Περιεχόμενα Θεμελιώδεις έννοιες 1 Θ.1 Άτομα 1 Θ.2 Μόρια 2 Θ.3 Μακροσκοπική ύλη 4 Θ.4 Ενέργεια 6 Θ.5 Η σχέση μεταξύ μοριακών και μακροσκοπικών ιδιοτήτων 8 Θ.6 Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο 10 Θ.7 Μονάδες μέτρησης 11 Ασκήσεις 14 ΜΕρΟΣ 1 Ισορροπία 17 1 Οι ιδιότητες των αερίων 19 Το τέλειο αέριο 19 1.1 Οι καταστάσεις των αερίων 19 1.2 Οι νόμοι των αερίων 23 Ε1.1 Επίδραση στην περιβαλλοντική επιστήμη: Οι νόμοι των αερίων και ο καιρός 29 Πραγματικά αέρια 31 1.3 Μοριακές αλληλεπιδράσεις 31 1.4 Η εξίσωση van der Waals 34 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 39 Ερωτήσεις ανάπτυξης 40 Ασκήσεις 40 Προβλήματα 42 Μαθηματικό υπόβαθρο 1: Παραγώγιση και ολοκλήρωση 44 2 Ο Πρώτος Νόμος 47 Οι βασικές έννοιες 47 2.1 Έργο, θερμότητα, και ενέργεια 48 2.2 Η εσωτερική ενέργεια 50 2.3 Έργο εκτόνωσης 53 2.4 Ανταλλαγές θερμότητας 57 2.5 Ενθαλπία 60 Ε2.1 Επίδραση στη βιοχημεία και την επιστήμη υλικών:διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης 67 2.6 Αδιαβατικές μεταβολές 68 Θερμοχημεία 70 2.7 Μεταβολές πρότυπης ενθαλπίας 70 Ε2.1 Επίδραση στη βιολογία: Αποθήκευση τροφής και ενέργειας 76 2.8 Πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού 77 2.9 Η εξάρτηση των ενθαλπιών αντίδρασης από τη θερμοκρασία 79 Καταστατικές συναρτήσεις και τέλεια διαφορικά 80 2.10 Τέλεια και μη τέλεια διαφορικά 81 2.11 Μεταβολές εσωτερικής ενέργειας 82 2.12 Το φαινόμενο Joule Thomson 86 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 90 Περαιτέρω πληροφορίες 2.1: Αδιαβατικές διεργασίες 91 Περαιτέρω πληροφορίες 2.2: Η σχέση μεταξύ θερμοχωρητικοτήτων 91 Ερωτήσεις ανάπτυξης 92 Ασκήσεις 92 Προβλήματα 95 Μαθηματικό υπόβαθρο 2: Λογισμός πολλών μεταβλητών 99 MΥ2.1 Μερικές παράγωγοι 99 MΥ2.2 Τέλεια διαφορικά 100 3 Ο Δεύτερος Νόμος 103 Η κατεύθυνση της αυθόρμητης μεταβολής 104 3.1 Η διασπορά της ενέργειας 104 3.2 Εντροπία 105 Ε3.1 Επίδραση στη μηχανική: Ψύξη 113 3.3 Μεταβολές εντροπίας που συνοδεύουν ειδικές διεργασίες 114 3.4 Ο Τρίτος Νόμος της θερμοδυναμικής 120 Ε3.2 Επίδραση στη χημεία υλικών: Κρυσταλλικές ατέλειες 123 Επικεντρώνοντας στο σύστημα 124 3.5 Οι ενέργειες Helmholtz και Gibbs 124 3.6 Πρότυπες γραμμομοριακές ενέργειες Gibbs 130 Συνδυάζοντας τον Πρώτο και τον Δεύτερο Νόμο 132 3.7 Η θεμελιώδης εξίσωση 133 3.8 Ιδιότητες της εσωτερικής ενέργειας 133 3.9 Ιδιότητες της ενέργειας Gibbs 136 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 140 Περαιτέρω πληροφορίες 3.1: Η εξίσωση Born 140
