大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)課件

第5章物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的狀態(tài)：固體

液體

氣體

等離子體（Plasma）分子間作用力，減弱密度，

降低（有例外）（分子本身所占體積的比例）第5章物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的狀態(tài)：分子間作用力，F(xiàn)igure:Gas-liquid-solidFigure:Gas-liquid-solid5.1.2低壓下氣體的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律（一）Boyle定律在一定的T時(shí)，V1/p，或pV=C，等溫線（二）CharlesandGay-lussac定律－絕對(duì)溫標(biāo)等壓線5.1.2低壓下氣體的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律Boyle定律：PV=常量（T,n恒定）Charles-Gay-Lussac定律：V/T=常量（P,n恒定）Avogadro定律：V/n=常量（T,P恒定）

Boyle定律：PV=常量（T,n恒定）

5.1.3理想氣體狀態(tài)方程（Stateequationofidealgas)P:氣體的壓力（Pa)V:氣體的體積（m3)Vm:氣體的摩爾體積(m3/mol)n:氣體的物質(zhì)的量(mol)T:氣體的熱力學(xué)溫度(K)R:摩爾氣體常數(shù)

(8.315J.mol-1.K-1)假定：分子不占有體積分子間作用力忽略不計(jì)5.1.3理想氣體狀態(tài)方程（Stateequation

在任意溫度和壓力下都遵守理想氣體狀態(tài)方程的氣體稱為理想氣體方程的其它形式：M：氣體的摩爾質(zhì)量(kg/mol)ρ:氣體的密度(kg/m3)

自然界中并不存在真正的理想氣體，它是實(shí)際氣體在p→0的一種極限情況。在任意溫度和壓力下都遵守理想氣體狀態(tài)方程的其它形理想氣體的物理模型 氣體的最基本特征：可壓縮性和擴(kuò)散性。 人們將符合理想氣體狀態(tài)方程式的氣體，稱為理想氣體。理想氣體分子之間沒有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對(duì)于氣體所占有體積完全可以忽略。理想氣體的物理模型理想氣體狀態(tài)方程式：pV=nRT

R----

摩爾氣體常量在STP下，p=101.325kPa,T=273.15Kn=1.0mol時(shí),Vm=22.414L=22.414×10-3m3R的取值隨壓力單位的變化而不同

8.31kPa·dm3·mol-1·K-1

0.0821atm·dm3·mol-1·K-18.315J·mol-1·K-1理想氣體狀態(tài)方程式：R的取值隨壓力單位的變化而不同8

理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用1.

計(jì)算p，V，T，n四個(gè)物理量之一。用于溫度不太低，壓力不太高的真實(shí)氣體。2.氣體摩爾質(zhì)量的計(jì)算3.氣體密度的計(jì)算=理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用1.計(jì)算p，V，T，n四個(gè)物理5.1.4分壓和道爾頓分壓定律（PartialpressureandDolton’slawofpartialpressure)5.1.4分壓和道爾頓分壓定律組分氣體：理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓：組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力，叫做組分氣體B的分壓。Dalton分壓定律：混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。

p=p1+p2+，或p=

pB組分氣體：理想氣體混合物中每一種氣體叫做組分氣體。分壓：組分Define:在氣體混合物中

pB:氣體B的分壓

p：混合氣體的總壓xB:氣體B在混合氣中的摩爾分?jǐn)?shù)此定義既適用于理想氣體也適用于實(shí)際氣體Define:在氣體混合物中pB:氣體B的

在理想氣體混合物中，某一組分B的分壓即為該氣體在與混合氣同樣溫度下，單獨(dú)占有混合氣總體積時(shí)的壓力A(g)+B(g)T,V,p,xBB(g)T,V,pB在理想氣體混合物中，某一組分B的分A(g)+B(gＴ、Ｖ一定，氣體Ａ：nA,PA=nA(RT/V)

氣體B：nB,PB=nB(RT/V)

Ｐ總=PA+PB=(nA+nB)(RT/V)

∵PA/Ｐ總=nA/(nA+nB)=nA/n總

∴

PA=（nA/n總）Ｐ總單獨(dú)混合后PAPBP總Ｔ、Ｖ一定，單獨(dú)混合后PAPBP總2、阿馬格分體積定律Amagat’sLawofPartialVolume)混合氣體中某一組分B的分體積VB是該組份單獨(dú)存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時(shí)所占有的體積。2、阿馬格分體積定律Amagat’sLawofPartA(g)T,P,V1B(g)T,p,V2+A(g)+B(g)T,p,V1+V2定義：在氣體混合物中，組分B的分體積：VB

：氣體B的分體積V:混合氣的總體積xB:氣體B在混合氣中的摩爾分?jǐn)?shù)A(g)B(g)+A(g)+B(g)定義：在氣體混合物中，組

在理想氣體混合物中，組分B的分體積即該氣體在與混合氣同溫同壓下所單獨(dú)占有的體積。在理想氣體混合物中，組分B的分體積即混合氣體分體積定律Ｔ、P一定，氣體Ａ：nA,VA=nA(RT/P)

氣體B：nB,VB=nB(RT/P)V總=VA+VB=(nA+nB)(RT/P)VA/V總=nA/(nA+nB)=nA/n總

∴

VA=(nA/n總)V總

又∵PA/Ｐ總=nA/n總（T,V一定）∴VA=V總(PA/Ｐ總)（T,P一定）TPVAVBnA理想氣體Ａ、Ｂ的混合單獨(dú)nB混合后

V總P總=PVAVB混合氣體分體積定律Ｔ、P一定，TPVAVBnA理想氣體Ａ、例1A、B兩種氣體在一定溫度下，在一容器中混合，混合后下面表達(dá)式是否正確？PAVA=nARTPV

=nARTPVA=nARTPAV

=nARTPA(VA+VB)=nART(PA+PB)

VA=nART否否是是是是P總V分=P分V總=n分RT例1A、B兩種氣體在一定溫度下，在一容器中混合，混合后下例題2.

NO2氣冷卻到室溫時(shí)，它本身就會(huì)按下式反應(yīng)而生成一種二聚體N2O4，現(xiàn)將高溫下的15.2克NO2充入10.0dm3燒瓶，將此燒瓶冷卻到25oC，測(cè)得燒瓶中氣體的總壓力為50.65kPa，試求算NO2和N2O4的分壓及物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)各為多少？解：例題2.NO2氣冷卻到室溫時(shí)，它本身就會(huì)按下式反應(yīng)而生成一例題3.

某日白天的溫度32oC，氣壓為98.37kPa，空氣濕度為80％；晚間溫度為20oC，氣壓為99.30kPa，試求算在晚間將從空氣中凝結(jié)出百分之幾的露水？（已知32oC時(shí)水的飽和蒸汽壓為4.80kPa，20oC的飽和蒸汽壓為2.33kPa）解：例題3.某日白天的溫度32oC，氣壓為98.37kPa，空5.1.5實(shí)際氣體（Realgas)1、實(shí)際氣體與理想氣體的偏差

理想氣體狀態(tài)方程式僅在足夠低的壓力下適合于真實(shí)氣體。產(chǎn)生偏差的主要原因是：①氣體分子本身的體積的影響；②分子間力的影響。5.1.5實(shí)際氣體（Realgas)1、實(shí)際氣體與理想不同氣體的比較（1摩爾,300K)不同氣體的比較（1摩爾,300K)理想氣體：PV=nRT

