2212787656

5

Oddziaływania międzycząsteczkowe, dla obojętnych molekuł zwane też oddziaływaniami van der Waalsa - przy odpowiednio dużej odległości między cząsteczkami zdominowane są przez oddziaływania elektrostatyczne (zwłaszcza, w zależności od orientacji wzajemnej, przyciąganie lub odpychanie między⁷ trwałymi dipolami), oddziaływania indukcyjne (przyciągające, związane z utworzeniem w cząsteczce niepolamej dipolu indukowanego) i oddziaływania dyspersyjne (zwane też Londonowskimi, przyciągające, związane ze wzajemną korelacją ruchów⁷ elektronów w obu molekułach).

Wiązanie wodorowe - znacznie silniejsze, o typowej energii około 20 kJ/mol, występuje w układach, w których atom wodoru znajduje się między⁷ dwoma silnie elektroujemnymi atomami O. N lub F, i z jednym z nich tworzy silne wiązanie kowalencyjne spolaryzowane a z drugim wiązanie wodorowe. Wiązanie wodorowe określa na przykład strukturę i właściwości ciekłej wody.

Zadania i problemy

1.    Wy mienić charaktery sty czne w łaściwości gazów, cieczy i ciał stałych.

2.    Nary sować wykresy zależności objętości gazu od ciśnienia dla T = const i objętości od temperatury dla p = const. Zapisać równaniem odpowiednie prawa Boyle a i Gay Lussaca (Charlesa).

3.    Jaką zasadę trzeba jeszcze uwzględnić, by z tych dwóch praw dojść do równania stanu gazu doskonałego? Zapisać równanie Clapeyrona; wyjaśnić, jaki jest sens stałej R i obliczy ć jej wartość w⁷ J/K mol (korzystając z zasady Avogadro).

4.    Nary sować schematycznie jak zmienia się współczynnik kompresji Z = pV/RT z ciśnieniem dla 1 mola gazu doskonałego i 1 mola metanu w temp. 200 °C i -70 °C. Wyjaśnić przyczyny różnic i pow iązać je z rów naniem van der Waalsa.

5.    Wymienić znane oddziaływania międzycząsteczkowe i wyjaśnić krótko ich naturę.

6.    Dla 1 dm³ wodoru w warunkach normalnych obliczyć liczbę moli oraz (z równania Clapeyrona) jak zmieni się jego objętość przy dwukrotnym zwiększeniu ciśnienia oraz temperatury.

7.    14.05 g suchego lodu umieszczono w objętości V = 54.00 cm³ i ogrzano do temperatury 235 °C. Obliczyć ciśnienie zakładając, że C0₂ zachowuje się jak gaz doskonały.

Zadania dodatkowe

8.    Obliczyć ciśnienie C0₂ z zadania 7. korzy stając z równania van der Waalsa.

Stale: a = 0.364 m⁶ Pa mol'², b = 42.7 ’ 10'⁶ m³ mol'¹.

9.    Jak wytłumaczyć na gruncie teorii kinety cznej, że ciecze są praw ie nieściśliwe, a ich ściśliwość rośnie ze wzrostem temperatury.

10.    Obliczyć jaki procent objętości 1 cm³ tlenu w warunkach normalnych (T = 273.15 K i p = 1013.25 hPa) zajmują cząsteczki tlenu a jaki pusta przestrzeń, wiedząc, że średnia odległość między cząsteczkami tlenu 3.7 nm jest 13 razy⁷ większa od średnicy 0₂ a objętość molowa tlenu w warunkach normalnych wynosi 22.39 dm³ ?

11.    Dla danych z zadania 10 (1 cm³ tlenu) obliczyć procent objętości zajętej przez pustą przestrzeń pod ciśnieniem 400 razy większym.

12.    Jak teoria kinetyczno-molekulama opisuje gaz doskonały?

13.    Zaproponow ać, jak obliczyć średnicę cząsteczki ciekłej wody? W jakiej temperaturze można ją obliczyć najdokładniej?

Zadanie domowe: Na następne Proseminarium przygotować najważniejsze właściwości grupy litowców.