Ελόηεηα 3 Δηακνξηαθέο δπλάκεηο Δηακνξηαθέο δπλάκεηο Καηαζηάζεηο ηεο ύιεο Σηεξεά, πγξά αέξηα θαη δηακνξηαθέο δπλάκεηο 1
Υιε: θπζηθέο θαηαζηάζεηο ύιε ραξαθηεξίδεηαη νηηδήπνηε έρεη θάπνηα κάδα θαη θαηαιακβάλεη θάπνην ρώξν ε ύιε κπνξεί λα βξίζθεηαη ζε 3 δηαθνξεηηθέο θπζηθέο θαηαζηάζεηο (ή θάζεηο): ζηεξεά, πγξή θαη αέξηα 3 Ύιε: θπζηθέο θαηαζηάζεηο θαη ππθλόηεηα νη 3 θαηαζηάζεηο ηεο ύιεο εκθαλίδνπλ δηαθνξεηηθέο ππθλόηεηεο (d) d αέξηα < d ζηεξεά θαη d πγξά επνκέλσο, γηα ηνπο γξακκνκνξηαθνύο όγθνπο (V m ) ηζρύεη: V m,αέξηα > V m,ζηεξεά θαη V m,πγξά d πγξά < d ζηεξεά εμαίξεζε: d λεξό, l < d λεξό, s νη δηαθνξέο ζηελ ππθλόηεηα νθείινληαη ζηηο δηαθνξεηηθέο απνζηάζεηο (r) κεηαμύ ησλ ζσκαηηδίσλ ηεο ύιεο: r ζηεξεά < r πγξά < r αέξηα 4 2
Φπζηθέο θαηαζηάζεηο ηνπ λεξνύ θαη ηδηόηεηεο 5 Ύιε: θπζηθέο θαηαζηάζεηο θαη ηδηόηεηεο νη 3 θαηαζηάζεηο ηεο ύιεο εκθαλίδνπλ δηαθνξεηηθέο ηδηόηεηεο θαηάζηαζε ζρήκα όγθνο ζπκπηεζηόηεηα ξεπζηόηεηα ζηεξεά θαζνξηζκέλν θαζνξηζκέλν όρη όρη πγξή αθαζόξηζην θαζνξηζκέλν όρη λαη αέξηα αθαζόξηζην αθαζόξηζην λαη λαη θαζνξηζκέλν: δηαηεξεί ην ζρήκα ηνπ όηαλ ηνπνζεηείηαη ζε έλα δνρείν αθαζόξηζην: παίξλεη ην ζρήκα ηνπ δνρείνπ ζην νπνίν ηνπνζεηείηαη 6 3
Ιδαληθά αέξηα θηλεηηθή-κνξηαθή ζεσξία θάπνηεο από ηηο ηδηόηεηεο ησλ πγξώλ θαη ζηεξεώλ κπνξνύλ λα εμεγεζνύλ ρξεζηκνπνηώληαο ηηο αξρέο ηεο θηλεηηθήο-κνξηαθήο ζεσξία ησλ ηδαληθώλ αεξίσλ: ηα ζσκαηίδηα ελόο αεξίνπ θηλνύληαη αδηάθνπα, ηπραία, επζύγξακκα θαη κε δηαθνξεηηθέο ηαρύηεηεο νη ειθηηθέο ή απσζηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο είλαη ακειεηέεο 7 Ιδαληθά αέξηα θηλεηηθή-κνξηαθή ζεσξία ηα ζσκαηίδηα ζπγθξνύνληαη κεηαμύ ηνπο θαη κε ηα ηνηρώκαηα ηνπ δνρείνπ ηα ζσκαηίδηα είλαη αξθεηά καθξηά ην έλα από ην άιιν (έρνπλ απόιπηε ειεπζεξία ην έλα από ην άιιν) γεληθά, θαηά κέζν όξν, ππάξρεη, πνιύο ειεύζεξνο ρώξνο αλάκεζα ζηα ζσκαηίδηα αέξην 8 4
Ιδαληθά αέξηα θηλεηηθή-κνξηαθή ζεσξία ιόγσ ηνπ πνιύ ειεύζεξνπ ρώξνπ πνπ ππάξρεη, ηα ζσκαηίδηα κπνξνύλ λα ζπκπηεζηνύλ πην θνληά ην έλα κε ην άιιν επνκέλσο, ηα αέξηα είλαη ζπκπηεζηά επεηδή ηα ζσκαηίδηα δελ βξίζθνληαη πνιύ θνληά κεηαμύ ηνπο ζε ζπγθεθξηκέλεο ζέζεηο ζην ρώξν, αιιά κεηαθηλνύληαη ειεύζεξα, ηα αέξηα επεθηείλνληαη θαη θαηαιακβάλνπλ όιν ην ρώξν ηνπ δνρείνπ θαη εκθαλίδνπλ ξεπζηόηεηα αέξην-ζπκπηεζηό 9 Υγξά ηα ζσκαηίδηα ελόο πγξνύ βξίζθνληαη πνιύ θνληά ην έλα κε ην άιιν, αιιά έρνπλ θάπνηα ηθαλόηεηα κεηαθνξηθήο θίλεζεο νη πνιύ θνληηλέο απνζηάζεηο ησλ ζσκαηηδίσλ έρνπλ ζαλ απνηέιεζκα ηα πγξά λα είλαη αζπκπίεζηα ε ηθαλόηεηα ησλ ζσκαηηδίσλ λα κεηαθηλνύληαη επηηξέπεη ζηα πγξά λα απνθηνύλ ην ζρήκα ηνπ δνρείνπ ζην νπνίν βξίζθνληαη θαη λα εκθαλίδνπλ ξεπζηόηεηα όκσο, δελ κπνξνύλ λα δηαθύγνπλ ην έλα από ην άιιν, λα επεθηαζνύλ θαη λα θαηαιάβνπλ όιν ηνλ όγθν ηνπ δνρείνπ πγξό 10 5