2 Περιεχομενα Περαιτέρω πληροφορίες 3.2: Η πτητικότητα 141 Ερωτήσεις ανάπτυξης 142 Ασκήσεις 143 Προβλήματα 144 Προβλήματα 225 6 Χημική ισορροπία 231 4 Φυσικοί μετασχηματισμοί καθαρών ουσιών 149 Διαγράμματα φάσεων 149 4.1 Η σταθερότητα των φάσεων 149 4.2 Συνοριακές γραμμές φάσεων 152 4.3 Τρία αντιπροσωπευτικά διαγράμματα φάσεων 155 Ε4.1 Επίδραση στην τεχνολογία: υπερκρίσιμα ρευστά 157 Θερμοδυναμική σκοπιά των μεταπτώσεων φάσης 158 4.4 Η εξάρτηση της σταθερότητας από τις συνθήκες 158 4.5 Η θέση των συνοριακών γραμμών 162 4.6 Η ταξινόμηση Ehrenfest των μεταπτώσεων φάσης 165 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 168 Ερωτήσεις ανάπτυξης 168 Ασκήσεις 168 Προβλήματα 170 5 Απλά μείγματα 173 Η θερμοδυναμική περιγραφή των μειγμάτων 173 5.1 Μερικά γραμμομοριακά μεγέθη 174 5.2 Η θερμοδυναμική της ανάμειξης 179 5.3 Τα χημικά δυναμικά των υγρών 181 Οι ιδιότητες των διαλυμάτων 185 5.4 Υγρά μείγματα 185 5.5 Προσθετικές ιδιότητες 187 Ε5.1 Επίδραση στη βιολογία: Η ώσμωση στη φυσιολογία και στη βιοχημεία 193 Διαγράμματα φάσεων δυαδικών συστημάτων 193 5.6 Διαγράμματα τάσης ατμών 194 5.7 Διαγράμματα θερμοκρασίας σύστασης 198 5.8 Διαγράμματα φάσεων υγρού υγρού 200 5.9 Διαγράμματα φάσεων υγρού στερεού 205 Ε5.2 Επίδραση στην επιστήμη υλικών: Υγροί κρύσταλλοι 207 Ενεργότητες 209 5.10 Η ενεργότητα του διαλύτη 209 5.11 Η ενεργότητα της διαλυμένης ουσίας 211 5.12 Οι ενεργότητες των κανονικών διαλυμάτων 214 5.13 Οι ενεργότητες των ιόντων σε διάλυμα 215 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 218 Περαιτέρω πληροφορίες 5.1: Η θεωρία Debye Hückel των ιοντικών διαλυμάτων 219 Ερωτήσεις ανάπτυξης 221 Ασκήσεις 221 Αυθόρμητες χημικές αντιδράσεις 232 6.1 Το ελάχιστο της ενέργειας Gibbs 232 Ε6.1 Επίδραση στη βιοχημεία: Μετατροπή ενέργειας στα βιολογικά κύτταρα 233 6.2 Η περιγραφή της ισορροπίας 235 Η απόκριση της ισορροπίας στις συνθήκες 244 6.3 Η απόκριση της ισορροπίας στις μεταβολές της πίεσης 244 6.4 Η απόκριση της ισορροπίας στις μεταβολές της θερμοκρασίας 246 Ε6.2 Επίδραση στην τεχνολογία: Υπερμοριακή χημεία 249 Ηλεκτροχημεία ισορροπίας 250 6.5 Ημιαντιδράσεις και ηλεκτρόδια 251 6.6 Τύποι στοιχείων 252 6.7 Δυναμικό στοιχείου 253 6.8 Πρότυπα δυναμικά ηλεκτροδίων 257 6.9 Εφαρμογές των πρότυπων δυναμικών 259 Ε6.3 Επίδραση στην τεχνολογία: Επιλεκτικά ηλεκτρόδια 263 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 264 Ερωτήσεις ανάπτυξης 265 Ασκήσεις 265 Προβλήματα 267 ΜΕρΟΣ 2 Δομή 271 7 Κβαντική θεωρία: εισαγωγή και αρχές 273 Οι απαρχές της κβαντικής μηχανικής 273 7.1 Κβάντωση της ενέργειας 275 7.2 Κυματοσωματιδιακός δυϊσμός 280 Ε7.1 Επίδραση στη βιολογία: Ηλεκτρονιακή μικροσκοπία 283 Η δυναμική των μικροσκοπικών συστημάτων 284 7.3 Η εξίσωση του Schrödinger 284 7.4 Η ερμηνεία της κυματοσυνάρτησης από τον Born 286 Αρχές της κβαντικής μηχανικής 290 7.5 Οι πληροφορίες σε μια κυματοσυνάρτηση 291 7.6 Η αρχή της αβεβαιότητας 301 7.7 Τα αξιώματα της κβαντικής μηχανικής 305 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 306 Περαιτέρω πληροφορίες 7.1: Κλασική μηχανική 306 Ερωτήσεις ανάπτυξης 308
