klasterami, tworzące nieregularną więźbę i ograniczające się do objętości o średnicy nie przekraczającej 20 Å. Z tych powodów promieniowanie rentgenowskie rozproszone na powierzchni ciała w stanie szklistym nie daje efektu interferencyjnego, jak to ma miejsce w przypadku kryształów (dyfrakcja Bragga). Dlatego szkieł nie można identyfikować rentgenograficznie.
Stan amorficzny - ciała stałe nie posiadające budowy krystalicznej. Ciała te charakteryzują się chaotycznym rozmieszczeniem atomów (cząsteczek) podobnie jak ma to miejsce w cieczach, z tą tylko różnicą, że atomy (cząsteczki) nie mogą się swobodnie poruszać.
Stan krystaliczny - jest podstawowa forma występowania ciał stałych w przyrodzie. Cecha wyróżniającą kryształy jest ich uporządkowaną budowa o periodycznym powtarzaniu się w
przestrzeni elementów fizycznych takich jak atomy, jony czy cząsteczki.
3. Defekty punktowe w kryształach.
Nieprawidłowości w budowie sieci krystalicznej polegające na przesunięciu atomu z węzła sieci lub wbudowaniu obcego atomu w sieć krystaliczną.
Wyróżniamy następujące defekty punktowe:
luki (wakansje) - Luka pojawia się wtedy, gdy nie jest obsadzony węzeł sieciowy
atomy międzywęzłowe
pary Frenkla - Jeżeli atom sieci przeskoczy z węzła sieci w położenie międzywęzłowe to powstaje defekt Frenkla.
atomy domieszkowe - Domieszka to obcy atom w sieci kryształu. Może być w położeniu węzłowym (jak wyżej, może być również w położeniu międzywęzłowym.
centra barwne
4. Daltonidy i bertolidy.
Daltonidy - związki spełniające prawo stałości składu. Zaliczają się do niej prawie wszystkie związki, zarówno organiczne jak i nieorganiczne, z wyjątkiem pewnej grupy stałych niestechiometrycznych związków nieorganicznych, tzw. bertolidów.
Bertolidy – związki nie spełniające prawa stałości składu. Odstępstwo od stechiometrii
jest mierzalne. Bertolidy można spotkać wśród stałych związków nieorganicznych oraz wielu syntetycznych polimerów. Przyczyną zmiennej zawartości różnych pierwiastków w związku mogą być defekty sieci krystalicznej lub występowanie nadmiaru atomów jednego ze składników, nietworzących wiązań chemicznych.
59. Dysocjacja elektrolityczna – proces rozpadu cząsteczek związków chemicznych na jony pod wpływem rozpuszczalnika, np.
NaHCO3 → Na+ + HCO−3
Do dysocjacji są zdolne związki, w których występują wiązania jonowe lub bardzo silnie spolaryzowane kowalencyjne. Zdysocjowany roztwór związku chemicznego nazywa się elektrolitem.
W roztworach dysocjacja jest zawsze procesem odwracalnym. Między formą niezdysocjowaną i zdysocjowaną związku występuje w tych warunkach równowaga. W zależności od własności rozpuszczalnika i związku chemicznego, temperatury oraz występowania jonów pochodzących z innych związków równowaga ta może być bardziej przesunięta w stronę formy niezdysocjowanej lub zdysocjowanej związku.
Dysocjacji elektrolitycznej w wodzie ulegają prawie wszystkie rozpuszczalne sole, wszystkie kwasy i wodorotlenki. Ujemny logarytm stałej dysocjacji jest miarą ich mocy chemicznej.