實(shí)際氣體:Z=(PV)/(nRT)=(PVm/RT)Z稱為壓縮因子Z=1為理想氣體分子間作用力：Z<1（內(nèi)聚力使P減?。┓肿诱加畜w積：Z>1（V增大）理想氣體：PV=nRT溫度愈升高，愈接近理想氣體溫度愈升高，愈接近理想氣體(二)范德華實(shí)際氣體狀態(tài)方程對(duì)理想氣體狀態(tài)方程的修正1.分子本身占有體積的修正：P(Vm-b)=RT2.分子間引力的修正：(p+pi)Vm=RTp21/Vm2=a/Vm2范德華實(shí)際氣體狀態(tài)方程:(二)范德華實(shí)際氣體狀態(tài)方程對(duì)理想氣體狀態(tài)方程的修正其中，a、b為范德華常數(shù)

a用于校正壓力，是與分子間作用力有關(guān)的常數(shù).b用于校正分子本身占有體積其中，a、b為范德華常數(shù)大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)課件成功之處：對(duì)理想氣體模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單而且物理意義明確的修正，解釋了偏差的原因。(三)范德華實(shí)際氣體狀態(tài)方程的成功與不足不足：與大部分實(shí)際氣體狀態(tài)方程誤差較大成功之處：(三)范德華實(shí)際氣體狀態(tài)方程的成功與不足不足：與例題：分別按理想氣體狀態(tài)方程式和vanderwaals方程式計(jì)算1.50molSO2在30攝氏度占有20.0L體積時(shí)的壓力，并比較兩者的相對(duì)誤差。如果體積減少為2.00L，其相對(duì)誤差又如何？解：已知：T=303K，V=20.0L，n=1.50mol，

a=0.6803Pa·m6·mol-2，

b=0.563610-4m3·mol-1例題：分別按理想氣體狀態(tài)方程式和vanderwaals方大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)課件若僅考慮分子間作用力的影響分子間作用力：Z<1（內(nèi)聚力使P減?。￢m[p+a(1/Vm)2]=RT

pVm=RT－a/Vm

Z=1－若僅考慮分子間作用力的影響分子間作用力：Z<1分子占有體積：Z>1（V增大）p(Vm－b)=RT

pVm=RT+bp

Z=1+若僅考慮分子占有體積的影響分子占有體積：Z>1（V增大）p(Vm－b)=氣體Z-P圖的討論常壓常溫下，沸點(diǎn)低的氣體，接近理想氣體起初增加壓力時(shí)，對(duì)于分子量較大的分子，分子間作用力增加占主導(dǎo)，使得Z<1增加較大壓力時(shí)，分子的占有體積占主導(dǎo)，使得Z>1氣體Z-P圖的討論常壓常溫下，沸點(diǎn)低的氣體，接近理想氣體偏離理想氣體的程度，取決于：

1.溫度：T增加，趨向于理想氣體

2.壓力：P減小，趨向于理想氣體

3.氣體的性質(zhì)：沸點(diǎn)愈高與理想狀態(tài)偏差愈大偏離理想氣體的程度，取決于：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合而成的實(shí)際氣體的狀態(tài)方程式

pV=A+Bp+Cp2+…(表示為p的級(jí)數(shù))或pV=A′+B′/V+C′/V2+…（表示為1/V的級(jí)數(shù)）維利（Viral）型的方程A為

nRT

，級(jí)數(shù)取幾項(xiàng)，可根據(jù)實(shí)際需要決定

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合而成的實(shí)際氣體的狀態(tài)方程式pV=A+B5.1.6實(shí)際氣體的等溫線與臨界狀態(tài)氣體的液化(LiquefactionofGases)p1p2p2

在一定的溫度下，使氣體液化所需施加的最小外壓（p2)稱為該液體在此溫度下的飽和蒸汽壓.5.1.6實(shí)際氣體的等溫線與臨界狀態(tài)氣體的液化(LiqueCO2的p－V等溫線1.T對(duì)等溫線的影響CO2的p－V等溫線實(shí)際氣體的等溫線圖（CO2的氣液平衡圖）返回實(shí)際氣體的等溫線圖（CO2的氣液平衡圖）返回1．低溫部分(如286.3K線)曲線分為三部分。eb段的Vm隨壓力增加而減小，與理想氣體等溫壓縮相似。在b點(diǎn)(約50pθ)氣體開始液化。繼續(xù)壓縮，液化不斷進(jìn)行，體積不斷減小但壓力保持不變，此時(shí)的壓力就是該溫度下液體的飽和蒸氣壓，到達(dá)b′點(diǎn)時(shí)氣體全部液化。隨壓力升高，Vm沿b′d線迅速上升，表現(xiàn)為液體難于壓縮。隨溫度升高，等溫線形狀相似，只是水平段逐漸變短，相應(yīng)的飽和蒸氣壓越高。1．低溫部分(如286.3K線)曲線分為三部分。eb段的V2．溫度升到304.1K，等溫線上水平段縮短為一點(diǎn)c時(shí)，該點(diǎn)稱為臨界點(diǎn)臨界溫度Tc:每種氣體液化時(shí)，各有一個(gè)特定溫度叫臨界溫度。在Tc以上，無(wú)論怎樣加大壓力，都不能使氣體液化。臨界壓力Pc:臨界溫度時(shí)，使氣體液化所需的最低壓力叫臨界壓力。臨界體積Vc:在Tc和Pc條件下，1mol氣體所占的體積叫臨界體積。均與分子間作用力及分子質(zhì)量有關(guān)。2．溫度升到304.1K，等溫線上水平段縮短為一點(diǎn)c時(shí)3．高于臨界溫度則是CO2氣體的等溫線。由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，無(wú)論加多大的壓力氣體均不能被液化，因此臨界溫度就是氣體被液化的最高溫度。Tc以上，溫度越高，曲線越接近等溫雙軸曲線。3．高于臨界溫度則是CO2氣體的等溫線。由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，無(wú)2.T對(duì)狀態(tài)的影響p-Vm平面可分為四個(gè)區(qū)域。臨界等溫線以上為氣態(tài)區(qū)，臨界溫度以下的帽形區(qū)內(nèi)是氣-液共存區(qū)；帽形區(qū)右支abc以上與臨界等溫線以下是汽態(tài)區(qū)，帽形區(qū)左支a′b′c與臨界等溫線所夾區(qū)域?yàn)橐簯B(tài)區(qū)見圖2.T對(duì)狀態(tài)的影響p-Vm平面可分為四個(gè)區(qū)域。臨界等溫線以上臨界現(xiàn)象Tb

（沸點(diǎn)）

<

室溫Tc<

室溫，室溫下加壓不能液化Tb<

室溫，Tc>

室溫，室溫下加壓可液化Tb>

室溫Tc>

室溫，在常溫常壓下為液體臨界現(xiàn)象Tb（沸點(diǎn)）<室溫T（二）范德華常數(shù)與臨界常數(shù)的關(guān)系（二）范德華常數(shù)與臨界常數(shù)的關(guān)系根據(jù)范德華方程來(lái)求范德華氣體的臨界參數(shù)根據(jù)范德華方程來(lái)求范德華氣體的臨界參數(shù)臨界壓縮因子(criticalcompressionfactor)物質(zhì)HeArN2O2COCO2CH4zc

0.2990.2910.2890.2940.2880.2740.289Zc===0.375臨界壓縮因子(criticalcompressionfa5.2.1溶液的形成和分類

Formationandclassificationofsolutions

一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)之中所組成的系統(tǒng)稱為分散系統(tǒng)(Dispersedsystem)分散系統(tǒng)均相分散系統(tǒng)(homogeneous)–溶液多相分散系統(tǒng)(heterogeneoussystem)膠體粗分散系統(tǒng)5.2.1溶液的形成和分類一種或幾種物質(zhì)分

兩種或兩種以上的物質(zhì)以分子形態(tài)相互混合成均勻的分散體系稱為溶液(solution)

一般在溶液中含量最多的一種物質(zhì)稱為溶劑(solvent)，其余的物質(zhì)稱為溶質(zhì)(solute)溶液氣態(tài)溶液(氣體混合物）液態(tài)溶液固態(tài)溶液(固溶體)