Σηεξεά ηα ζσκαηίδηα ελόο ζηεξενύ είλαη πνιύ θνληά ην έλα κε ην άιιν θαη παθεηαξηζκέλα ζε ζπγθεθξηκέλεο ζέζεηο ζην ρώξν, ρσξίο λα έρνπλ ηε δπλαηόηεηα λα κεηαθηλνύληαη όκσο, κπνξνύλ λα δνλνύληαη νη πνιύ θνληηλέο απνζηάζεηο θαη ην θαιό παθεηάξηζκα ησλ ζσκαηηδίσλ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηα ζηεξεά λα εκθαλίδνπλ αθακςία ε αδπλακία κεηαθνξηθήο θίλεζεο ησλ ζσκαηηδίσλ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηα ζηεξεά λα δηαηεξνύλ ην ζρήκα θαη ηνλ όγθν ηνπο όηαλ ηνπνζεηνύληαη ζε έλα άιιν δνρείν θαη δελ εκθαλίδνπλ ξεπζηόηεηα ζηεξεό 11 Κξπζηαιιηθά ζηεξεά ηα θξπζηαιιηθά ζηεξεά είλαη ζηεξεά πνπ εκθαλίδνπλ κηα θαζνξηζκέλε κε ηάμε δνκή ηα ζσκαηίδηά ηνπο είλαη ηνπνζεηεκέλα ζε ζπγθεθξηκέλεο ζέζεηο ζην ρώξν, ζύκθσλα κε κηα ηξηζδηάζηαηε, επαλαιακβαλόκελε γεσκεηξηθή δηάηαμε π.ρ., αιάηη, δηακάληη θξπζηαιιηθό ζηεξεό δηακάληη (άηνκα άλζξαθα) 12 6
Άκνξθα ζηεξεά ηα άκνξθα ζηεξεά είλαη ζηεξεά πνπ εκθαλίδνπλ κηα δνκή πνπ δελ είλαη θαζνξηζκέλε κε ηάμε ηα ζσκαηίδηά ηνπο είλαη δηαζθνξπηζκέλα κε ηπραίν ηξόπν, ρσξίο λα εκθαλίδνπλ θάπνηα θαζνξηζκέλε, επαλαιακβαλόκελε δηάηαμε π.ρ. πιαζηηθό, γπαιί, θάξβνπλν άκνξθν ζηεξεό θάξβνπλν (άηνκα άλζξαθα) 13 Εμήγεζε ησλ ηδηνηήησλ ησλ πγξώλ θαη ζηεξεώλ δελ κπνξνύλ λα εμεγεζνύλ πιήξσο όιεο νη ηδηόηεηεο ησλ πγξώλ θαη ζηεξεώλ ρξεζηκνπνηώληαο ηελ κνξηαθή-θηλεηηθή ζεσξία ηα πξαγκαηηθά αέξηα, πγξά θαη ζηεξεά δηαθέξνπλ από ηα ηδαληθά αέξηα γηα ηελ εμήγεζε όισλ ησλ ηδηνηήησλ ηνπο πξέπεη λα ιεθζνύλ ππόςε: 1. νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ζπγθξαηνύλ ηα κόξηα θνληά ην έλα κε ην άιιν 2. ε θηλεηηθή ελέξγεηα E k ησλ κνξίσλ δίλεη ζηα κόξηα ηελ ειεπζεξία θίλεζεο εμαξηάηαη κόλν από ηε ζεξκνθξαζία Ε k = 3/2(kT) βαζκνί ειεπζεξίαο = δηαθνξεηηθνί ηξόπνη κεηαθνξηθήο, πεξηζηξνθηθήο, δνλεηηθήο θίλεζεο 14 7
+ 31/3/2011 Ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο είλαη δπλάκεηο πνπ αλαπηύζζνληαη κεηαμύ ησλ κνξίσλ ή ζσκαηηδίσλ ζηεξενύ, πγξνύ ή αεξίνπ θαηηόλ (+) κε αληόλ ( ) - ζεηηθό (+) άθξν ελόο πνιηθνύ κνξίνπ κε αξλεηηθό ( ) άθξν ελόο άιινπ πνιηθνύ κνξίνπ + - + - + - + - ζηηγκηαία αληίζεηα θνξηία ζε κε πνιηθά κόξηα + + + + 15 Ιζρύο ησλ ειθηηθώλ δηακνξηαθώλ δπλάκεσλ νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο είλαη αζζελέζηεξεο από ηνπο δεζκνύο κεηαμύ ησλ αηόκσλ ζηα κόξηα δηόηη αλαπηύζζνληαη: κεηαμύ κηθξόηεξσλ θνξηίσλ κεγαιύηεξσλ απνζηάζεσλ γηα ηελ ηζρύ ησλ δηακνξηαθώλ έιμεσλ ηζρύεη κεγάια θνξηία = ηζρπξέο ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο κεγάιεο απνζηάζεηο θνξηίσλ = αζζελείο ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο 16 8
