НЕКОТОРЫЕ ТИПЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР

	Название (тип)	Изображение	EG
Простые вещества	α-Fe (объемно-центрированная)   8 атомов расположены в вершине куба; 1 в центре – точка пересечения диагоналей		Fe Na K V Cr Nb Mo Ba
Cu (гранецентрированная)   8 атомов расположены в вершине куба; 6 в центре каждой грани – точка пересечения диагоналей		Cu Al Ni Pd Ag Pt Au Pb
Mg (гексагональная плотнейшая упаковка)   12 атомов в вершинах призмы; по 1 атому в центре основания (правильный шестиугольник); 3 атома в центре ячейки		Mg Be Te Co Zn Y Re Os
Сложные вещества	NaCl   каждый из ионов Cl− окружен шестью ионами Na+ в октаедральний конфигурации		NaCl   KBr
CsCl   каждый ион цезия Cs+ окружен восемью ионами хлора Cl−		CsCl   CsBr

PS Для ионной связи характерны ненасыщенность и ненаправленность. Однако вокруг каждого иона расположено (координировано) ограниченное число противоионов. Координационное число иона не зависит от его заряда, а определяется отношением размеров ионов разного знака. При отношении = 0,41 - 0,73 имеет место октаэдрическая координация ионов (к.ч.=6) – тип NaCl; при = 0,73 – 1,37 кубическая (к.ч.=8) – тип CsCl.

ГАЗООБРАЗНОЕ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ

Уравнение состояния

зависимость давления от температуры и объема з(МбЕ) для газа или жидкости

Уравнение состояния определяется зависимостью энергией взаимодействия молекул от расстояния частиц.

Идеальный газ

простейшая модель газового состояния, в которой предполагается, что частицы не имеют размера и не взаимодействуют друг с другом.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделлева-Клапейрона)

pV=nRT

Единицы измерения

давление, p	объем, V	универсальная газовая постоянная, R	химическое количество, n	абсолютная температура, T
Па	м3	8,314	моль	К T=tºС+273,15
атм	л	0,082

NB 1 атм=101325 Па=760 мм рт.ст.=1,013 бар

1 бар =10⁵ Па

1 Па=1

PS Нормальные условия: Т=273 К, p=1 атм

Стандартные условия: Т=298 К, p=1 атм

ЗАДАЧИ

Задача 1

Газ, полученный при прокаливании 4,9 г бертолетовой соли, смешали в сосуде вместимостью 4 л с газом, полученным при взаимодействии 6 г кальция с водой.

Определите давление газовой смеси в сосуде при температуре 27 ˚С.

Задача 2

Жизнь на Земле возможна благодаря энергии Солнца, которая выделяется при термоядерном сгорании водорода. Ядро Солнца на 36% по массе состоит из водорода (¹H) и на 64% из гелия (⁴He). В ядре Солнца при высоких температуре и давлении атомы теряют электроны, что позволяет ядрам сближаться на расстояния, меньшие радиуса атома. Такое ионизированное состояние называют плазмой. В ядре Солнца плотность вещества равна 158 г/см³, а давление 2,5×10¹¹ атм.

a) рассчитайте общее число молей протонов, ядер гелия и электронов в 1 см³ солнечного ядра;

b) рассчитайте долю пространства, занятого частицами вещества:

i. в газообразном водороде при 300 К и 1 атм;

ii. в жидком водороде;

iii. в плазме ядра Солнца.

Плотность жидкого водорода 0,09 г/см³. Радиус ядра можно оценить по формуле r = (1,4×10^–13 см)×(массовое число)^1/3. Примите, что объем молекулы водорода в два раза превышает объем атома, который является сферой радиуса 0,53×10^–8 см (боровский радиус). Ответ дайте с одной значащей цифрой;

c) используя уравнение идеального газа, оцените температуру в ядре Солнца и сравните с температурой, необходимой для термоядерного синтеза гелия из водорода – 1,5 х 10⁷ К.

Задача 3

Отношение радиусов ионов во фториде лития равно 0,57. Плотность вещества составляет 2,639 г/см³.

Вычислите значение ионных радиусов лития и фтора.

Задача 4

Примерно с середины XIX в. для установления значения атомных масс элементов стали применять правило Дюлонга-Пти, согласно которому произведение атомной массы элемента (A) и его удельной теплоемоксти (C_v) есть величина постоянная: A·С_v=3R, где R - универсальная газовая постоянная.

Данной правило позволяет получить приблтженное значение атомной массы.

a) два металла имеют следующие значения C_v: 0,444 и 0,930 . Определите металлы;

b) рассчитайте какое число атомов более легкого атома может поместиться в объеме, равном объему элементарной ячейки более тяжелого металла. Плотности металлов равны: 7,87 и 2,70 г/см³.

Задача 5

Одной из характеристик элементарных кубических ячеек является длина ребра, a.

Элементарная ячейка алмаза представляет собой гранецентрированный куб с 4 атомами в центрах четырех из восьми малых кубов.

a) приведите строение элементарной ячейки алмаза;

b) рассчитайте значение радиуса атома углерода. Для алмаза a=3,56 Å;

c) вычислите плотность алмаза.

Задача 6

При сплавлении кальция с бором при 900 образуется кристаллическое вещество Х, имеющее плотность 2,44 г/см³. Кристаллическая структура Х построена из кубических ячеек с длиной ребра, равной 415 пм. В каждой из вершин куба расположено по одному атому кальция, а в центре группировка, состоящая из атомов бора.

a) установите формулу вещества Х;

b) какую пространственную форму имеет группировка атомов бора в центре элементарной ячейки?

Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 420; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!