若固體或氣體溶于液體而形成溶液，則一般將固體或氣體稱為溶質(zhì)，而將液體稱為溶劑。兩種或兩種以上的物質(zhì)以分子形態(tài)相互溶液電解質(zhì)溶液(electrolytesolution)非電解質(zhì)溶液(non-electrolytesolution)

溶解過(guò)程是一個(gè)特殊的物理-化學(xué)過(guò)程，常伴隨著能量、體積、顏色等變化溶液電解質(zhì)溶液(electrolytesolution5.2.2溶液濃度物質(zhì)的量濃度溶質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶液的體積5.2.2溶液濃度物質(zhì)的量濃度質(zhì)量摩爾濃度溶質(zhì)的物質(zhì)的量除以溶劑的質(zhì)量質(zhì)量摩爾濃度摩爾分?jǐn)?shù)某種組分物質(zhì)的量與總物質(zhì)的量之比摩爾分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)某組分的質(zhì)量與總質(zhì)量之比質(zhì)量分?jǐn)?shù)摩爾比溶質(zhì)的物質(zhì)的量與溶劑的物質(zhì)的量之比摩爾比質(zhì)量濃度溶質(zhì)的質(zhì)量除以溶液的體積溶解度(s)100g溶劑中所能溶解溶質(zhì)的溶質(zhì)的最大質(zhì)量（g）質(zhì)量濃度5.2.3液體的蒸汽壓和沸點(diǎn)

(Thevaporpressureandboilingpointofliquid)1、液體的蒸汽壓5.2.3液體的蒸汽壓和沸點(diǎn)1、液體的蒸汽壓蒸發(fā):液體表面的氣化現(xiàn)象叫蒸發(fā)（evaporation)。敞口容器干涸吸熱過(guò)程分子的動(dòng)能：紅色：大黑色：中藍(lán)色：低蒸發(fā):液體表面的氣化現(xiàn)象叫蒸發(fā)（evaporation)蒸發(fā):密閉容器蒸發(fā)冷凝

“動(dòng)態(tài)平衡”恒溫分子的動(dòng)能：紅色：大黑色：中藍(lán)色：低飽和蒸氣壓：與液相處于動(dòng)態(tài)平衡的這種氣體叫飽和蒸氣，它的壓力叫飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。飽和蒸氣壓的特點(diǎn)：1.溫度恒定時(shí)，為定值；2.氣液共存時(shí)，不受量的變化；3.不同的物質(zhì)有不同的數(shù)值。蒸發(fā):密閉容器蒸發(fā)冷凝恒溫分子的動(dòng)能：飽和蒸氣壓LiquidVapor

在一定的溫度下，當(dāng)液體與其蒸汽平衡(即液體的蒸發(fā)速率與其蒸汽的冷凝速率相同）時(shí),液體上方蒸汽的壓力稱為該溫度下此液體的飽和蒸汽壓(簡(jiǎn)稱為蒸汽壓)。LiquidVapo液體的蒸汽壓與溫度的關(guān)系液體的蒸汽壓與溫度的關(guān)系蒸氣壓的計(jì)算蒸氣壓的對(duì)數(shù)與的直線關(guān)系:lgp=A/T+BA=-(Hvap)/2.303RHvap

為氣體的摩爾蒸發(fā)熱×103/K-1蒸氣壓的計(jì)算蒸氣壓的對(duì)數(shù)與的直線關(guān)系:lgp

蒸氣壓的計(jì)算Clapeyron-Clausius方程:lgp=-(Hvap)/2.303RT+B溫度T1

時(shí)，lgp1=-(Hvap)/2.303RT1+B溫度T2

時(shí),lgp2=-(Hvap)/2.303RT2+B兩式相減，得

lgp2

–lgp1=-(Hvap)/2.303R（1/T2–

1/T1）或lg(p2

/p1)=Hvap/2.303R[(T2–T1)/T2?T1]蒸氣壓的計(jì)算Clapeyron-Clausius方程:Clausuis-ClapeyronEquationΔvapHm:液體的摩爾蒸發(fā)熱（焓）應(yīng)用：1）計(jì)算液體的蒸發(fā)熱；2)求蒸氣壓要注意R的單位與Hvap的單位一致。Clausuis-ClapeyronEquationΔ2.液體的沸騰沸騰:帶活塞容器，活塞壓力為P沸點(diǎn)與外界壓力有關(guān)。外界壓力等于101kPa(1atm)時(shí)的沸點(diǎn)為正常沸點(diǎn)，簡(jiǎn)稱沸點(diǎn)。

當(dāng)溫度升高到蒸氣壓與外界氣壓相等時(shí)，液體就沸騰，這個(gè)溫度就是沸點(diǎn)。熱源沸騰是在液體的表面和內(nèi)部同時(shí)氣化。2.液體的沸騰沸騰:帶活塞容器，活塞壓力為P沸點(diǎn)與外界沸點(diǎn)：

液體的蒸汽壓等于外界壓力時(shí)的溫度稱為液體的沸點(diǎn)。

外界壓力等于101.325kPa時(shí)液體的沸點(diǎn)稱為液體的正常沸點(diǎn)沸騰與蒸發(fā)的區(qū)別：蒸發(fā)是低于沸點(diǎn)溫度下的氣化，僅限于在液體表面上進(jìn)行，所以在沸點(diǎn)以下的液體氣化和達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)液體氣化是不同的沸點(diǎn)：外界壓力等于101.325kPa時(shí)液體例：水的沸點(diǎn)為100°C，但在高山上，由于大氣壓降低，沸點(diǎn)較低，飯就難于煮熟。

而高壓鍋內(nèi)氣壓可達(dá)到約10atm，水的沸點(diǎn)約在180°C左右，飯就很容易煮爛?！斑^(guò)熱”液體：溫度高于沸點(diǎn)的液體稱為過(guò)熱液體，易產(chǎn)生爆沸。

蒸餾時(shí)一定要加入沸石或攪拌，以引入小氣泡，產(chǎn)生氣化中心，避免爆沸。例：水的沸點(diǎn)為100°C，但在高山上，由于大氣壓降低，沸小結(jié)一、理想氣體狀態(tài)方程1理想氣體的概念2PV=nRT的運(yùn)用、R的取值

3密度和摩爾質(zhì)量的計(jì)算

PV=(m/M)RT，r=(PM)/(RT)二、Dolton分壓定律（混合氣體）

PA=(nA/n總)Ｐ總(T,V不變）

VA=V總(PA/Ｐ總)（T,P一定）

P總V分=P分V總=n分RT三、臨界溫度(Tc),臨界壓力(Pc),氣液平衡

lg(p2

/p1)=Hvap/2.303R[(T2–T1)/T2·T1]