Σπκβνιηζκόο ησλ ειθηηθώλ δηακνξηαθώλ δπλάκεσλ νη ρεκηθνί δεζκνί ζπκβνιίδνληαη κε νιόθιεξεο γξακκέο κεηαμύ ησλ αηόκσλ κεηαμύ αηόκσλ ηνπ ίδηνπ κνξίνπ νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ζπκβνιίδνληαη κε δηαθεθνκκέλεο γξακκέο κεηαμύ αηόκσλ δηαθνξεηηθώλ κνξίσλ δεζκόο δηακνξηαθή έιμε 17 Ειεπζεξία θίλεζεο vs ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ηα ζσκαηίδηα ελόο αεξίνπ έρνπλ πιήξε ειεπζεξία θίλεζεο ε Ε k ηνπο ππεξληθάεη ηηο ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ηα ζσκαηίδηα ελόο πγξνύ έρνπλ πεξηνξηζκέλε ειεπζεξία θίλεζεο (κεηαθηλνύληαη ιίγν ζηε δνκή ηνπ πγξνύ) ε E k ηνπο είλαη αξθεηή γηα λα ππεξληθά κέξνο ησλ ειθηηθώλ δηακνξηαθώλ δπλάκεσλ ε Ε k ηνπο δελ είλαη αξθεηή ώζηε λα δηαθεύγνπλ ηειείσο ην έλα από ην άιιν ηα ζσκαηίδηα ελόο ζηεξενύ είλαη ηνπνζεηεκέλα ζε ζπγθεθξηκέλεο ζέζεηο ζην ρώξν θαη δελ έρνπλ ειεπζεξία θίλεζεο αλ θαη δνλνύληαη, ε Ε k ηνπο δελ είλαη αξθεηή γηα λα ππεξληθά ηηο ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο 18 9
Υγξά: ειεπζεξία θίλεζεο vs ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ηα πγξά έρνπλ κεγαιύηεξεο ππθλόηεηεο από ηα αέξηα δηόηη νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ζπγθξαηνύλ ηα κόξηα ζε θνληηλέο απνζηάζεηο ην έλα κε ην άιιν δίλνληάο ηνπο πεξηνξηζκέλε ειεπζεξία θίλεζεο ηα κόξηα ζηα αέξηα έρνπλ πιήξε ειεπζεξία θίλεζεο ηα πγξά έρνπλ θαζνξηζκέλν όγθν δηόηη νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ζπγθξαηνύλ ηα κόξηα θνληά ην έλα κε ην άιιν ηα πγξά έρνπλ αθαζόξηζην ζρήκα δηόηη ε πεξηνξηζκέλε ειεπζεξία θίλεζεο ησλ κνξίσλ ηνύο επηηξέπεη λα κεηαθηλνύληαη πξνο όιεο ηηο θαηεπζύλζεηο θαη ηα ηνηρώκαηα ηνπ δνρείνπ πνπ ηα πεξηέρεη 19 Υγξά: ειεπζεξία θίλεζεο vs ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ηα πγξά δελ ζπκπηέδνληαη εύθνια νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ζπγθξαηνύλ ηα κόξηα ζε θνληηλέο απνζηάζεηο ην έλα κε ην άιιν ηα αέξηα ζπκπηέδνληαη εύθνια ηα κόξηα ησλ αεξίσλ δελ ζπγθξαηνύληαη θνληά ην έλα κε ην άιιν 20 10
