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1、2.1.5 真实气体,实际气体与理想气体的偏差,偏差的原因,气体分子体积的影响 分子间的相互作用,van der Waals 1837-1923，荷兰,范德华，荷兰物理学家。1910年因研究气态和液态方程获诺贝尔奖 ，因为确定了分子间的作用力和实际气体状态方程而闻名于世。,体积因素修正,当气体处于高压时，分子自身的体积不容忽视，这部分体积不可被压缩，应从气体体积中扣除。,b：1mol气体分子自身的体积,压力因素修正,在高压或低温下，气体分子靠得很近，分子间引力不容忽视，碰撞器壁的分子受到内部分子吸引。气体表现出的压力变小了。,p(理想) = p(实际) + p(内压),实际气体的状态方程,体积
2、项、压力项修正：,代入理想气体状态方程：,van der Waals 方程式,a：与分子间作用力有关的常数 b：与分子自身体积有关的常数,例5、分别按理想气体状态方程式和 van der Waals 方程式计算 1.50mol SO2 (g) 在30C下占有 20.0L 体积时的压力，并比较两者的相对偏差dr。如果体积减小至 2.00L，其相对偏差又是多少？,两者的相对偏差：,气体的液化与临界现象,p1,p2,p2,同时降温和加压,临界状态与临界参数,气体能够液化的最高温度称为该气体的 临界温度Tc （在高于Tc之上无论多大的压力 都不能使气体液化）。,在临界温度下使气体液化所需的最低压 力称
3、为临界压力pc。 在临界温度和临界压力下，1mol气体所 占有的体积称为临界体积Vc。,在临界状态下，气体和液体间的性质差别、气液界面将消失。,习题 1、同温同压下，同体积N2和H2进行比较，下述说法 中正确的是（ ） （A）N2的方均根速度比的H2低 （B） H2分子的数目多于N2 （C） N2分子平均动能大于H2分子的平均动能 （D） N2分子方均根速度大于H2分子方均根速度 2、根据Maxwell-Bolzmann气体分布定律或分子 运动的基本方程可得1mol单原子气体分子平均 动能是（ ） （A）1/2kT （B）3/2RT （C）5/2kT （D）1RT,3、实际气体在哪种情况下接近
4、理想气体（ ） （A）低温和高压 （B）高温和低压 （C）低温和低压 （D）高温和高压,2.2 液体,2.2.1 液体的蒸发,表面分子的运动速率和能量满足Maxwell-Boltzmann分布律：,蒸发使得液体温度降低：高能量分子的逸失使剩余液体平均动能降低。,蒸气压,蒸发过程与凝聚过程互不干扰，独立进行。当蒸发速度=凝聚速度时，体系达到动态平衡(相平衡)，此时的蒸气为饱和蒸气，产生的压强为饱和蒸气压。,在一定的温度下，液体的饱和蒸气压是一个定值，与气相的体积、液相的量无关。,饱和蒸气压与温度的关系：,克劳修斯-克拉贝龙方程,vHm：液体的蒸发热。在给定的温度下，蒸发1mol液体所需的总热量。
5、,2.2.2 液体的沸腾,沸点：温度升高，蒸气压增大，当液体的蒸气压与外界压强相等时的温度。,过热与暴沸：纯液体内 “气化核” 难以形成。过热程度越大，沸腾的发生越剧烈。,例6 已知苯酚的正常沸点为455.1K，如果外压减至1.333104 Pa，则苯酚的沸点为多少度？已知vHm=48.139 kJmol-1,2.2.3 液体的凝固,过冷现象：液体越纯，“结晶中心” 难以形成。,* 2.2.4 液晶,1881年，奥地利植物学家 F. Reinitzer 发现：胆甾醇苯甲酸酯 C6H5CO2C27H45 加热时，在419452K之间熔化成为混浊的，光学、电学性质各向异性液体，称为液晶。,液晶的相
6、变：,固体 液晶 液体,熔点,清亮点,溶致液晶,液晶,热致液晶,向列型液晶,近晶型液晶,胆甾型液晶,向列型 近晶型,大多为含有极性基团的棒状有机化合物或聚合物分子。,液晶分子的特点：,固体,晶体(crystal),单晶体 多晶体,无定型固体( amorphous solid ),晶体是由原子、离子、或分子在空间按一定 规律周期性地重复排列构成的固体。,2.3 固体,晶体的最初概念：具有多面体外形的固体。,1690年，惠更斯：晶体中质点的三维有序排列导致晶体具有某种多面体外形。 1812年，浩羽：晶体由一个个小的几何体在空间平行无缝堆砌而成。 19世纪：布拉威等人创立了晶体的点阵结构理论（晶格理
7、论）,砷铅矿,水晶,(1) 具有规则的几何外形,晶面夹角守恒定律：晶体的形状和大小随外界条件而变，但同一种晶体相应晶面间夹角不受外界条件的影响而保持恒定的值。,砷铅矿,水晶,CaF2,2.4.1 晶体的特征,(2) 有固定的熔点 与非晶体不同，非晶体具有较宽的固液转 化温度范围 (3) 各向异性 晶体的不同方向上物理性质各不相同 (4) X-射线衍射效应 三维周期排列的晶体是理想的天然立体光 栅，粒子间距离与X光波长相当。,(1) 晶体与空间点阵,晶体内部的结构单元（分子、原子、原子团或离子等）在空间作有规则的周期性排列，构成空间点阵（晶格）,2.4.2 晶格理论的基本概念,NaCl的晶体结构
8、,被周期重复的最小单位 通过平移使晶体结构复原,(2) 晶胞 (unit cell),构成晶体的平行六面体的最小的基本单 元称为晶胞。整个晶体是由晶胞无间隙地堆砌而成。,(3) 晶胞参数 (unit cell parameters),构成晶胞的六面体的三个边长a、b、c（称 为晶轴）及三个夹角、称为晶胞参数。 它们决定了晶胞的大小和形状。,(4) 晶体按晶胞的分类 七大晶系,晶系 晶轴 轴间夹角 实例 立方 a b c 90 Cu, NaCl 四方 a b c 90 Sn, SiO2 正交 a b c 90 I2, BaCO3 三方 a b c 90 As, Al2O3 单斜 a b c 90， 90 KClO3 三斜 a b c 90 K2CrO7 六方 a b c 90， 120 Mg, CuS,按照带心的型式七大晶系可以分为14种晶格,面心 立方型,简单 立方型,体心 立方型,NaCl,4个Cl-、4个Na+,非晶体没有规则的外形，内部微粒排列无规则，很像“过冷的液体”。 非晶体材料应用例子：石英玻璃与石英晶体 相比，具有短程有序，长程无序的特征。,2.4.3 非晶体,作业 无机化学 ：45页,13, 14, 15,