（R與H的單位要一致）四、質(zhì)量濃度和體積濃度等（M和r是換算的條件）小結(jié)一、理想氣體狀態(tài)方程5.2.5液體的表面張力

Surfacetensionofliquid5.2.5液體的表面張力界面現(xiàn)象的本質(zhì)1)表面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不同2)體相內(nèi)部分子所受四周鄰近相同分子的作用力是對(duì)稱的，各個(gè)方向的力彼此抵銷； 但是處在界面層的分子，一方面受到體相內(nèi)相同物質(zhì)分子的作用，另一方面受到性質(zhì)不同的另一相中物質(zhì)分子的作用，其作用力未必能相互抵銷，因此，界面層會(huì)顯示出一些獨(dú)特的性質(zhì)。 對(duì)于單組分體系，這種特性主要來(lái)自于同一物質(zhì)在不同相中的密度不同；對(duì)于多組分體系，則特性來(lái)自于界面層的組成與任一相的組成均不相同。(界面是指兩相接觸的約幾個(gè)分子厚度的過(guò)渡區(qū)，若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面)界面現(xiàn)象的本質(zhì)1)表面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不液體及其蒸氣組成的表面液體內(nèi)部分子所受的力可以彼此抵銷，但表面分子受到體相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力?。ㄒ?yàn)闅庀嗝芏鹊停员砻娣肿邮艿奖焕塍w相的作用力。這種作用力使表面有自動(dòng)收縮到最小的趨勢(shì)，并使表面層顯示出一些獨(dú)特性質(zhì)，如表面張力、表面吸附、毛細(xì)現(xiàn)象、過(guò)飽和狀態(tài)等。液體及其蒸氣組成的表面1.表（界）面張力

surface(interface)tension表(界)面張力是平行于表面且垂直作用于表面上單位長(zhǎng)度線段上的表面緊縮力。1.表（界）面張力表(界)面張力是平行于表面且垂直作用于表2.表面張力產(chǎn)生的原因—表面分子的受力狀態(tài)GL液體表面的分子受到指向液體內(nèi)部的合力作用.液體表面分子比內(nèi)部分子具有更高的能量，因此液體有自動(dòng)收縮表面以降低體系能量的傾向，此即表面張力產(chǎn)生的原因。2.表面張力產(chǎn)生的原因—表面分子的受力狀態(tài)G液體表面的分子受表面功（surfacework）由于表面層分子的受力情況與本體中不同，因此如果要把分子從內(nèi)部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服體系內(nèi)部分子之間的作用力，對(duì)體系做功溫度、壓力和組成恒定時(shí)，可逆使表面積增加dA所需要對(duì)體系作的功，稱為表面功。用公式表示為表面功（surfacework）由于表面層分子的受力情況與表面張力（surfacetension）

將一含有一個(gè)活動(dòng)邊框的金屬線框架放在肥皂液中，然后取出懸掛，活動(dòng)邊在下面。由于金屬框上的肥皂膜的表面張力作用，可滑動(dòng)的邊會(huì)被向上拉，直至頂部。表面張力（surfacetension） 將一含有一個(gè)活動(dòng)如果在活動(dòng)邊框上掛一重物，使重物質(zhì)量W2與邊框質(zhì)量W1所產(chǎn)生的重力F與總的表面張力大小相等方向相反，則金屬絲不再滑動(dòng)。l是滑動(dòng)邊的長(zhǎng)度，因膜有兩個(gè)面，所以邊界總長(zhǎng)度為2l，

g就是作用于單位邊界上的表面張力。

這時(shí)如果在活動(dòng)邊框上掛一重物，這時(shí)在兩相(特別是氣-液)界面上，處處存在著一種張力，這種力垂直與表面的邊界，指向液體方向并與表面相切。把作用于單位邊界線上的這種力稱為表面張力，用g

或

表示。表面張力的單位是：N·m-1。在兩相(特別是氣-液)界面上，處處存在著一種張力，這種力垂直影響表面張力的因素（1）分子間相互作用力的影響（2）溫度的影響

溫度升高，表面張力下降。（3）壓力的影響

表面張力一般隨壓力的增加而下降。因?yàn)閴毫υ黾?，氣相密度增加，表面分子受力不均勻性略有好轉(zhuǎn)。另外，若是氣相中有別的物質(zhì)，則壓力增加，促使表面吸附增加，氣體溶解度增加，也使表面張力下降。

對(duì)純液體或純固體，表面張力決定于分子間形成的化學(xué)鍵能的大小，一般化學(xué)鍵越強(qiáng)，表面張力越大。(金屬鍵)>(離子鍵)>(極性共價(jià)鍵)>(非極性共價(jià)鍵)兩種液體間的張面張力，界于兩種液體表面張力之間。影響表面張力的因素（1）分子間相互作用力的影響（2）溫度的影1、相和相變

系統(tǒng)內(nèi)物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)完全均勻的一部分稱為一相。H2O(l)糖水糖水糖

均相系統(tǒng)（homogeneoussystem)多（復(fù)、非均）相系統(tǒng)heterogeneoussystem

5.2.6水的相圖(phasediagrams)1、相和相變系統(tǒng)內(nèi)物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)完全均勻相平衡

若在一個(gè)多相系統(tǒng)中，各相的組成及數(shù)量均不隨時(shí)間而變化，則稱該系統(tǒng)處于相平衡

相變：

體系從一種相向另一種相的轉(zhuǎn)變，或指物質(zhì)從一相向另一相的轉(zhuǎn)移（通常也就是物質(zhì)的聚集態(tài)的變化）。

對(duì)純物質(zhì)而言，相平衡的溫度與壓力互為依賴關(guān)系。相平衡若在一個(gè)多相系統(tǒng)中，各相的組成及

相圖：

描述體系的相態(tài)隨溫度、壓力及組成變化的圖稱為相圖。

相圖可以從理論計(jì)算得到，但更多的是從實(shí)驗(yàn)獲得。相圖是研究多相體系性質(zhì)的重要工具。相圖：相圖可以從理論計(jì)算得到1.Phasediagramsofone-componentsystemsOABCGLSpTOA,OB,OC:----兩相線OA:L-G平衡線OB:L-S平衡線OC:S-G平衡線O:三相點(diǎn)(273.16K,610Pa)A:臨界點(diǎn)(647K,22.06Mpa)1.Phasediagramsofone-compo水的相圖OA

是氣-液兩相平衡線，即水的蒸氣壓曲線。它不能任意延長(zhǎng)，終止于臨界點(diǎn)A，這時(shí)氣-液界面消失。OB

是氣-固兩相平衡線，即冰的升華曲線，理論上可延長(zhǎng)至0K附近。OC

是液-固兩相平衡線，當(dāng)C點(diǎn)延長(zhǎng)至壓力大于 時(shí)，相圖變得復(fù)雜，有不同結(jié)構(gòu)的冰生成。水的相圖水冰水蒸氣臨界點(diǎn)：

高于臨界溫度，不能用加壓的方法使氣體液化。水的相圖OA是氣-液兩相平衡線，即水的蒸氣壓曲線。它不能OD

是AO的延長(zhǎng)線，是過(guò)冷水和水蒸氣的介穩(wěn)平衡線。因?yàn)樵谙嗤瑴囟认?，過(guò)冷水的蒸氣壓大于冰的蒸氣壓，所以O(shè)D線在OB線之上。過(guò)冷水處于不穩(wěn)定狀態(tài)，一旦有凝聚中心出現(xiàn)，就立即全部變成冰。O點(diǎn)是三相點(diǎn)（triplepoint），氣-液-固三相共存，三相點(diǎn)的溫度和壓力皆由體系自定。H2O的三相點(diǎn)溫度為273.16K，壓力為610.62Pa。水的相圖水冰水蒸氣OD是AO的延長(zhǎng)線，是過(guò)冷水和水蒸氣的介穩(wěn)平衡線。因?yàn)樵谌帱c(diǎn)與冰點(diǎn)的區(qū)別

三相點(diǎn)是物質(zhì)自身的特性，不能加以改變，如H2O的三相點(diǎn)

冰點(diǎn)是在大氣壓力下，水、冰、氣三相共存。當(dāng)大氣壓力為時(shí)，冰點(diǎn)溫度為 ，改變外壓，冰點(diǎn)也隨之改變。三相點(diǎn)與冰點(diǎn)的區(qū)別三相點(diǎn)是物質(zhì)自身的特性，不能加以水的冰點(diǎn):

在101.325kPa下,被空氣所飽和了的水的凝固點(diǎn)(273.15K)。水的三相點(diǎn):