Ύιε: ηδηόηεηεο θπζηθώλ θαηαζηάζεσλ θαη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο νη 3 θαηαζηάζεηο ηεο ύιεο εκθαλίδνπλ δηαθνξεηηθέο ηδηόηεηεο ιόγσ ηεο δηαθνξάο ηεο ηζρύνο ησλ δηακνξηαθώλ δπλάκεσλ θαηάζηαζε ζρήκα όγθνο ζπκπηεζηόηεηα ξεπζηόηεηα ηζρύο δηακνξηθώλ ειθηηθώλ δπλάκεσλ ζηεξεά θαζνξηζκέλν θαζνξηζκέλν όρη όρη πνιύ ηζρπξέο πγξή αθαζόξηζην θαζνξηζκέλν όρη λαη κέηξηα ηζρπξέο αέξηα αθαζόξηζην αθαζόξηζην λαη λαη πνιύ αζζελ είο θαζνξηζκέλν: δηαηεξεί ην ζρήκα ηνπ όηαλ ηνπνζεηείηαη ζε έλα δνρείν αθαζόξηζην: παίξλεη ην ζρήκα ηνπ δνρείνπ ζην νπνίν ηνπνζεηείηαη 21 Ιζρύο ησλ ειθηηθώλ δηακνξηαθώλ δπλάκεσλ θαη κεηαηξνπέο θαηαζηάζεσλ ηεο ύιεο ηζρπξέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο κέηξηα ηζρπξέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ε ηζρύο ησλ ειθηηθώλ δηακνξηαθώλ δπλάκεσλ θαζνξίδεη ηε θπζηθή θαηάζηαζε κηαο νπζίαο όζν πην ηζρπξέο είλαη νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο, ηόζν πην κεγάιε ηάζε έρεη κηα νπζία λα είλαη ζηεξεή (ή πγξή) αζζελείο δηακνξηαθέο δπλάκεηο 22 11
Ιζρύο ησλ ειθηηθώλ δηακνξηαθώλ δπλάκεσλ θαη κεηαηξνπέο θαηαζηάζεσλ ηεο ύιεο ζηα κόξηα ηνπ Ν 2, ηα άηνκα Ν ζπγθξαηνύληαη καδί κε ηζρπξό ηξηπιό νκνηνπνιηθό δεζκό ζε ρακειέο ζεξκνθξαζίεο (κηθξή Ε k ), ηα κόξηα Ν 2 έιθνληαη αζζελώο κεηαμύ ηνπο κε ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο ην Ν 2 είλαη πγξό ζε πςειέο ζεξκνθξαζίεο (κεγάιε E k ), νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο είλαη πνιύ αζζελείο θαη δελ κπνξνύλ λα ζπγθξαηήζνπλ ηα κόξηα Ν 2 θνληά ην έλα κε ην άιιν ην Ν 2 είλαη αέξην 23 Ιζρύο ησλ ειθηηθώλ δηακνξηαθώλ δπλάκεσλ θαη ζεκεία βξαζκνύ θαηά ην βξαζκό κηαο πγξήο νπζίαο, ηα κόξηα ηεο πγξήο νπζίαο απνκαθξύλνληαη ηα κόξηα ηεο νπζίαο ην έλα από ην άιιν κεηαηξνπή πγξήο ζε αέξηα θαηάζηαζε γηα λα ζπκβεί απηό πξέπεη λα πξνζθεξζεί αξθεηή Ε k ώζηε ππεξληθεζνύλ νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο όζν πην ηζρπξέο είλαη νη ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο, ηόζν πην πςειό είλαη ην ζεκείν βξαζκνύ κηαο πγξήο νπζίαο 24 12
Δηακνξηαθέο δπλάκεηο Δπλάκεηο δηαζπνξάο Δπλάκεηο δηπόινπ-δηπόινπ - δεζκνί Η Δπλάκεηο ηόληνο-δηπόινπ Δπλάκεηο δηαζπνξάο κηα ζηηγκηαία κεηαβνιή ηεο θαηαλνκήο ηεο ειεθηξνληθήο ππθλόηεηαο ησλ αηόκσλ θαη ησλ κνξίσλ κπνξεί λα έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηε δεκηνπξγία ζηηγκηαίσλ δηπόισλ (κε κόληκσλ) κηα πεξηνρή κε πεξίζζεηα ειεθηξνληθήο ππθλόηεηαο έρεη ( ) κεξηθό θνξηίν δ κηα πεξηνρή κε έιιεηκκα ειεθηξνληθήο ππθλόηεηαο έρεη (+) κεξηθό θνξηίν δ + νη ειθηηθέο δπλάκεηο κεηαμύ ζηηγκηαίσλ δηπόισλ νλνκάδνληαη δπλάκεηο δηαζπνξάο ή δπλάκεηο London αλαπηύζζνληαη κεηαμύ όισλ ησλ κνξίσλ θαη ησλ αηόκσλ 26 13
