ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы химических процессов ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ из "Общая и неорганическая химия" Правильное расположение частиц в идеальном кристалле сохраняется во Ьсей кристаллической решетке — в кристаллах существует дальний порядок. В жидкости упорядоченное расположение частиц в какой-то мере сохраняется только в ближайшем окружении рассматриваемой молеку.лы, т. е. для жидкостей характерен ближний порядок (более или менее нарушенный). В там случае. [c.155] Из жидких тел для неорганической химии наибольший интерес представляют вода и водные растворы электролитов, поэтому мы подробнее остановимся на их строении. [c.156] Бернал и Фаулер (Англия), впервые тщательйо проанализировавшие результаты рентгеноструктурного исследования воды, в 1933 г. установили, что в воде остаются фрагменты структуры льда. Для большей части молекул в жидкой воде сохраняется тетраэдрическое окружение, которое они имели в структуре льда среднее координационное число молекул в жидкой воде близко к четырем, так, при 2, 30 и 83 °С оно равно соответственно 4,4 4,6 и 4,9. Большая часть водородных связей, соединяющих молекулы Н2О в кристаллической решетке льда, сохраняется и в воде доля разорванных водородных связей при О, 25, 60 и 100°С составляет соответственно около 9, 11, 16 и 20%. [c.156] Наличие элементов кристаллической структуры наряду с большим дипольным моментом молекулы Н2О обусловливает очень большое значение относительной диэлектрической проницаемости воды е при 25 °С она равна 79,5. Таким образом, взаимодействие между заряженными частицами в водной среде приблизительно в 80 раз слабее, чем в вакууме. Благодаря этому все ионные соединения в водных растворах диссоциируют. В отличие от растворителей с меньшим значением е диссоциация в водной среде является практически полной. В водном растворе диссоциируют на ионы также многие соединения с полярной связью в молекулах, такие, как галогеноводороды, НгЗ и др., хотя для подобных соединений степень диссоциации может не равняться 100%. [c.156] Причиной, вызывающей распад растворенного вещества на ионы, является интенсивное взаимодействие ионов с молекулами растворителя — сольватация ионов. Частным случаем сольватации ионов является гидратация — взаимодействие с водой. [c.156] Впервые на значение взаимодействия между растворенным веществом и растворителем указал в 60-х годах прошлого века Д. И. Менделеев, выдвинувший химическую теорию растворов. [c.156] Представленне о гидратации ионов, введенное в науку в 1890 г. И. А. Каблуковым и В. А. Кистяковским и объединившее теорию электролитической диссоциации Аррениуса с хим ической теорией растворов Д. И. Менделеева, оказалось чрезвычайно плодотворным для объяснения свойств растворов электролитов. [c.157] Интенсивность взаимодействия нонов с молекулами воды может быть охарактеризована теплотой гидратации АЯр — количеством теплоты, которое выделяется при. переводе моля ионов из вакуума в водный раствор. Величина ДЯг может быть найдена из экспериментальных данных имеются также методы теоретического расчета. [c.157] Часто аморфные и кристаллические формы — это различные состояния одного п того же вещества. Так, известны аморфные формы ряда простых веществ (серы, селена и др.), оксидов (В2О3, Ог, ОеОг и др.). Вместе с тем многие аморфные вещества, в частности большинство органических полимеров, закристаллизовать не удается. [c.159] На практике кристаллизация аморфных веществ наблюдается очень редко, так как структурные изменения затормаживаются из-за большой вязкости твердых тел. Поэтому, если не прибегать к специальным средствам, например к длительному высокотемпературному воздействию, переход в кристаллическое состояние протекает с исчезающе малой скоростью. В подобных случаях можно считать, что вещество в аморфном состоянии практически вполне устойчиво. [c.159] Рассматривая аморфное тело как переохлажденную жидкость, оцепеневшую из-за очень больщой вязкости, следует помнить, что в отличие от жидкостей в аморфном веществе обмен между соседними частицами практически не происходит. Большая вязкость расплавов затрудняет движение и переориентировку молекул, что препятствует образованию зародышей твердой фазы. Поэтому прн быстром охлаждении жидкостей (расплавов) оии затвердевают не в кристаллическом, а в аморфном состоянии. [c.159] Чем симметричнее сами частицы, чем симметричнее онн расположены и чем меньше связь между ними в жидком состоянии, тем больше оснований предполагать, что охлаждение жидкости приведет к ее кристаллизации. Дейстпптельно, расплавленные металлы, расположение атомов которых близко к плотной упаковке, легко кристалл11зуются, а расплавленные силикаты часто переходят в стеклообразное состояние. Органическ 1е соединения, содержащие много гидроксильных групп (например, глицерин), в отличие от углеводородов, затвердевая, обычно не кристаллизуются — сказывается влияние водородных связей. [c.160] Химическая термодинамика представляет собой научную днсцнн-лину, которая изучает 1) переход энергии из одной формы в другую, от одной части системы к другой 2) энергетические эффекты, сопровождающие химические и физические процессы 3) возможность и направление самопроизвольного протекания процессов. Наряду с учением о строении вещества, термодинамика является теоретической основой современной неорганической хи мии. [c.161] Д =Е1 кон-Е исх = ( о + Е+. ..)-(аКд + 61 в+ ) где Va, Vb,. .., Vd, V — мольные объемы веществ А, В,. .., D, Е. .. [c.162] Энтальпия подобно объему, давлению, температуре и внутренней энергии является функцией (характеристикой) состояния системы. Научное и практическое значение имеет разность АН = Hi — Ht, т. е. изменение энтальпии в ходе процессов. [c.162] Вернуться к основной статье