純水三相平衡的溫度。H2O(l)H2O(g)H2O(s)H2O(l)H2O(s)空氣P=101.325kPa水的冰點(diǎn):水的三相點(diǎn):H2O(l)H2O(g)H2O(s5.2.7Raoult’sLawandIdealMixtureofLiquids(Idealsolution)1.Raoult’sLaw(1886)甘露醇水溶液的蒸汽壓下降值(293K)103xBΔp=(pA*-pA)/Pa1.7694.0935.30712.298.81720.4812.3428.8315.8037.235.2.7Raoult’sLawandIdealMRaoult’sLaw

在稀薄溶液上方的平衡氣相中,溶劑的蒸汽壓等于該溫度下純?nèi)軇┑恼羝麎号c它在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。pA*:在溶液所處的溫度和壓力下,純?nèi)軇┑恼羝麎哼m用于含有非電解質(zhì)溶質(zhì)(揮發(fā)或不揮發(fā)的）的稀溶液。Raoult’sLaw在稀薄溶液上方的平衡2.Idealmixtureofliquids(idealsolution)人們從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，一些結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相近的液體組成的混合物，在全部濃度范圍內(nèi)都遵守或近似遵守Raoult定律。例如：水-重水同位素化合物

d-樟腦--l-樟腦光學(xué)異構(gòu)體鄰、對(duì)、間二甲苯結(jié)構(gòu)異構(gòu)體苯--甲苯甲醇--乙醇緊鄰?fù)滴?.Idealmixtureofliquids(i(1)Definition:任一組分在全部濃度范圍內(nèi)都遵守Raoult定律的液體混合物（溶液）稱為理想液體混合物（理想溶液）。ppA*pB*ABxBpA=pA*xApB=pB*xB(1)Definition:任一組分在全部濃度范圍內(nèi)都遵守a．在理想溶液中，各組分分子是如此相似，以致它們之間的相互作用情況完全一致；

b．當(dāng)各組分分子混合時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)和體積變化。所以拉烏爾定律的實(shí)質(zhì)是理想溶液中分子的揮發(fā)和相應(yīng)純液體中的分子完全一樣。c.兩種揮發(fā)性成分組成的溶液(twovolatilecomponents)，其溶液上方的蒸氣壓（pT）如果兩種揮發(fā)性液體混合成一種溶液，例如C6H6(benzene)和C7H8（toluene）的混合，沒有熱效應(yīng)和體積變化，稱為理想溶液，那么這兩種液體以任何比例相混合，其溶液均服從拉烏爾定律。即p1=x1p10

，p

2=x2p

20

∴溶液上方的蒸氣壓a．在理想溶液中，各組分分子是如此相似，以致它們之間的相互作微觀模型：

在理想液體混合物中，同種分子之間與異種分子之間的作用力是相同的。微觀模型：在理想液體混合物中，同種分子之間與5.2.7Henry’sLawandIdealDilutionsolution1.Henry’slaw(1803)

在含有揮發(fā)性的非電解質(zhì)的稀薄溶液中,溶質(zhì)的蒸汽壓與溶液中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比.Indilutesolution:kx,kc

:Henry’sconstant.特別要注意亨利定律常數(shù)kH的單位5.2.7Henry’sLawandIdealDi使用Henry定律時(shí)應(yīng)注意:(1)亨利定律只適用于溶解度小、且不與溶劑相互作用的氣體。

HCl、NH3等氣體與水有相互作用，所以它們都不服從亨利定律。(2)在壓力不大時(shí),對(duì)含有多種溶質(zhì)的溶液,

henry定律分時(shí)適用于每一種溶質(zhì)(但每種溶質(zhì)的亨利常數(shù)是不同的)使用Henry定律時(shí)應(yīng)注意:(1)亨利定律只適用于溶解度小、2.Idealdilutesolution(1)DefinitionIfthesolventobeysRaoult’slawinaconcentrationrange,thesolutemustobeyHenry’sLawinthesameconcentration.

ASolution,inwhichthesolventobeysRaoult’slawandsoluteobeysHenry’slaw,iscalledidealdilutesolution.2.Idealdilutesolution(1)De

p=pB*xBP=kxBkx,BpB*xBpABkx,ApA*p=pB*xBP=kxBkx,BpB*xBpABkx5.2.8難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性依數(shù)性包括蒸氣壓降低沸點(diǎn)升高凝固點(diǎn)降低滲透壓依數(shù)性的數(shù)值僅與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)的特性無(wú)關(guān)，故稱這些性質(zhì)為依數(shù)性。5.2.8難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的依數(shù)性依數(shù)性包括1.溶液的蒸氣壓下降蒸發(fā)：液面上能量較大的分子克服液體分子間的引力從表面逸出，成為蒸氣分子，又稱氣化。(1)蒸氣壓液體分子蒸氣分子凝聚：液面上的空間中蒸氣分子不斷運(yùn)動(dòng)時(shí)，某些蒸氣分子可能撞到液面，為液體分子所吸引而進(jìn)入液體中的過(guò)程。1.溶液的蒸氣壓下降蒸發(fā)：液面上能量較大的分子克服液體分子間P(H2O)蒸氣分子液體分子V(蒸發(fā))=V(凝聚)液體和蒸氣處于平衡狀態(tài)，此時(shí)，蒸氣所具有的壓力叫做該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱蒸氣壓。H2O(l)H2O(g)蒸發(fā)凝聚H2O(g)所具有的壓力P(H2O)即為該溫度下的蒸氣壓373k時(shí)，P(H2O)=101.325kPa。例：P(H2O)蒸氣分子液體分子V(蒸發(fā))=V(凝聚)H2O(l(2)蒸氣壓下降

同一溫度下，溶有難揮發(fā)溶質(zhì)B的溶液中，溶劑A的蒸氣壓力總是低于純?nèi)軇〢的蒸氣壓力。蒸氣分子液體分子溶質(zhì)分子

原因在于溶劑的一部分表面被溶質(zhì)微粒占據(jù)，使得單位時(shí)間內(nèi)從溶液中蒸發(fā)的分子減少，使得溶液的蒸發(fā)速率降低。

同一溫度下，純?nèi)軇┑恼魵鈮毫εc溶液的蒸氣壓力之差叫做溶液的蒸氣壓下降。(2)蒸氣壓下降同一溫度下，溶有難揮發(fā)溶質(zhì)B拉烏爾定律在室溫下，稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑哪柗謹(jǐn)?shù)P1=P1*

·x1溶劑的蒸氣壓溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)稀溶液的蒸氣壓溶液的蒸氣壓降低（Loweringthevaporpressure）──稀溶液依數(shù)性的核心(1)在一定溫度下，向純?nèi)軇┲屑尤腚y揮發(fā)性的溶質(zhì)，此溶液的蒸氣壓仍然是溶劑的蒸氣壓。(2)在一定溫度下，溶液的蒸氣壓小于純?nèi)軇┑恼魵鈮骸?3)溶液的蒸氣壓服從拉烏爾定律拉烏爾定律P1=P1*·x1溶劑的蒸氣壓溶劑的摩爾分拉烏爾定律：

