POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Fizyka Molekularna

Ćwiczenia

Marek Helman

2010-10-07

Ćwiczenia z Fizyki Molekularnej z dr inż. Andrzej Biadaszem z semestru V Fizyki Technicznej na Politechnice
Poznańskiej

Fizyka Molekularna

7 października 2010

Strona 2

Dr inż. Andrzej Biadasz pokój 510. Tel [phone].

[e-mail]

Konsultacje – wtorki 13:30 – 15:00

Literatura:

•

Podstawy Chemii Ogólnej – Tadeusz Penkala. – świetnie wykonana książka.

•

Kęcki – chemia

•

Chemia Fizyczna – Atkins

Plan zajęć:

•

Jednostki, stężenia, orbitale kwantowe

•

Widma rotacyjne, oscylacyjne możliwe że też elektronowe.

Zadanie 1

Przelicz jednostki

1

na

, , 

,  .

1  1,6 · 10

 



  
 



 

1,6 · 10

 



6,22 · 10



 ·   2,41 · 10





1

 



 

2,41 · 10



1



3 · 10





 8,03 · 10



1

 8,03 · 10







  1200

Zadnie 2

Określić zakresy widmowe w tych jednostkach:

  400 ; 800 "

# 



 

3 · 10





4 · 10

$

%

3 · 10





4 · 10

$

 7,5 · 10



; 3,25 · 10



 (

1

  )

1

4 · 10



  25000



; 12500



*

 



  %6,22 · 10



 · 

3 · 10





4 · 10

$

 4,96 · 10

 

; 2,44 · 10

 

(

25000



,

12500



 12500



 800

5000  0,2 · 10

-$





 2000



5400  0,185 · 10

.-$





 1850



20000



, 18500



 150



 6666

2500  4000







#



Fizyka Molekularna

7 października 2010

Strona 3

4000  2500



4000



, 2500



 1500



 6666

Bardzo ważna zależność:

∆

∆

0

∆

.

∆

.

∆1

∆



∆1

.

∆

.

Zadanie 3

Zamienić na

 , , , :

2

3

3

4

1



10



100



  1  10

$



10

5



10





# 



 

3 · 10





1 · 10

.

 3

3 · 10

$



3 · 10





  #  6,22 · 10



 ·  · 3 · 10

5

  19,89 · 10

.

 19,89 · 10

.$

 19,89 · 10

.5

6

7

7

8

Zadanie 4

Stężenie

1 · 10

 9:;

<9

=

jaka będzie odległość pomiędzy molekułami?

>   · >

?

· 



@AB





> 



 · >

?

·  

1

 · >

?



@AB

 C



C  D

1

 · >

?

=



E

F

F

F

G

H

1

IJ

K



· 1

IJ

=

 K  0,1  10





L

M

M

M

N

>

?

 6,03 · 10

.

  1 · 10



IJ

K



C

· O

PQ

 0,1D

1

1 · 10



· 6,03 · 10

.

=

 0,1D

1

6,03 · 10



=

 0,1R1,66 · 10

 

=

 54,7

C

· O

P=

 0,1D

1

1 · 10



· 6,03 · 10

.

=

 0,1D

1

6,03 · 10

.O

=

 0,1R1,66 · 10

.

=

 11,8

C

· O

P=

 0,1D

1

5 · 10



· 6,03 · 10

.

=

 0,1D

1

30,15 · 10

.O

=

 10



· R33,2 · 10

.

=

  6,9

C

· O

PS

 0,1D

1

1 · 10



· 6,03 · 10

.

=

 0,1D

1

6,03 · 10



=

 10



· R1,66 · 10

.O

=

  93,6

C

· O

PQ

 0,1D

1

1 · 10



· 6,03 · 10

.

=

 0,1D

1

6,03 · 10



=

 10



· R33,2 · 10

.

=

  93,6







∆

∆

.

∆

.

∆

Fizyka Molekularna

7 października 2010

Strona 4

Zadanie 5

W ilu gramach wody należy rozpuścić 15g aby uzyskać roztwór 20%?