Δπλάκεηο δηαζπνξάο 1. ζε έλα κε πνισκέλν κόξην (άηνκν e) ε θαηαλνκή ηεο ειεθηξνληθήο ππθλόηεηαο είλαη ζπκκεηξηθή 2. ε ζηηγκηαία κεηαβνιή ηεο θαηαλνκήο ηεο ειεθηξνληθήο ππθλόηεηαο δεκηνπξγεί έλα ζηηγκηαίν δίπνιν κε πνισκέλν άηνκν ζηηγκηαίν δίπνιν 3. ην ζηηγκηαίν δίπνιν πξνθαιεί δηαρσξηζκό θνξηίνπ ζηα ηξηγύξσ άηνκα e, ηα νπνία γίλνληαη λέα ζηηγκηαία δίπνια (επαγόκελα δίπνια) ηα δίπνια έιθνληαη κεηαμύ ηνπο (δύλακε δηαζπνξάο) επαγόκελα δίπνια 27 Ιζρύο ησλ δπλάκεσλ δηαζπνξάο ε ηζρύο ησλ δπλάκεσλ δηαζπνξάο είλαη αλάινγεο κε ην κέγεζνο ησλ επαγόκελσλ δηπόισλ ην κέγεζνο ελόο επαγόκελνπ δηπόινπ εμαξηάηαη από: 1. ηνλ όγθν (κέγεζνο) ηνπ ειεθηξνληθνύ λέθνπο ηνπ κνξίνπ κόξηα κε κεγάιε ΜΜ = πεξηζζόηεξα ειεθηξόληα = κεγαιύηεξν ειεθηξνληθό λέθνο = κεγάιε πνισζηκόηεηα = κεγαιύηεξα επαγόκελα δίπνια = ηζρπξόηεξεο δπλάκεηο δηαζπνξάο 2. ην ζρήκα ηνπ κνξίνπ κεγαιύηεξεο επηθάλεηεο επαθήο = κεγαιύηεξα επαγόκελα δίπνια = ηζρπξόηεξεο δπλάκεηο δηαζπνξάο 28 14
Επίδξαζε ηνπ κνξηαθνύ κεγέζνπο ζηα ζεκεία βξαζκνύ ησλ επγελώλ αεξίσλ ηα επγελή αέξηα είλαη κνλαηνκηθά κόξηα θαζώο ε ΜΜ ησλ επγελώλ αεξίσλ απμάλεηαη: ν αξηζκόο ησλ ειεθηξνλίσλ απμάλεηαη ε ηζρύο ησλ δπλάκεσλ δηαζπνξάο απμάλεηαη ηα ζεκεία βξαζκνύ είλαη πςειόηεξα 29 Επίδξαζε ηνπ κνξηαθνύ κεγέζνπο ζηα ζεκεία βξαζκνύ ησλ n-αιθάλησλ θαζώο ε ΜΜ ησλ n-αιθαλίσλ απμάλεηαη ηα ζεκεία βξαζκνύ είλαη πςειόηεξα 30 15
ζεξκνθξαζία, 31/3/2011 Επίδξαζε ηνπ κνξηαθνύ κεγέζνπο ζηα ζεκεία βξαζκνύ θαη ζεκεία ηήμεο ησλ n-αιθάλησλ 500 ζεκεία βξαζκνύ ( ) θαη ζεκεία ηήμεο ( ) n-αιθαλίσλ 400 300 200 100 0-100 -200-300 0 100 200 300 400 500 MΜ, g/mol θαζώο ε ΜΜ ησλ n-αιθαλίσλ απμάλεηαη, ηα ζεκεία βξαζκνύ θαη ηα ζεκεία ηήμεο είλαη πςειόηεξα 31 Επίδξαζε ηνπ κνξηαθνύ ζρήκαηνο ζηα ζεκεία βξαζκνύ ηζνκεξώλ αιθαλίσλ ηα αιθάληα επζείαο αιπζίδαο αιθάληα έρνπλ κεγαιύηεξεο επηθάλεηεο επαθήο από ηα ηζνκεξή δηαθιαδηζκέλα αιθάληα θαζώο νη δηαθιαδώζεηο απμάλνληαη ηα ζεκεία βξαζκνύ είλαη πςειόηεξα 32 16
ζεξκνθξαζία, 31/3/2011 Επίδξαζε ηνπ κνξηαθνύ ζρήκαηνο ζηα ζεκεία βξαζκνύ ηζνκεξώλ αιθαλίσλ ηα δηαθιαδηζκέλα αιθάληα (ηζναιθάληα) έρνπλ ρακειόηεξα ζεκεία βξαζκνύ από ηα ηζνκεξή αιθάληα απζείαο αιπζίδαο (nαιθάληα) ηα ηζνκεξή αιθάληα επζείαο αιπζίδαο αιθάληα έρνπλ κεγαιύηεξεο επηθάλεηεο επαθήο ζεκεία βξαζκνύ ηζνκεξώλ αιθαλίσλ 140 120 100 n-αιθάληα 80 60 ηζναιθάληα 40 20 0-20 58 72 86 100 114 ΜΜ, g/mol 33 Παξάδεηγκα. Από ηα παξαθάησ δεπγάξηα, πνηα ρεκηθή έλσζε έρεη ην πςειόηεξν ζεκείν βξαζκνύ; 4 3 2 2 3 θαη ηα δύν κόξηα είλαη κε πνιηθά ην έλα έρεη κεγαιύηεξε ΜΜ 3 2 = 2 3 θπθινεμάλην θαη ηα δύν κόξηα είλαη κε πνιηθά ην κε δηαθιαδηζκέλν κόξην έρεη κεγαιύηεξεο επηθάλεηεο επαθήο 34 17
