Transcript Molekulske sile i agregatna stanja

Molekulske sile i agregatna stanja
Osobine Molekulskih sila
Interakcije izmedju molekula su
elektromagnetne prirode.
Ono što nas interesuje da li su te sile
privlačne ili odbojne?
Jednostavnim razmatranjem nekih osobina čvrstih tela
,tečnosti i gasova može se doći do odgovora o najbitnijim
osobinama međumolekulskih interakcija
Čvrsta tela i tečnosti imaju relativno veliku gustinu ,to
ukazuje na to da su molekuli zgusnuti ,tj.da su mala
rastojanja između susednih molekula.Vrlo je teško
promeniti zapreminu čvrstog tela i tečnosti zato što
dolazi do otpora tela ,što znači da između molekula
deluju privlačne sile.
Na veliki otpor nailazimo i ako pokušamo da sabijemo
čvrsto telo ili tečnost,dakle između molekula postoje i
odbojne sile
Iz navedenog se može zaključiti da postoji neko ravnotežno
rastojanje između molekula ,kada su dva molekula na tom
rastojanju medju molekulska sila je jednaka nuli
• Izmedju molekula deluju privlačne sile ako je
njihovo medjusobno rastojanje veće od
ravnotežnog
• Na rastojanjima manjim od ravnotežnog izmedju
molekula deluju odbojne sile
• Na velikim međusobnim rastojanjima interakcija
između molekula je zanemarljiva
Medjumolekulske sile
• Međumolekulske sile su privlačne ili
odbojne sile između molekula.
Predstavljaju slabe hemijske veze između
molekula. Ne postoji čvrsta granica
između slabih i jakih veza, ali se veze čija
je energija ispod 100 kJ/mol kategorišu
kao slabe.
Zasićenost međumolekulske
interakcije
Svojstvo međumolekulskih sila da deluju samo između
najbližih suseda naziva se zasićenost
Najmanje rastojanje na kojem se ispoljeva delovanje sile
izmedju dva molekula zove se radijus molekularnog
dejstva
Lopta,čiji je poluprečnik jednak radijusu molekularnog
dejstva ,zove se sfera molekularnog dejstva
Potencijalna kriva međumolekulske interakcije
•
•
•
•
•
•
Pri ravnotežnom rastojanju d potencijalna kriva ima
minimum
Na rastojanjima r<d izmedju molekula deluje odbojna
sila
Na rastojanjima r>d izmedju molekula deluje privlačna
sila
Odbojna sila je jača od privlačne,to znači potencijalna
kriva nije simetrična
Nulti nivo potencijalne energije može se izabrati
proizvoljno
Agregatna stanja
• Agregatno stanje je makroskopski oblik
postojanja materije , uniformnih fizičkih
osobina,i unimorfnog hemijskog sastava u kojem
čestice (atomi,molekuli,joni...) imaju
karakterističan prostorni raspored karakteristične
oblike кretanja.
Tip agregatnog stanja zavisi od odnosa termalne
energije čestica i energije međučestičnih
interakcija
•
Tipovi agregatnog stanja su:
1.
2.
3.
4.
Čvrsto
Tečno
Gasovito
Plazma
Fazni prelazi
• Prelaz iz jednog agregatnog stanja u drugo naziva se
fazni prelaz.. Pri tome se menja samo relativni raspored
čestica i njihova pokretljivost ali ne i njihova hemijska
priroda.Dakle ,promena agregatnog stanja je striktno
fizički proces bez hemijskih reakcija.Promena
agregatnog stanja može da bude skokovita (topljenje
leda, sublimacija joda, isparavavanje vode) ili
kontinualna (omekšavanje stakla). Na temperaturi
apsolutne nule skoro sve supstance su u čvrstom stanju.
Na ekstremno visokim temperaturama skoro sve
supstance prelaze u plazmu
Tela u čvrstom stanju
• Tela u čvrstom stanju mogu biti kristalna i
amorfna. U kristalnim telima atomi su
pravilno raspoređena u prostoru i samo
osciluju oko ravnotežnih položaja. U
amorfnim telima čestice isto osciluju oko
ravnotežnih položaja ali je njihov prostorni
raspored neuređen.
Tela u tečnom stanju
• U tečnom stanju raspored čestica je poput onoga u
amorfnom sa time što je dopušteno i translatorno
kretanje čestica.Dakle,pored oscilovanja oko ravnotežnih
položaja čestice se međusobno kreću. (Molekuli mogu
još i da rotiraju oko svog centra mase i još da poseduju
brojne oblike unutrašnjeg kretanja poput vibracija
,torzionih oscilacija,rotacija...)Pri tome čestice mogu da
razmenjuju položaje i da stvaraju
nove,međutim,privlačne sile su dovoljno velike u odnosu
na termalnu energiju da drže čestice na bliskim
rastojanjima.Otuda tečnosti imaju konstantnu zapreminu
ali ne i oblik.
Tela u gasovitom stanju
• U gasovitom stanju privlačne sile među
česticama znatno su slabije od njihove
toplotne energije pa se čestice skoro
slobodno kreću ispunjavajući celoukupan
raspoloživi prostor
Plazma
• Plazma je jonizovan gas koji se zbog
jedinstvenih osobina smatra posebnim
agregatnim stanjem materije.
U osobine agregatnog stanja ulaze mnoge
statičke i dinamičke osobine
•
1.
2.
3.
4.
5.
Statičke osobine kao što su:
Pritisak
Temperatura
Entropija
Toplotni kapacitet
Simetrija prostornog uređenja
i Dinamičke osobine kao što su:
1. Brzina zvuka u sredini
2. Toplotna provodljivost
3. Električna provodljivost
4. Modul elastičnosti
Manje poznata agregatna stanja
•
•
1.
2.
3.
Pored osnovnih agregatnih stanja
(čvrsto,tečno,gasovito,plazma) postoji i čitava serija
međustanja koja se nazivaju kristali ili mezomorfna
stanja,koja su po svojim osobinama između tečnog i
čvrstog stanja.Praktično radi se o anizotropnim
tečnostima ,dakle,sistemima u kojima čestice imaju
pokretljivost tečnosti ali prostorni raspored kristala.
Manje poznata agregatna stanja su:
Supersolid
Frakciona kvantna Hall tečnost(nisko temperaturni
elektronski gas)
Poremećena X-Y kristalna rešetka
Prezentaciju radili
• Nemanja Radošević
•
II-2