Περιεχομενα 3 Ασκήσεις 309 Προβλήματα 310 Μαθηματικό υπόβαθρο 3: Μιγαδικοί αριθμοί 312 MΥ3.1 Ορισμοί 312 MΥ3.2 Πολική αναπαράσταση 312 MΥ3.3 Πράξεις 313 8 Κβαντική θεωρία: τεχνικές και εφαρμογές 315 Μεταφορική κίνηση 315 8.1 Σωματίδιο μέσα σε κουτί 316 8.2 Κίνηση σε δύο ή περισσότερες διαστάσεις 320 Ε8.1 Επίδραση στη νανοεπιστήμη: Κβαντικές τελείες 323 8.3 Φαινόμενο σήραγγος 325 Ε8.2 Επίδραση στη νανοεπιστήμη: Μικροσκοπία σάρωσης ακίδας 327 Ταλαντωτική κίνηση 329 8.4 Τα ενεργειακά επίπεδα 329 8.5 Οι κυματοσυναρτήσεις 330 Περιστροφική κίνηση 335 8.6 Περιστροφή σε δύο διαστάσεις: σωματίδιο σε δακτύλιο 335 8.7 Περιστροφή σε τρεις διαστάσεις: σωματίδιο πάνω σε μια σφαίρα 339 8.8 Σπιν 345 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 347 Ερωτήσεις ανάπτυξης 347 Ασκήσεις 347 Προβλήματα 349 Μαθηματικό υπόβαθρο 4: Διαφορικές εξισώσεις 352 MΥ4.1 Η δομή των διαφορικών εξισώσεων 352 MΥ4.2 Η επίλυση των συνήθων διαφορικών εξισώσεων 352 MΥ4.3 Η επίλυση των μερικών διαφορικών εξισώσεων 353 9 Ατομική δομή και ατομικά φάσματα 355 Η δομή και τα φάσματα των υδρογονοειδών ατόμων 355 9.1 Η δομή των υδρογονοειδών ατόμων 357 9.2 Τα ατομικά τροχιακά και οι ενέργειές τους 361 9.3 Φασματοσκοπικές μεταβάσεις και κανόνες επιλογής 371 Η δομή των πολυηλεκτρονιακών ατόμων 373 9.4 Η προσέγγιση των τροχιακών 373 9.5 Τροχιακά αυτοσυνεπούς πεδίου 383 Τα φάσματα πολύπλοκων ατόμων 384 9.6 Πλάτη γραμμών 385 9.7 Κβαντικές ελαττώσεις και όρια ιονισμού 387 9.8 Μονές και τριπλές καταστάσεις 388 9.9 Σύζευξη σπιν τροχιάς 389 9.10 Φασματικοί όροι και κανόνες επιλογής 392 Ε9.1 Επίδραση στην αστροφυσική: Φασματοσκοπία των άστρων 397 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 398 Περαιτέρω πληροφορίες 9.1: Ο διαχωρισμός των κινήσεων 398 Περαιτέρω πληροφορίες 9.2: Η ενέργεια της αλληλεπίδρασης σπιν τροχιάς 399 Ερωτήσεις ανάπτυξης 399 Ασκήσεις 400 Προβλήματα 401 Μαθηματικό υπόβαθρο 5: Διανύσματα 404 Mυ5.1 Πρόσθεση και αφαίρεση 404 MΥ5.2 Πολλαπλασιασμός 405 MΥ5.3 Παραγώγιση 405 10 Μοριακή δομή 407 Η προσέγγιση Born Oppenheimer 408 Θεωρία δεσμού σθένους 408 10.1 Ομοπυρηνικά διατομικά μόρια 409 10.2 Πολυατομικά μόρια 410 Θεωρία μοριακών τροχιακών 414 10.3 Το μοριακό ιόν του υδρογόνου 415 10.4 Ομοπυρηνικά διατομικά μόρια 420 10.5 Ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια 427 Ε10.1 Επίδραση στη βιοχημεία: Η βιοχημική δραστικότητα των O 2, N 2, και NO 433 Μοριακά τροχιακά για πολυατομικά συστήματα 434 10.6 Η προσέγγιση Hückel 435 10.7 Υπολογιστική χημεία 441 10.8 Η πρόβλεψη των μοριακών ιδιοτήτων 445 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 448 Περαιτέρω πληροφορίες 10.1: Λεπτομέρειες της μεθόδου Hartree Fock 449 Ερωτήσεις ανάπτυξης 450 Ασκήσεις 450 Προβλήματα 451 Μαθηματικό υπόβαθρο 6: Πίνακες 455 MΥ6.1 Ορισμοί 455 MΥ6.2 Πρόσθεση και πολλαπλασιασμός πινάκων 455 MΥ6.3 Εξισώσεις ιδιοτιμών 456 11 Μοριακή συμμετρία 459 Τα στοιχεία συμμετρίας των αντικειμένων 459 11.1 Πράξεις και στοιχεία συμμετρίας 460 11.2 Η ταξινόμηση των μορίων με βάση τη συμμετρία 462 11.3 Άμεσες συνέπειες της συμμετρίας 468