Δπλάκεηο δηπόινπ-δηπόινπ πνιιά κόξηα ιόγσ ηεο πνιηθόηεηαο ησλ δεζκώλ θαη ηνπ ζρήκαηόο ηνπο κπνξνύλ λα πεξηγξαθνύλ ζαλ κόληκα δίπνια δίπνιν είλαη έλα ζώκα πνπ έρεη ζεηηθά θαη αξλεηηθά θνξηηζκέλα άθξα ηα δηπνιηθά κόξηα δηαηάζζνληαη θαηάιιεια θαη έιθνληαη κεηαμύ ηνπο νη ειθηηθέο δπλάκεηο κεηαμύ κόληκσλ δηπόισλ νλνκάδνληαη δπλάκεηο δηπόινπ-δηπόινπ πξνζηίζεληαη ζηηο ήδε ππάξρνπζεο δπλάκεηο δηαζπνξάο 35 Ιζρύο ησλ δπλάκεσλ δηπόινπ-δηπόινπ ε ηζρύο ησλ δπλάκεσλ δηπόινπ-δηπόινπ είλαη αλάινγεο κε ην κέγεζνο ηεο δηπνιηθήο ξνπήο ησλ κνξίσλ ην κέγεζνο ηεο δηπνιηθήο ξνπήο ελόο κνξίνπ εμαξηάηαη από ηελ πνιηθόηεηα ησλ κνξίσλ κόξηα κε κεγάιε πνιηθόηεηα = κεγάιε δηπνιηθή ξνπή = ηζρπξόηεξεο δπλάκεηο δηπόινπ-δηπόινπ 36 18
Δηπνιηθή ξνπή ε δηπνιηθή ξνπή (m) ελόο κνξίνπ είλαη έλαο πνζνηηθόο ηξόπνο πεξηγξαθήο ηεο πνιηθόηεηαο ησλ δύν αληίζεηα θνξηηζκέλσλ άθξσλ δ + θαη δ ηνπ κνξίνπ είλαη αλάινγε ηνπ κεγέζνπο ησλ κεξηθώλ θνξηίσλ q θαη ηεο κεηαμύ ηνπ απόζηαζεο r m = q r - δηαλπζκαηηθό κέγεζνο (έρεη κέηξν θαη θαηεύζπλζε) - κνλάδεο κέηξεζεο: Debye, D κόξην δηπνιηθή ξνπή (D) 37 Πνιηθόηεηα κνξίσλ γηα λα είλαη έλα κόξην πνιηθό πξέπεη: λα έρεη πνιηθνύο δεζκνύο δηαθνξά ειεθηξαξλεηηθόηεηαο κεηαμύ αηόκσλ θάζε πνιηθόο δεζκόο έρεη κηα δηπνιηθή ξνπή λα έρεη αζύκκεηξν ζρήκα νη δηπνιηθέο ξνπέο θάζε δεζκνύ αζξνίδνληαη δηαλπζκαηηθά ηα κνλήξε ειεθηξνληθά δεύγε ζε έλα κόξην επεξεάδνπλ ηζρπξά ηελ πνιηθόηεηα ηνπ κνξίνπ 38 19
Πνιηθόηεηα κνξίσλ θαη κνξηαθή δηπνιηθή ξνπή νη δηαθνξέο ηεο ειεθηξαξλεηηθόηεηαο ησλ αηόκσλ ζε έλα κόξην δεκηνπξγεί πνιηθνύο νκνηνπνιηθνύο δεζκνύο δεκηνπξγείηαη έλαο δεζκόο κε δηπνιηθή ξνπή αλάινγα κε ηνλ αξηζκό θαη ηε δηεπζέηεζε ησλ δηπνιηθώλ ξνπώλ θάζε δεζκνύ, ην κόξην κπνξεί λα έρεη κηα ζπλνιηθή κνξηαθή δηπνιηθή ξνπή 39 Πνιηθόηεηα κνξίσλ θαη κνξηαθή δηπνιηθή ξνπή ηα κόξηα ησλ Η 2 Ο θαη ΝΗ 3 έρνπλ πνιηθνύο δεζκνύο θαη ζπλνιηθή κνξηαθή δηπνιηθή ξνπή (κ 0) ζηα κόξηα ησλ O 2 θαη l 4, αλ θαη ππάξρνπλ πνιηθνί δεζκνί, ηα κόξηα δελ έρνπλ ζπλνιηθή δηπνιηθή ξνπή (κ = 0) 40 20
Επίδξαζε ηεο δηπνιηθήο ξνπήο ζηα ζεκεία βξαζκνύ αλ θαη νη ΜΜ ηνπ βνπηαλίνπ θαη αθεηόλεο είλαη ίδηεο, ηα ζεκεία βξαζκνύ ηνπο δηαθέξνπλ ζηελ αθεηόλε (κ 0) αλαπηύζζνληαη ειθηηθέο δπλάκεηο δηπόινπδηπόινπ, ελώ ζην βνπηάλην όρη (κ=0) 41 Επίδξαζε ηεο δηπνιηθήο ξνπήο ζηα ζεκεία βξαζκνύ MM ζ.β. δηπνιηθή νλνκαζία (g/mol) ( ) ξνπή 3 2 3 44.09-42 0.08 D 3 -O- 3 46.07-24 1.30 D 3 - =O 44.05 20.2 2.69 D 3 - N 41.05 81.6 3.92 D θαζώο ε δηπνιηθή ξνπή ησλ κνξίσλ απμάλεηαη, ηα ζεκεία βξαζκνύ θαη ηα ζεκεία ηήμεο ηνπο είλαη πςειόηεξα 42 21