在一定溫度下,難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液中的蒸氣壓下降(ΔP)與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。Δp=p(A)n(B)n(總)n(B)表示溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，n(B)/n表示溶質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)，p(A)表示純?nèi)軇┑恼魵鈮骸(B)<<n(A)時(shí)，Δp=p(A)n(B)n(A)=m55.5mol/kgp(A)=k*mm:質(zhì)量摩爾濃度拉烏爾定律：Δp=p(A)n(B)沸點(diǎn)（bp:boilingpoint）：當(dāng)某一液體的蒸氣壓力等于外界壓力時(shí)，液體沸騰，此時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)。凝固點(diǎn)（fp:freezingpoint）：某一物質(zhì)的液相蒸氣壓力和固相蒸氣壓力相等時(shí)的溫度。固相蒸氣壓力>液相蒸氣壓力固相液相固相蒸氣壓力<液相蒸氣壓力液相固相一切可形成晶體的純物質(zhì)，在給定的條件下，都有一定的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)。但溶液的情況并非如此，一般由于溶質(zhì)的加入使溶劑的凝固點(diǎn)下降，溶液的沸點(diǎn)上升；而且溶液越濃，沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)改變?cè)酱蟆?.溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降沸點(diǎn)（bp:boilingpoint）：當(dāng)某一液體的蒸氣壓P(H2O,g)/PaT/K101325373.15273.15611水和冰的蒸氣壓力曲線水冰373.15K時(shí)，水的蒸氣壓力與外界相等，水沸騰273.15K時(shí)，水的蒸氣壓力與冰的蒸氣壓力相等，水凝固P(H2O,g)/PaT/K101325373.15273.P(H2O,g)/PaT/K101325373.15273.15611水和冰的蒸氣壓力曲線水冰溶質(zhì)的加入使溶液的蒸氣壓力下降溶質(zhì)溶于水，不溶于冰，冰的蒸氣壓力無(wú)變化P(H2O,g)/PaT/K101325373.15273.P(H2O,g)/PaT/K101325611水溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降示意圖水冰TfpTbpΔTbpΔTfp沸點(diǎn)增加凝固點(diǎn)降低ΔTbpΔTfp溶液P(H2O,g)/PaT/K101325611水溶液的沸點(diǎn)上

實(shí)驗(yàn)和理論都證明：含有非揮發(fā)性非電解質(zhì)溶質(zhì)的稀溶液，其沸點(diǎn)Tb要高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)Tb*。其升高值正比于溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。沸點(diǎn)升高(Boiling–PointElevation)實(shí)驗(yàn)和理論都證明：沸點(diǎn)升高(Boilin沸點(diǎn)液體的蒸氣壓等于外界壓力時(shí)的溫度正常沸點(diǎn)外壓＝101.3kPa的沸點(diǎn)ΔTb

=

Kbb

·mB

沸點(diǎn)升高常數(shù)溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度沸點(diǎn)升高值mB:溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度Kb:沸點(diǎn)升高常數(shù)。只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)而與溶質(zhì)的性質(zhì)與數(shù)量無(wú)關(guān)沸點(diǎn)ΔTb=Kbb·mB沸點(diǎn)升高常數(shù)溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾例.1.00g尿素[CO(NH2)2]溶解于75.0g水中，測(cè)得其溶液的沸點(diǎn)為100.114℃,已知尿素的分子量為60.1，求水的Kb解：CO(NH2)2的（m）Tb=100.114

100=0.114℃，Kb=0.114/0.222=0.513（℃/m）例.1.00g尿素[CO(NH2)2]溶解于75.0

在含有非揮發(fā)性非電解質(zhì)溶質(zhì)的稀稀溶液中,凝固點(diǎn)的降低值正比于溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。凝固點(diǎn)降低(Freezing–PointRepression)在含有非揮發(fā)性非電解質(zhì)溶質(zhì)的稀稀溶液中,凝固凝固點(diǎn)（冰點(diǎn)）固－液平衡時(shí)的溫度溶液的凝固點(diǎn)固態(tài)純?nèi)軇┖鸵簯B(tài)溶液平衡時(shí)的溫度ΔTf

=

Kf

·mB

凝固點(diǎn)降低常數(shù)溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度溶液的凝固點(diǎn)降低值Kf:凝固點(diǎn)下降常數(shù)，只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，而與溶質(zhì)的性質(zhì)及數(shù)量無(wú)關(guān)。凝固點(diǎn)（冰點(diǎn)）ΔTf=Kf·mB凝固點(diǎn)降低常數(shù)溶質(zhì)大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)課件定性解釋：由于液體的凝固點(diǎn)是指P液o=P固時(shí)的溫度，而在此溫度下，P溶液<P液o，∴p固＞p溶液。因此只有當(dāng)溫度下降時(shí)，由于p固下降得更快一點(diǎn)（從上圖可以看出），才能實(shí)現(xiàn)p固

=p溶液，這時(shí)的溫度才是溶液的凝固點(diǎn)Tf，由于Tf

＜Tfo，所以溶液的凝固點(diǎn)要低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)。定性解釋：a)凝固點(diǎn)降低法測(cè)定分子量比沸點(diǎn)升高法測(cè)定分子量更準(zhǔn)確。因?yàn)镵f數(shù)值大于Kb，所以實(shí)驗(yàn)誤差相對(duì)小一些；其次測(cè)凝固點(diǎn)時(shí)，可以減少溶劑的揮發(fā)。b)對(duì)于電解質(zhì)溶液，m是指溶液中所有溶質(zhì)含的離子的質(zhì)量物質(zhì)的量濃度。例如1mNaCl(aq)中溶質(zhì)的粒子濃度為2m。注意：a)凝固點(diǎn)降低法測(cè)定分子量比沸點(diǎn)升高法測(cè)定分子量更準(zhǔn)確。b例題：3.24gHg(NO3)2和10.14gHgCl2

分別溶解在1000g水中，溶液的凝固點(diǎn)分別為0.0558℃和0.0744℃，問(wèn)哪種鹽在水中以離子狀態(tài)存在?（Kf=1.86）Solution：Hg(NO3)2

而∴Hg(NO3)2在水中以離子狀態(tài)存在

HgCl2：而∴HgCl2基本上以分子形式存在例題：3.24gHg(NO3)2和10.14gHgCl23、滲透現(xiàn)象與滲透壓(OsmosisandOsmoticpressure)

1748年，法國(guó)物理學(xué)家J.A.Nollet首次發(fā)現(xiàn)滲透現(xiàn)象

1830年，法國(guó)生物學(xué)家R.J.HenriDutrochet第一次對(duì)滲透現(xiàn)象進(jìn)行半定量研究，并將滲透現(xiàn)象命名為osmosis

1867年，德國(guó)生物化學(xué)家M.Traube制出了真正的半透膜

1877年，德國(guó)植物學(xué)家W.Pfeffer對(duì)蔗糖的滲透壓進(jìn)行了廣泛的定量測(cè)定測(cè)定

1884年，荷蘭植物學(xué)家H.M.deVries研究了植物的滲透現(xiàn)象3、滲透現(xiàn)象與滲透壓(OsmosisandOsmotic大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)：物質(zhì)的聚集狀態(tài)課件滲透壓滲透：溶液通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液的單方向擴(kuò)散過(guò)程半透膜溶液純水

由滲透壓形成的液面差滲透壓滲透：溶液通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液的單方向擴(kuò)散過(guò)程半透膜溶液F

所加壓力F就是該溶液的滲透壓滲透壓：為維持被半透膜所隔開的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的額外壓力半透膜溶液純水

產(chǎn)生滲透作用必須滿足二個(gè)條件：①有半透膜，②膜兩邊溶液的濃度不同。因此滲透作用也可發(fā)生在兩個(gè)不相等的溶液之間F所加壓力F就是該溶液的滲透壓滲透壓：為維持被半難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的濃度及絕對(duì)溫度成正比：

∏=CRT=nRT/V或

∏V=nRT∏:滲透壓

C:濃度T:熱力學(xué)溫度n:溶質(zhì)的物質(zhì)的量V:溶液的體積R=8.3145kPa·dm3·mol－1·K－1或kPa·L·mol－1·K－1

難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液的濃度及絕對(duì)溫度成正比：注意：a．此公式只適用于非電解質(zhì)稀溶液；b．在極稀溶液中，一升溶液近似看作1kg溶劑，所以π≈mRT；c．只有在半透膜存在下，才能表現(xiàn)出滲透壓；d．雖然稀溶液的π=cRT與氣體的pV=nRT完全符合，但π與p產(chǎn)生的原因是不同。注意R的單位要和π一致，R=8.3145kPa·dm3·mol-1·K-1或kPa·L·mol－1·K－1注意：注意R的單位要和π一致，應(yīng)用：a．求分子量。滲透壓常用于極高分子量的物質(zhì)的測(cè)定。例題：在25oC、1升苯中含5.0克聚苯乙烯的溶液，其π=7.6mmHg，試求聚苯乙烯的分子量？Solution：π=7.6/760=0.01（atm）