4 Περιεχομενα Εφαρμογές στη θεωρία μοριακών τροχιακών και στη φασματοσκοπία 469 11.4 Πίνακες χαρακτήρων και συμβολισμοί με βάση τη συμμετρία 469 11.5 Μηδενιζόμενα ολοκληρώματα και επικάλυψη τροχιακών 476 11.6 Μηδενιζόμενα ολοκληρώματα και κανόνες επιλογής 482 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 485 Ερωτήσεις ανάπτυξης 485 Ασκήσεις 485 Προβλήματα 486 12 Μοριακή φασματοσκοπία 1: περιστροφικά και δονητικά φάσματα 489 Γενικά χαρακτηριστικά της μοριακής φασματοσκοπίας 490 12.1 Πειραματικές τεχνικές 490 12.2 Κανόνες επιλογής και ροπές μετάβασης 491 Ε12.1 Επίδραση στην αστροφυσική: Περιστροφική και δονητική φασματοσκοπία της διαστρικής ύλης 492 Αμιγή περιστροφικά φάσματα 494 12.3 Ροπές αδράνειας 494 12.4 Τα περιστροφικά ενεργειακά επίπεδα 496 12.5 Περιστροφικές μεταβάσεις 502 12.6 Περιστροφικά φάσματα Raman 505 12.7 Πυρηνική στατιστική και περιστροφικές καταστάσεις 506 Οι δονήσεις των διατομικών μορίων 508 12.8 Μοριακές δονήσεις 508 12.9 Κανόνες επιλογής 510 12.10 Αναρμονικότητα 512 12.11 Δονητικά περιστροφικά φάσματα 514 12.12 Δονητικά φάσματα Raman διατομικών μορίων 516 Οι δονήσεις των πολυατομικών μορίων 517 12.13 Κανονικοί τρόποι 518 12.14 Φάσματα απορρόφησης υπερύθρου πολυατομικών μορίων 519 Ε12.2 Επίδραση στην περιβαλλοντική επιστήμη: Κλιματική αλλαγή 520 12.15 Δονητικά φάσματα Raman πολυατομικών μορίων 522 12.16 Μοριακές δονήσεις και συμμετρία 524 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 526 Περαιτέρω πληροφορίες 12.1: Φασματόμετρα 527 Περαιτέρω πληροφορίες 12.2: Κανόνες επιλογής για περιστροφική και δονητική φασματοσκοπία 530 Ερωτήσεις ανάπτυξης 532 Ασκήσεις 532 Προβλήματα 534 13 Μοριακή φασματοσκοπία 2: ηλεκτρονιακές μεταβάσεις 539 Τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρονιακών μεταβάσεων 540 13.1 Μέτρηση της έντασης 540 13.2 Τα ηλεκτρονιακά φάσματα των διατομικών μορίων 542 13.3 Τα ηλεκτρονιακά φάσματα των πολυατομικών μορίων 549 Ε13.1 Επίδραση στη βιοχημεία: Όραση 553 Οι αποδιεγέρσεις των ηλεκτρονιακά διεγερμένων καταστάσεων 555 13.4 Φθορισμός και φωσφορισμός 555 Ε13.2 Επίδραση στη βιοχημεία: Μικροσκοπία φθορισμού 559 13.5 Διάσπαση και προδιάσπαση 560 13.6 Δράση λέιζερ 560 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 565 Περαιτέρω πληροφορίες 13.1: Παραδείγματα συστημάτων λέιζερ 566 Ερωτήσεις ανάπτυξης 568 Ασκήσεις 568 Προβλήματα 571 14 Μοριακή φασματοσκοπία 3: μαγνητικός συντονισμός 575 Η επίδραση των