Wiele związków chemicznych w stanie ciekłym i gazowym ulega też samorzutnej dysocjacji, choć jej stopień jest zazwyczaj dość niski, np. woda ulega samorzutnej dysocjacji zgodnie ze schematem:
H2O + H2O → H3O+ + OH−
60. elektrolity mocne, całkowicie zdysocjowane na jony: wodorotlenki litowców i berylowców; wyłączając wodorotlenek berylu oraz magnezu, kwasy, np. HCl, HI, HBr, H2SO4, HNO3, HClO4, oraz większość nieorganicznych soli rozpuszczalnych w wodzie (do wyjątków należą np. sole rtęci – Hg(CN)2, Hg2Cl2 – w których wiązanie metalu z anionem" jest w dużym stopniu kowalencyjne) – takie sole tworzą kryształy jonowe.elektrolity słabe: tylko częściowo zdysocjowane na jony – np. H2S, H2SO3, HNO2, CH3COOH.
61. Prawo rozcieńczeń Ostwalda to przybliżona zależność stopnia dysocjacji słabego elektrolitu od jego stężenia:
gdzie:
· α – stopień dysocjacji,
· C – stężenie elektrolitu,
· K – stała dysocjacji.
Prawo rozcieńczeń Ostwalda stosuje się do dysocjacji słabych kwasów i zasad a także do hydrolizy ich soli.
Równanie to spełnione jest jedynie w rozcieńczonych roztworach słabych elektrolitów, gdyż:
· pomija wpływ siły jonowej roztworu na współczynniki aktywności – powinno się używać aktywności zamiast stężeń
· pomija jony będące wynikiem autodysocjacji rozpuszczalnika (wody) – niedopuszczalne dla bardzo małych stężeń elektrolitu porównywalnych ze stężeniem jonów w czystym rozpuszczalniku
Zależność ta została wyprowadzona przez W. Ostwalda w 1888 r. na podstawie teorii dysocjacji elektrolitycznej.
62. Stopień dysocjacji to stosunek liczby moli cząsteczek danego związku chemicznego, które uległy rozpadowi na jony do łącznej liczby moli cząsteczek tego związku, znajdującego się w roztworze, fazie gazowej lub stopie, w którym zaszło zjawisko dysocjacji elektrolitycznej. Stała dysocjacji (obecnie często zwana stałą jonizacji) – stała równowagi reakcji dysocjacji czyli rozpadu związków chemicznych na poszczególne jony, pod wpływem rozpuszczalnika, lub pod wpływem np. działania silnego pola elektrycznego.
Przykładowo dla kwasu HA, ulegającemu reakcji dysocjacji w wodzie: HA + H2O ⇌ H3O+ + A− stała równowagi K ma postać:
63 METALE
1.Formy występowania metali w Przyrodzie:
-w stanie wolnym : Au, Pt (złoto,platyna )
-w postaci związków (minerały)->tlenki, wodorotlenki (np. SnO2 kasyteryt, AlO(OH) bemit)->sole
↙ ↘
sole kw. sole kw.
beztlenowych tlenowych
↓ ↓
HgS(cynober), MgCO3,
NaCl (halit) BaSO4,
Ca3(PO4)2,
KNO3, Ca[Al2Si2O8] (anortyt)
2.Metody otrzymywania metali:
-redukcja tlenków metali za pomocą wodoru, metali I i II gr. ukł. okresowego, glinu,węgla,tlenku węgla w wysokich temp. ( tlenki otrzym. się przez prażenie rud w powietrzu)
H2 ↗ Me+ H2O
MI,MII↗Me+(M2O lub MO)
MexOy AL → Me+ Al2O3 (aluminotermia)
C↘ Me+ CO+ CO2
CO ↘ Me + CO2
-rozkład termiczny tlenków metali, np. HgO ↔ Hg + O2
-rozkład termiczny soli, np.: Ag2C2O4↔ Ag + CO2 - proces ten może być stosow. Wyłącznie do metali szlachetnych (półszlachetnych), które tworzą nietrwałe tlenki i sole (dodatni potencjał chem.)
-elektroliza- elektrolityczne otrzymywanie glinu
Elektroliza stopu Al2O3 z kriolitem (Na3AlF6)-ok.980 st.C; elektrolizę prowadzi się w wannie z blachy stalowej wyłóżonej masą węglową jako katodą- anodę stanowi blok grafitowy:
Al2O3= 2 Al3+ + 3O2-
Al3++6e↔ 2 Al (ciek...
Rusin92