T

%



V

V

W

X

100%

T

%

100% 

V

V

W

X

0,2 

15

V

W 15 Y

V

 15 · 4  60Z

Zadanie 6

Do 100g roztworu

>CTJ o stężeniu 15% dolano 200g wody. Oblicz stężenie wody.

[

\]^;

 15Z

T

%



15

100 W 200 100%  5%

Zadanie 7

Jaką objętość rozpuszczalnika należy użyć aby rozpuścić

V

 1 Z substancji o masie molowej

9:;



950Z aby uzyskać stężenie molowe 1 · 10

 9:;

<9

=

1 IJ 950Z



10



Z

  1,05 · 10

5



 

1,05 · 10

5

10



 1,05 · 10



IJ

K



Zadanie 8

Ile gramów substancji o

[

9:;

 60Z znajduje się w   300



roztworu o stężeniu

0,1 IJ

T 

[

 

_ 

1

10

_  T

 _T

  300



Zadanie 9

Oblicz ile gramów wody trzeba odparować, aby ze 150g 10% roztworu



.

`a



otrzymać roztwór 15%

10%  150Z Y 15Z 

.

`a



100%

15Z

100Z

 15%

150Z , 100Z  50Z

Zadanie 10

Obliczyć objętość 1 mola



.

a.

 

_

b



18Z

1

Z





 18



Zadanie 11

Obliczyć objętość jednej cząsteczki wody.



cA





d:<e

>

?



18



1,6

10

.

 3 · 10

.

Fizyka Molekularna

7 października 2010

Strona 5

f g

h

Oznaczenie

poziomu

Liczba

elektronów

i

0

0

1

2

j

0

1

0

0, k1

2

2l

2

6

m

0

1

2

0

0, k1

0, k1, k2

3

3l

3K

2

6

10

n

0

1

2

3

0

0, k1

0, k1, k2

0, k1, k2, k3

4

4l

4K

4o

2

6

10

14

Zadanie 12

Podać wartości liczb kwantowych dla:

a)

2p

b)

3s

4s

c)

3d

4d

d)

4f

5f

a)

  2 J  1  0, k1

b)

  3 J  0  0

  4 J  0  0

c)

  3 J  2  0, k1, k2

  4 J  2  0, k1, k2

d)

  4 J  3  0, k1, k2, k3

  5 J  3  0, k1, k2, k3

Zadanie 13

Obliczyć ile maksymalnie mogło by się pomieścić elektronów w orbitalach 5 i 6 powłoki.

  5 J  0; 4 2

.

 50

  6 J  0; 5 2

.

 72

Zadanie 14

Zapisz konfigurację elektronową

p



, >

$

, a



, T

5

, q



, >

O

, TC

.O

p 1

.

, 2

.

, 2l

5

, 3

.

, 3l

5

, 4

> 1

.

, 2

.

, 2l



a 1

.

, 2

.

, 2l



T 1

.

, 2

.

, 2l

.

q 1

.

, 2

.

, 2l



> 1

.

, 2

.

, 2l

5

TC 1

.

, 2

.

, 2l

5

, 3

.

, 3l

5

, 4

.

Zadanie 15

Przedstawić rozmieszczenie elektronów w atomach pierwiastków o

  3 do   10wyrazić graficznie

opierając się na regule Hunda.

  3 1

.

rs

2

r

  4 1

.

rs

2

.

rs

  5

1

.

rs

2

.

rs

2l

r

  6

1

.

rs

2

.

rs

2l

.

rs

t

1 t

t

t 2 2l t

t

t 3 3l 3K t t

t 4 4l 4K 4o t

t 5 5l 5K 5o

t t t

t

Fizyka Molekularna

7 października 2010

Strona 6

  7

1

.

rs

2

.

rs

2l



rs r

  8

1

.

rs

2

.

rs

2l



rs rs

  9

1

.

rs

2

.

rs

2l



rs rs r

  10

1

.

rs

2

.

rs

2l

5

rs rs rs