μαγνητικών πεδίων στα ηλεκτρόνια και στους πυρήνες 575 14.1 Οι ενέργειες των ηλεκτρονίων σε μαγνητικό πεδίο 576 14.2 Οι ενέργειες των πυρήνων σε μαγνητικό πεδίο 577 14.3 Φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού 579 Πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός 580 14.4 Το φασματόμετρο NMR 580 14.5 Η χημική μετατόπιση 582 14.6 Η λεπτή υφή 588 14.7 Μετατροπές διαμορφώσεων και διεργασίες ανταλλαγής 596 Τεχνικές παλμών στο NMR 597 14.8 Το διάνυσμα της μαγνήτισης 598 14.9 Αποκατάσταση των σπιν 601 Ε14.1 Επίδραση στην ιατρική: Απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού 605 14.10 Αποσύζευξη των σπιν 606 14.11 Το πυρηνικό φαινόμενο Overhauser 607 14.12 Διδιάστατος πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός 609 14.13 Πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός σε στερεά δείγματα 611 Ηλεκτρονιακός παραμαγνητικός συντονισμός 612 14.14 Το φασματόμετρο EPR 613 14.15 Η τιμή g 613
Περιεχομενα 5 14.16 Υπέρλεπτη υφή 615 Ε14.2 Επίδραση στη βιοχημεία και τη νανοεπιστήμη: Ανιχνευτές σπιν 618 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 619 Περαιτέρω πληροφορίες 14.1: Μετασχηματισμός Fourier της καμπύλης FID 620 Ερωτήσεις ανάπτυξης 620 Ασκήσεις 620 Προβλήματα 622 15 Στατιστική θερμοδυναμική 1: οι έννοιες 625 Η κατανομή των μοριακών καταστάσεων 626 15.1 Διατάξεις και στατιστικά βάρη 626 15.2 Η μοριακή συνάρτηση επιμερισμού 629 Η εσωτερική ενέργεια και η εντροπία 636 15.3 Η εσωτερική ενέργεια 637 15.4 Η στατιστική εντροπία 639 Ε15.1 Επίδραση στην τεχνολογία: Επίτευξη πολύ χαμηλών θερμοκρασιών 641 Η κανονική συνάρτηση επιμερισμού 642 15.5 Η κανονική συλλογή 642 15.6 Οι θερμοδυναμικές πληροφορίες στη συνάρτηση επιμερισμού 644 15.7 Ανεξάρτητα μόρια 645 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 648 Περαιτέρω πληροφορίες 15.1: Η κατανομή Boltzmann 648 Περαιτέρω πληροφορίες 15.2: Ο τύπος του Boltzmann 650 Ερωτήσεις ανάπτυξης 651 Ασκήσεις 651 Προβλήματα 653 συνάρτηση επιμερισμού ενός συμμετρικού στροφέα 684 Ερωτήσεις ανάπτυξης 685 Ασκήσεις 685 Προβλήματα 686 17 Μοριακές αλληλεπιδράσεις 691 Ηλεκτρικές ιδιότητες των μορίων 691 17.1 Ηλεκτρική διπολική ροπή 692 17.2 Πολωσιμότητα 694 17.3 Πόλωση 695 17.4 Σχετική επιτρεπτότητα 698 Αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων 700 17.5 Αλληλεπιδράσεις μεταξύ διπόλων 701 Ε17.1 Επίδραση στην ιατρική: Μοριακή αναγνώριση και σχεδίαση φαρμάκων 710 17.6 Απωστικές και ολικές αλληλεπιδράσεις 713 Ε17.2 Επίδραση στην επιστήμη υλικών: Αποθήκευση υδρογόνου σε μοριακά κλαθράτα 714 Αέρια και υγρά 715 17.7 Μοριακές αλληλεπιδράσεις σε αέρια 715 17.8 Η διεπιφάνεια υγρού ατμού 717 17.9 Επιφανειακές μεμβράνες 721 17.10 Συμπύκνωση 724 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 726 