Παξάδεηγκα. Από ηα παξαθάησ δεπγάξηα, πνηα ρεκηθή έλσζε έρεη ην πςειόηεξν ζεκείν βξαζκνύ; 2 F 2 F 3 F 2 F F F F κεγαιύηεξε δηπνιηθή ξνπή πνιηθό κε πνιηθό 43 Επίδξαζε ηεο πνιηθόηεηαο ησλ κνξίσλ ζηε δηαιπηόηεηα ε δηαιπηόηεηα κηαο νπζίαο ζε έλα δηαιύηε εμαξηάηαη από ηηο ειθηηθέο δπλάκεηο κεηαμύ ησλ κνξίσλ ηεο νπζίαο θαη ηνπ δηαιύηε όκνηα δηαιύνληαη ζε όκνηα ηα αλακίμηκα πγξά δηαιύνληαη πάληα ην έλα ζην άιιν νη πνιηθέο ελώζεηο δηαιύνληαη ζε πνιηθνύο δηαιύηεο (π.ρ. Η 2 Ο) ελώζεηο κε πδξόθηιεο νκάδεο = O, O, =O, OO, N 2, l νη κε πνιηθέο ελώζεηο δηαιύνληαη ζε κε πνιηθνύο δηαιύηεο (π.ρ. n-εμάλην, 3 2 2 2 2 3 ) ελώζεηο κε πδξόθνβεο νκάδεο = -, - ζε ελώζεηο όπνπ ππάξρνπλ πδξόθνβεο θαη πδξόθηιεο νκάδεο ππάξρεη ε δηαιπηόηεηα είλαη έλαο ζπλαγσληζκόο κεηαμύ ησλ δύν νκάδσλ 44 22
Με αλακίμηκα πγξά ηα αλακίμηκα πγξά δηαιύνληαη ην έλα ζην άιιν ην ιάδη απνηειείηαη από κε πνιηθά κόξηα ην λεξό απνηειείηαη από πνιηθά κόξηα Η 2 Ο 45 Τν λεξό: έλαο πνιηθόο δηαιύηεο ηα πνιηθά κόξηα κηαο νπζίαο έιθνληαη από ηα πνιηθά κόξηα ελόο πνιηθνύ δηαιύηε ην Η 2 Ο είλαη πνιηθόο δηαιύηεο όηαλ πνιηθά κόξηα κηαο νπζίαο έξζνπλ ζε επαθή κε ην Η 2 Ο, απηά έιθνληαη από ηα κόξηα ηνπ Η 2 Ο θαη δηαιύνληαη ζε απηό νη ηνληηθέο ελώζεηο δηαιύνληαη ζην Η 2 Ο όπσο νη αληίζεηνη καγλεηηθνί πόινη έιθνληαη κεηαμύ ηνπο έηζη θαη ηα αληίζεηα κεξηθά θνξηία δ+ θαη δ ζηα κόξηα έιθνληαη κεηαμύ ηνπο 46 23
Πνιηθνί δηαιύηεο ηα κόξηα ησλ πνιηθώλ δηαιπηώλ έρνπλ δηπνιηθή ξνπή Η 2 Ο λεξό 3 2 O αηζαλόιε (αηζπιηθή αιθνόιε) 2 l 2 δηρισξνκεζάλην 47 Με πνιηθνί δηαιύηεο ηα κόξηα ησλ κε πνιηθώλ δηαιπηώλ δελ έρνπλ δηπνιηθή ξνπή 3 3 2 2 2 3 2 n-εμάλην l l l l ηνινπόιην ηεηξαρισξάλζξαθαο 48 24
Δεζκνί πδξνγόλνπ όηαλ έλα πνιύ ειεθηξαξλεηηθό άηνκν Χ ζπλδέεηαη κε δεζκό κε έλα άηνκν Η έιθεη ηα ειεθηξόληα ηνπ δεζκνύ Η-Χ πξνο ην κέξνο ηνπ θαη γίλεηαη δ Χ = Ο, N, F ν ππξήλαο ηνπ «απνγπκλώλεηαη» από ειεθηξόληα θαη γίλεηαη δ + εθηίζεηαη ν ππξήλαο ηνπ δεκηνπξγείηαη έλα δίπνιν πνπ έιθεη ηα ειεθηξνληθά λέθε ησλ κνξίσλ πνπ βξίζθνληαη ηξηγύξσ δεζκόο Η εηδηθή πεξίπησζε ειθηηθήο δύλακεο δηπόινπ-δηπόινπ F F F 49 Σρεκαηηζκόο δεζκώλ Η ζην Η 2 Ο θαη ηελ ΝΗ 3 ν δεζκόο Η ζρεκαηίδεηαη κεηαμύ: ηνπ αηόκνπ Η ελόο πνισκέλνπ δεζκνύ Η Χ (Χ = N, O θαη F) ελόο κνξίνπ ηνπ κνλήξνπο δεύγνπο ελόο ειεθηξαξλεηηθνύ αηόκνπ ελόο άιινπ κνξίνπ 50 25