T=298K

由π=cRT得所以=1.22×104（g/mol）故聚苯乙烯的分子量為1.22×104應(yīng)用：a．求分子量。滲透壓常用于極高分子量的物質(zhì)的測(cè)定。例題b．配制等滲溶液（isotonicsolution）：滲透壓相等的溶液c．可使海水淡化b．配制等滲溶液（isotonicsolution）：c稀溶液依數(shù)性的總結(jié)1)當(dāng)難揮發(fā)性的非電解質(zhì)溶解在溶劑中形成極稀溶液，它的蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低以及滲透壓，與在一定量的溶劑或一定體積的溶液中所溶解的溶質(zhì)的摩爾數(shù)成正比，而與溶質(zhì)的本質(zhì)無(wú)關(guān)。我們把這種溶液在性質(zhì)上變化規(guī)

律性稱為稀溶液的依數(shù)性（colligativeproperties）

2)蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低都是由x劑或m質(zhì)來(lái)決定的，因此它們之間有聯(lián)系，蒸氣壓下降是核心。正是由于蒸氣壓的下降，引起了沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低。稀溶液依數(shù)性的總結(jié)5.3晶體與非晶體1、固體的分類固體晶體(crystal)單晶體多晶體無(wú)定型固體(amorphoussolid)5.3晶體與非晶體1、固體的分類固體晶體(crystal)2、晶體的特征(1)具有規(guī)則的幾何外形晶面角守恒定律2、晶體的特征(1)具有規(guī)則的幾何外形晶面角守恒定律(2)有固定的熔點(diǎn)(3)晶體顯各向異性晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性，使晶體具有一定的結(jié)合能，升溫，當(dāng)晶體中微粒的熱運(yùn)動(dòng)能提高到與晶體結(jié)合能相等時(shí)，晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性無(wú)法維持而被破壞，引起晶體熔化。非晶體：熔程晶體中不同方向上具有不同物理性質(zhì)(2)有固定的熔點(diǎn)(3)晶體顯各向異性晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性(4)晶體內(nèi)部粒子的周期性排列及其理想的外形都具有特定的對(duì)稱性對(duì)稱性：晶體宏觀性質(zhì)在不同方向上有規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象。晶體和非晶體晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別在于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的規(guī)律性的區(qū)別組成晶體的粒子（原子、離子或分子）在空間的排列都是周期性有規(guī)則的－長(zhǎng)程有序，非晶態(tài)固體內(nèi)部粒子的排列是長(zhǎng)程無(wú)序的。(4)晶體內(nèi)部粒子的周期性排列及其理想的外對(duì)稱性：晶體宏觀5.3.1晶體的微觀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)1、晶體與空間點(diǎn)陣NaCl的晶體結(jié)構(gòu)晶體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)單元（分子、原子、原子團(tuán)或離子等）在空間作有規(guī)則的周期性排列，構(gòu)成空間點(diǎn)陣（晶格）(crystallattice)5.3.1晶體的微觀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)1、晶體與空間點(diǎn)陣NaCl的晶如果把晶體中的實(shí)際質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）抽象為幾何中的點(diǎn)，聯(lián)結(jié)其中任何兩點(diǎn)所組成的向量進(jìn)行無(wú)限平移，這一套點(diǎn)的無(wú)限組合的就叫做點(diǎn)陣1）一維的點(diǎn)陣，稱為直線點(diǎn)陣

平移的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Tm=ma，m=0,±1,±2,…2）二維的點(diǎn)陣，稱為平面點(diǎn)陣

平面點(diǎn)陣的點(diǎn)的聯(lián)結(jié)形成平面格子，每一個(gè)格子一般是平行四邊形3）三維的點(diǎn)陣，稱為空間點(diǎn)陣

空間點(diǎn)陣的點(diǎn)的聯(lián)結(jié)形成空間格子，每一個(gè)格子一般是平行六面體如果把晶體中的實(shí)際質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）抽象為幾何中的點(diǎn)，

空間點(diǎn)陣晶體結(jié)構(gòu)＝點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)＋基本結(jié)構(gòu)單位點(diǎn)陣單位的選擇：1.所選擇的平行六面體應(yīng)能夠反應(yīng)空間點(diǎn)陣的特性（a，b，c，，，）2.在滿足上述條件下，應(yīng)使所選擇的平行六面體的棱與棱之間的夾角有盡量多的直角3.在滿足上述兩個(gè)條件下，應(yīng)使所選擇的平行六面體的體積盡量的小空間點(diǎn)陣2、晶胞(unitcell)

整個(gè)晶體是由晶胞無(wú)間隙地平移堆砌而成。

構(gòu)成晶體的平行六面體的最小重復(fù)基本單元稱為晶胞。

由晶胞參數(shù)a，b，c，α，β，γ表示，a，b，c為六面體邊長(zhǎng)，α，β，γ分別是bc，

ca,ab所組成的夾角。晶胞的兩個(gè)要素：1).晶胞的大小與形狀：2、晶胞(unitcell)整個(gè)晶體是由晶晶格與晶胞晶格晶格與晶胞晶格2).晶胞的內(nèi)容：粒子的種類，數(shù)目及它在晶胞中的相對(duì)位置按晶胞參數(shù)的差異將晶體分成七種晶系。

將這4種情況用之于七大晶系，就得到14種型式。例如，立方晶系分為簡(jiǎn)單立方、體心立方和面心立方三種型式。根據(jù)結(jié)點(diǎn)在單位平行六面體上的分布情況，可歸納為四種情況簡(jiǎn)單格子、底心格子、體心格子和面心格子2).晶胞的內(nèi)容：粒子的種類，數(shù)目及它在晶胞中的相對(duì)位置按7種晶系（14種點(diǎn)陣型式，未列出）立方

Cubica=b=c,===90°四方

Tetragonala=bc,===90°六方

Hexagonala=bc,==90°,=120°正交

Rhombicabc,===90°三方

Rhombohedrala=b=c,==90°單斜

Monoclinicabc==90°,90°三斜

Triclinicabc90°7種晶系（14種點(diǎn)陣型式，未列出）立方Cubic四方T立方晶系(a=b=c,α=β=γ=900)簡(jiǎn)單立方型體心立方型面心立方型立方晶系(a=b=c,α=β=γ=900)簡(jiǎn)單正確寫出晶胞中原子坐標(biāo)的方法：晶胞的三個(gè)單位矢量a、b、c為三個(gè)坐標(biāo)軸x，y，z的軸單位，平行六面體晶胞的一個(gè)頂點(diǎn)為原點(diǎn)。

按上述坐標(biāo)系，1.寫出在晶胞內(nèi)部的所有原子的坐標(biāo)；2.寫出位于坐標(biāo)系原點(diǎn)（晶胞的一個(gè)頂點(diǎn)）、三個(gè)坐標(biāo)軸（晶胞相鄰的三條棱）和三個(gè)坐標(biāo)面（晶胞的三個(gè)面）上的原子的坐標(biāo)。這樣得到的原子的坐標(biāo)或者是零或者是小于1的分?jǐn)?shù)，故又稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。至于晶胞其余頂點(diǎn)、棱和面上的原子可以通過(guò)單位矢量a、b、c與坐標(biāo)原點(diǎn)、坐標(biāo)軸和坐標(biāo)面上的原子相關(guān)聯(lián)，因此沒有必要寫出它們的坐標(biāo)。正確寫出晶胞中原子坐標(biāo)的方法：按上述坐標(biāo)系，1.寫出在晶胞例如體心立方晶胞中處于體心的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為其余的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為多少？例如體心立方晶胞中處于體心的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為其余的原子分?jǐn)?shù)晶胞中質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)的計(jì)算晶胞中質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)的計(jì)算面心立方晶胞中的質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)