Περαιτέρω πληροφορίες 17.1: Η αλληλεπίδραση διπόλου διπόλου 726 Περαιτέρω πληροφορίες 17.2: Οι βασικές αρχές των μοριακών δεσμών 727 Ερωτήσεις ανάπτυξης 728 Ασκήσεις 728 Προβλήματα 729 16 Στατιστική θερμοδυναμική 2: εφαρμογές 657 Θεμελιώδεις σχέσεις 657 16.1 Οι θερμοδυναμικές συναρτήσεις 657 16.2 Η μοριακή συνάρτηση επιμερισμού 659 Χρησιμοποιώντας τη στατιστική θερμοδυναμική 667 16.3 Μέσες ενέργειες 667 16.4 Θερμοχωρητικότητες 669 16.5 Καταστατικές εξισώσεις 671 16.6 Μοριακές αλληλεπιδράσεις σε υγρά 673 16.7 Εναπομένουσα εντροπία 676 16.8 Σταθερές ισορροπίας 678 Ε16.1 Επίδραση στη βιοχημεία: Η μετάπτωση έλικας σπειράματος στα πολυπεπτίδια 682 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 683 Περαιτέρω πληροφορίες 16.1: Η περιστροφική 18 Υλικά 1: μακρομόρια και αυτοσυγκρότηση 733 Δομή και δυναμική 733 18.1 Τα διαφορετικά επίπεδα δομής 734 18.2 Τυχαία σπειράματα 735 18.3 Οι μηχανικές ιδιότητες των πολυμερών 740 18.4 Οι ηλεκτρικές ιδιότητες των πολυμερών 742 18.5 Η δομή των βιολογικών μακρομορίων 742 Συνάθροιση και αυτοσυγκρότηση 746 18.6 Κολλοειδή 746 18.7 Μικύλλια και βιολογικές μεμβράνες 750 Προσδιορισμός μεγέθους και σχήματος 754 18.8 Μέσες γραμμομοριακές μάζες 754 18.9 Οι τεχνικές 757 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 766
6 Περιεχομενα Περαιτέρω πληροφορίες 18.1: Τυχαία και σχεδόν τυχαία σπειράματα 766 Ερωτήσεις ανάπτυξης 768 Ασκήσεις 768 Προβλήματα 769 19 Υλικά 2: στερεά 773 Κρυσταλλογραφία 773 19.1 Πλέγματα και μοναδιαίες κυψελίδες 773 19.2 Ο καθορισμός των πλεγματικών επιπέδων 776 19.3 Η διερεύνηση της δομής 778 19.4 Περίθλαση νετρονίων και ηλεκτρονίων 787 19.5 Μεταλλικά στερεά 789 19.6 Ιοντικά στερεά 791 19.7 Μοριακά στερεά και ομοιοπολικά δίκτυα 795 Ε19.1 Επίδραση στη βιοχημεία: Κρυσταλλογραφία ακτίνωνx σε βιολογικά μακρομόρια 796 Οι ιδιότητες των στερεών 798 19.8 Μηχανικές ιδιότητες 798 19.9 Ηλεκτρικές ιδιότητες 801 Ε19.2 Επίδραση στη νανοεπιστήμη: Νανοσύρματα 805 19.10 Οπτικές ιδιότητες 806 19.11 Μαγνητικές ιδιότητες 810 19.12 Υπεραγωγοί 814 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 816 Περαιτέρω πληροφορίες 19.1: Λέιζερ στερεάς κατάστασης και δίοδοι φωτοεκπομπής 816 Ερωτήσεις ανάπτυξης 818 Ασκήσεις 818 Προβλήματα 820 Μαθηματικό υπόβαθρο 7: Σειρές και μετασχηματισμοί Fourier 824 MΥ7.1 Σειρές Fourier 824 MΥ7.2 Μετασχηματισμοί Fourier 825 MΥ7.3 Το θεώρημα της συνέλιξης 826 ΜΕρΟΣ 3 Μεταβολές 827 20 Μόρια σε κίνηση 829 Μοριακή κίνηση στα αέρια 829 20.1 Η κινητική θεωρία των αερίων 830 Ε20.1 Επίδραση στην αστροφυσική: Ο Ήλιος ως σφαίρα τέλειου αερίου 837 20.2 Κρούσεις με τοιχώματα και επιφάνειες 838 20.3 Η ταχύτητα διαπίδυσης 839 20.4 Ιδιότητες μεταφοράς τέλειου αερίου 840 Μοριακή κίνηση στα υγρά 843 20.5 Πειραματικά αποτελέσματα 843 20.6 Οι ειδικές