Σρεκαηηζκόο δεζκώλ Η ζην Η 2 Ο θάζε άηνκν Η ζπλδέεηαη κε 2 άηνκα Ο ε κηθξή απόζηαζε (100 pm) αληηζηνηρεί ζε έλα ρεκηθό δεζκό Η Ο ε κεγάιε απόζηαζε (180 pm) αληηζηνηρεί ζε έλα δεζκό Η θάζε άηνκν Ο κπνξεί λα ζρεκαηίδεη δεζκνύο Η κε 2 άηνκα Η θάζε κόξην Η 2 Ο κπνξεί λα ζπλδέεηαη κε δεζκνύο Η κε άιια 4 κόξηα Η 2 Ο 51 Δεζκνί Η θαη ππθλόηεηα Η 2 Ο ζην Η 2 Ο(l) ηα κόξηα Η 2 Ο ζρεκαηίδνπλ δεζκνύο Η ηπραία δελ επηηπγράλεηαη ν κέγηζηνο αξηζκόο δεζκώλ Η ηα κόξηα Η 2 Ο βξίζθνληαη ζε θνληηλή απόζηαζε κεηαμύ ηνπο d 1 g/ml ζην Η 2 Ο(s), ηα κόξηα Η 2 Ο ζρεκαηίδνπλ έλα ηξηζδηάζηαην θξπζηαιιηθό πιέγκα επηηπγράλεηαη ν κέγηζηνο αξηζκόο δεζκώλ Η, νη νπνίνη ζπγθξαηνύλ ηα κόξηα Η 2 Ο καθξύηεξα ην έλα από ην άιιν d(0 o ) = 0,917 g/ml ν πάγνο επηπιέεη ζην λεξό νη ιίκλεο δελ παγώλνπλ πιήξσο 52 26
ζεκείν βξαζκνύ, 31/3/2011 Επίδξαζε ησλ δεζκώλ Η ζηα ζεκεία βξαζκνύ ησλ ελώζεσλ ηνπ ηύπνπ Η n X 150 100 50 0-50 -100-150 -200 2 O F N 3 4 2 Te 2 S 2 S Si 4 Ge 4 Sn 4 γεληθά, ηα ζεκεία βξαζκνύ ησλ ελώζεσλ ηνπ ηύπνπ Η n X απμάλνληαη κε ηελ αύμεζε ηεο ΜΜ ιόγσ δπλάκεσλ δηαζπνξάο ηα 2 O, F θαη N 3 έρνπλ πςειόηεξα ζεκεία βξαζκνύ από ηηο αληίζηνηρεο νκόινγεο ελώζεηο ηνπο ιόγσ ηζρπξώλ δεζκώλ Η 53 Δεζκνί Η ζηα νξγαληθά νμέα νμηθό νμύ, 3 OO ζηε ζηεξεά θαηάζηαζε, 2 κόξηα 3 OO ζπλδένληαη κε δηακνξηαθνύο δεζκνύο Η ζρεκαηίδνληαο έλα δηκεξέο O (=160pm) > O (=100pm) ζαιηθπιηθό νμύ ζηε ζηεξεά θαηάζηαζε, ζεκαηίδεηαη ελδνκνξηαθόο δεζκόο Η πνπ ζπλδέεη ηελ νκάδα ΟΗ κε ηελ νκάδα OO ζην ίδην κόξην 54 27
Σρεκαηηζκόο δεζκώλ-η ζηηο πξσηεΐλεο νη πεπηηδηθέο αιπζίδεο ησλ πξσηετλώλ ζρεκαηίδνπλ έιηθεο νη έιηθεο πξνθύπηνπλ από ην ζρεκαηηζκό δεζκώλ Η κεηαμύ κηαο νκάδαο N- κε κηα νκάδα O ζηελ ίδηα αιπζίδα 55 Παξάδεηγκα. Από ηα παξαθάησ δεπγάξηα, πνηα ρεκηθή έλσζε είλαη πγξό ζε ζεξκνθξαζία δσκαηίνπ (ε άιιε είλαη αέξην); 3 O ζρεκαηίδεη 3 F 2 δεζκνύο Η 3 -O- 2 3 3 2 2 N 2 ζρεκαηίδεη δεζκνύο Η 56 28
Παξάδεηγκα. Από ηα παξαθάησ δεπγάξηα, πνηα ρεκηθή έλσζε είλαη πεξηζζόηεξν δηαιπηή ζην λεξό; κπνξεί λα ζρεκαηίδεη δεζκνύο Η κε ην Η 2 Ο 3 O 3 F 2 3 2 2 3 3 l κεγαιύηεξε πνιηθόηεηα 57 Δπλάκεηο ηόληνο-δηπόινπ θαηά ηε δηάιπζε κηαο ηνληηθήο έλσζεο ζε έλα πνιηθό δηαιύηε δεκηνπξγείηαη έλα κίγκα ζην κίγκα, ηα ηόληα ηεο ηνληηθήο έλσζεο έιθνληαη από ηα δηπνιηθά κόξηα ηνπ δηαιύηε ν δηαιύηεο πιεζηάδεη ηα θαηηόληα κε ην δ ν δηαιύηεο πιεζηάδεη ηα αληόληα κε ην δ + ε ηζρύο ησλ ειθηηθώλ δπλάκεσλ ηόληνο-δηπόινπ είλαη έλαο από ηνπο θύξηνπο παξάγνληεο πνπ θαζνξίδεη ηε δηαιπηόηεηα ησλ ηνληηθώλ ελώζεσλ ζην Η 2 Ο 58 29
Ειθηηθέο δηακνξηαθέο δπλάκεηο 59 30