Face-centeredcubic(fcc)unit:8×1/8+6×1/2=4面心立方晶胞中的質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)

Face-centeredcub5.3.2金屬晶體球的密堆積金屬單質(zhì)都具有較簡(jiǎn)單的等徑圓球密堆積結(jié)構(gòu)5.3.2金屬晶體球的密堆積金屬單質(zhì)都具有較簡(jiǎn)單的等徑圓球123456

第二層對(duì)第一層來(lái)講最緊密的堆積方式是將球?qū)?zhǔn)

1，3，5位。(或?qū)?zhǔn)2，4，6位，其情形是一樣的)123456AB，

關(guān)鍵是第三層，對(duì)第一、二層來(lái)說(shuō)，第三層可以有兩種最緊密的堆積方式。123456第二層對(duì)第一層來(lái)講最

下圖是此種六方緊密堆積的前視圖ABABA

第一種是將球?qū)?zhǔn)第一層的球。123456

于是每?jī)蓪有纬梢粋€(gè)周期，即ABAB堆積方式，形成六方緊密堆積。

配位數(shù)12。(同層6，上下層各3

)下圖是此種六方ABABA第一種是將球?qū)?zhǔn)

第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的

2，4，6位，不同于AB兩層的位置，這是

C層。123456123456123456第三層的另一種排列方式，是將球?qū)?zhǔn)第一層的123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABC

第四層再排A，于是形成

ABCABC三層一個(gè)周期。得到面心立方堆積。

配位數(shù)12

。(同層6，上下層各3

)123456此種立方緊密堆積的前視圖ABCAABCBCAABCABC形式的堆積，為什么是面心立方堆積？我們來(lái)加以說(shuō)明。BCAABCABC形式的堆積，為什么這兩種堆積都是最緊密堆積，空間利用率為74.05%。

金屬鉀K的立方體心堆積

還有一種空間利用率稍低的堆積方式，立方體心堆積：立方體8個(gè)頂點(diǎn)上的球互不相切，但均與體心位置上的球相切。配位數(shù)8，空間利用率為68.02%。六方緊密堆積——IIIB，IVB面心立方緊密堆積——IB，Ni，Pd，Pt立方體心堆積——IA，VB，VIB

金屬的堆積方式這兩種堆積都是最緊密堆積，空間利用率為7六方密堆積（A3型密堆積）六方密堆積（A3型密堆積）六方密堆積(hexagonalclose-packed,hcp)配位數(shù)：12空間占有率：74.05%第三層與第一層對(duì)齊，產(chǎn)生ABAB…方式。六方密堆積(hexagonalclose-packed,ABCABC…,配位數(shù)coordinationnumber=12Examples:Al,Cu,Ag,Au（許多金屬采取密堆積結(jié)構(gòu)，但非所有）立方密堆積，面心ABCABC…,配位數(shù)coordinationnumb配位數(shù)：12空間占有率:74.05%

第三層與第一層有錯(cuò)位，以ABCABC…方式排列。配位數(shù)：12空間占有率:74.05%第三層與面心立方堆積空間占有率=面心立方堆積空間占有率=立方和六方最密堆積立方和六方最密堆積兩種最密堆積結(jié)構(gòu)及其中的空隙分布（a)A1

（b)A3兩種最密堆積結(jié)構(gòu)及其中的空隙分布（a)A1（b)A3密堆積層間的兩類空隙四面體空隙：一層的三個(gè)球與上或下層密堆積的球間的空隙。八面體空隙：一層的三個(gè)球與錯(cuò)位排列的另一層三個(gè)球間的空隙。密堆積層間的兩類空隙四面體空隙：八面體空隙：等徑圓球的各種最密堆積形式有以下共同特點(diǎn)：（I）各種形式的最密堆積中，每個(gè)球的配位數(shù)均為12，即每個(gè)球有12個(gè)最相近鄰的球，這12個(gè)球中，有6個(gè)球與中心球處于同一密堆積層，另外6個(gè)球分別位于中心球相鄰的上下密堆積中（II）有相同的堆積密度，其堆積系數(shù)即空間利用率均為0.7405。（III）在各種最密堆積中，球間的空隙類型、數(shù)目和大小也相同。由N個(gè)半徑為R的球組成的最密堆積中，平均有2N個(gè)四面體空隙，可容納半徑為0.225R的小球；還有N個(gè)八面體空隙，可容納半徑為0.414R的小球。等徑圓球的各種最密堆積形式有以下共同特點(diǎn)：體心立方堆積（A2型）配位數(shù)分別是8，空間利用率是68.02%體心立方堆積（A2型）配位數(shù)分別是8，空間利用率是68.四面體堆積（A4型）配位數(shù)分別是4，空間利用率是34.01%四面體堆積（A4型）配位數(shù)分別是4，空間利用率是34.0(a)簡(jiǎn)單立方：d=m/a3=(M/NA)/(2r)3=M/(8NAr3)(b)體心立方：d=m/a3=(2M/NA)/(4r/31/2)3=33/2M/(32NAr3)(c)面心立方：d=m/a3=(4M/NA)/(81/2r)3=4M/(83/2NAr3)

(a):(b):(c)1:1.299:1.414面心結(jié)構(gòu)密度最大，最穩(wěn)定

(立方密堆積)密度與金屬固體的結(jié)構(gòu)(a)簡(jiǎn)單立方：d=m/a3=(M/NA)/(2r5.3.3離子晶體(ioniccrystal)1、離子晶體的性質(zhì)

具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)；大多數(shù)固體不導(dǎo)電；一般易溶于極性溶劑決定晶格類型的因素：①離子所帶電荷的數(shù)量；②正、負(fù)離子的半徑；③離子的極化。5.3.3離子晶體(ioniccrystal)1、2、離子半徑與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

離子在空間排布時(shí)，在滿足電中性和能量最低原理的前提下，每個(gè)離子周圍將盡可能多地排列異電荷離子配位數(shù)：

每個(gè)離子周圍鄰接的異電荷離子的數(shù)目。2、離子半徑與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系離子在空間排布時(shí)離子晶體：密堆積空隙的填充。陰離子：大球，密堆積，形成空隙。陽(yáng)離子：小球，填充空隙。規(guī)則：陰陽(yáng)離子相互接觸穩(wěn)定；配位數(shù)大，穩(wěn)定。

離子晶體的特征結(jié)構(gòu)離子晶體：密堆積空隙的填充。陰離子：大球，密堆積，形成空隙。3.典型的離子晶體(AB型)NaCl型晶胞中離子的個(gè)數(shù)：晶格：面心立方配位比：6:6(紅球－Na+,

綠球－Cl-)3.典型的離子晶體(AB型)NaCl型晶胞中離子的個(gè)數(shù)：晶格CsCl型晶胞中離子的個(gè)數(shù)：(紅球－Cs+,

綠球－Cl-)晶格：簡(jiǎn)單立方配位比：8:8CsCl型晶胞中離子的個(gè)數(shù)：(紅球－Cs+,晶格：配位比晶胞中離子的個(gè)數(shù)：ZnS型(立方型)晶格：面心立方(紅球－Zn2+,

綠球－S2-)配位比：4:4晶胞中離子的個(gè)數(shù)：ZnS型(立方型)晶格：面心立方(紅球－Z半徑比(r+/r-)規(guī)則：NaCl晶體其中一層橫截面：半徑比(r+/r-)規(guī)則：NaCl晶體其中一層橫截面：理想的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(NaCl)配位數(shù)構(gòu)型0.225→0.414

4ZnS型0.414→0.732

6NaCl型0.732→1.0