αγωγιμότητες των ηλεκτρολυτικών διαλυμάτων 844 20.7 Οι κινητικότητες των ιόντων 845 Ε20.2 Επίδραση στη βιοχημεία: Κανάλια ιόντων 850 Διάχυση 852 20.8 Η θερμοδυναμική άποψη 842 20.9 Η εξίσωση διάχυσης 856 20.10 Πιθανότητες διάχυσης 859 20.11 Η στατιστική άποψη 860 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 861 Περαιτέρω πληροφορίες 20.1: Τα χαρακτηριστικά μεταφοράς ενός τέλειου αερίου 862 Ερωτήσεις ανάπτυξης 863 Ασκήσεις 864 Προβλήματα 866 21 Οι ταχύτητες των χημικών αντιδράσεων 869 Εμπειρική χημική κινητική 869 21.1 Πειραματικές τεχνικές 870 21.2 Οι ταχύτητες των αντιδράσεων 873 21.3 Ολοκληρωμένοι νόμοι ταχύτητας 878 21.4 Αντιδράσεις που πλησιάζουν στην ισορροπία 883 21.5 Η εξάρτηση των ταχυτήτων των αντιδράσεων από τη θερμοκρασία 888 Εξήγηση των νόμων ταχύτητας 891 21.6 Στοιχειώδεις αντιδράσεις 891 21.7 Διαδοχικές στοιχειώδεις αντιδράσεις 893 Παραδείγματα μηχανισμών αντίδρασης 899 21.8 Μονομοριακές αντιδράσεις 899 21.9 Κινητική του πολυμερισμού 901 21.10 Φωτοχημεία 905 Ε21.1 Επίδραση στη βιοχημεία: Συλλογή φωτός από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση 913 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 917 Ερωτήσεις ανάπτυξης 917 Ασκήσεις 918 Προβλήματα 920 22 Η δυναμική των αντιδράσεων 923 Δραστικές συναντήσεις 923
Περιεχομενα 7 22.1 Θεωρία κρούσεων 924 22.2 Αντιδράσεις ελεγχόμενες από διάχυση 932 22.3 Η εξίσωση διατήρησης της μάζας 936 Θεωρία μεταβατικής κατάστασης 937 22.4 Εξίσωση Eyring 937 22.5 Θερμοδυναμική άποψη 942 Η δυναμική των μοριακών κρούσεων 945 22.6 Δραστικές κρούσεις 945 22.7 Επιφάνειες δυναμικής ενέργειας 947 22.8 Μερικά αποτελέσματα από πειράματα και υπολογισμούς 948 Η δυναμική της μεταφοράς ηλεκτρονίων 952 22.9 Μεταφορά ηλεκτρονίων σε ομογενή συστήματα 952 22.10 Διεργασίες μεταφοράς ηλεκτρονίων σε ηλεκτρόδια 957 Ε22.1 Επίδραση στην τεχνολογία: Στοιχεία καυσίμου 963 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 965 Περαιτέρω πληροφορίες 22.1: Η ενέργεια Gibbs ενεργοποίησης της μεταφοράς ηλεκτρονίων 965 Περαιτέρω πληροφορίες 22.2: Η εξίσωση Butler Volmer 966 Ερωτήσεις ανάπτυξης 968 Ασκήσεις 969 Προβλήματα 971 23 Κατάλυση 975 Ομογενής κατάλυση 975 23.1 Χαρακτηριστικά της ομογενούς κατάλυσης 976 23.2 Ένζυμα 977 Ετερογενής κατάλυση 984 23.3 Η δομή και η ανάπτυξη των στερεών επιφανειών 984 23.4 Ο βαθμός προσρόφησης 988 23.5 Οι ταχύτητες των επιφανειακών διεργασιών 995 23.6 Μηχανισμοί ετερογενούς κατάλυσης 999 23.7 Καταλυτική ενεργότητα στις επιφάνειες 1001 Ε23.1 Επίδραση στην τεχνολογία: Η κατάλυση στη χημική βιομηχανία 1002 Σύνοψη κύριων εξισώσεων 1005 Περαιτέρω πληροφορίες 23.1: Η ισόθερμη BET 1005 Ερωτήσεις ανάπτυξης 1006 Ασκήσεις 1006 Προβλήματα 1008 Τμήμα πηγών 1013 Απαντήσεις σε ασκήσεις και προβλήματα 1052 Ευρετήριο 1063