1. فصل 5 مايعات و جامدات

2. ساختار مايعات، جامدات و گازها

3. مايعات از نظر نظم ساختماني بين جامدات و گازها هستند يعني نه مثل گازها بي
‌نظمي كامل مولكولي مشاهده مي‌شود و نه مثل جامدات ساختمان شبكه بلوري
منظم دارند در مايعات حركت ملكول‌ها آهسته است لذا داراي حجم معيني هستند.
ولي شكل مشخصي ندارند و شكل ظرف را بخود مي‌گيرند.

4. تغيير فشار بر حجم مايع بي‌تأثير است. به علت حداقل بودن فضاي بين ملكولي،
ولي با افزايش دما اكثر مايعات منبسط شده و افزايش حجم مي‌يابند اين انبساط
حجم مايعات كمتر از گازهاست.

5. ويسكوزيته: مقاومت مايعات در برابر جاري شدن
يك راه تعيين ويسكوزيته، تعيين زمان عبور مقدار مشخصي مايع از يك سوراخي
(مجراي باريك) در درجه حرارت و فشار معين است.
عوامل مؤثر در ويسكوزيته: نيروهاي جاذبه، وزن ملكولي و ساختما‌ن ملكولي
ويسكوزيته مايعات با ملكولهاي بزرگ و شكل نامنظم، بيشتر از ويسكوزيته مايعات
با ملكولهاي كوچك است. افزايشT(دما) باعث كاهش ويسكوزيته مي‌شود ولي

6. افزايش P (فشار) باعث افزايش ويسكوزيته مي‌شود.
كشش سطحي: ملكول‌هاي مايعي كه در سطح قرار دارند به سمت داخل
كشيده مي‌شوند ولي ملكولهايي كه در مركز مايع قرار دارند به طور يكنواخت
توسط ملكولهاي ديگر به هر طرف كشيده مي‌شوند. به همين علت قطرات مايع
كروي هستند.
افزايش T باعث كاهش كشش سطحي مي‌شود ( بعلت كاهش نيروهاي جاذبه
بين ملكولي)

7. Surface Tension
كشش سطحي

8. تغييرات فازها تصعید: تبدیل جامد به گازSublimation: solid  gas.
تبخیر: تبدیل مایع به گازVaporization: liquid  gas.
ذوب شدن: تبدیل جامد به مایعMelting or fusion: solid  liquid.
تبرید: تبدیل گاز به جامدDeposition: gas  solid.
میعان:تبدیل گاز به مایعCondensation: gas  liquid.
: تبدیل مایع به جامد انجمادFreezing: liquid  solid.

9. انرژي و تغيير فاز

10. انرژي و تغيير فاز Sublimation: Hsub > 0 (endothermic).
Vaporization: Hvap > 0 (endothermic).
Heat of Vaporization
Melting or Fusion: Hfus > 0 (endothermic).
Heat of fusion
Deposition: Hdep < 0 (exothermic).
Condensation: Hcon < 0 (exothermic).
Freezing: Hfre < 0 (exothermic).

11. تبخير
انرژي جنبشي ملكولي مايع نيز مانند گازها از قانون توزيع ماكسول ـ بولتزمن
پيروي مي‌كند.
هنگامي كه دما بالاتر مي‌رود انرژي جنبشي متوسط مولكولها زياد مي‌شود و
تعداد ملكولهايي پر انرژي و قابل فرار بيشتر مي‌شوند.

12. intermolecular forces are broken
Vapor phase
Liquid phase
Formation intermolecular forces
Heating Liquid Solutions

13. فشار بخار هر چه نيروي جاذبه ملكولي‌ضعيف‌تر باشد، فشار بخاربيشتراست.
در تبخير افت دما داريم چرا؟
فرار ملكولهاي پر انرژي باعث كاهش انرژي جنبشي متوسط ملكولهاي باقي مانده
در مايع مي‌شود و دما پايين مي‌آيد.
فشار بخار
هر چه نيروي جاذبه ملكولي‌ضعيف‌تر باشد،
فشار بخاربيشتراست.
بخارآب بخاراتر
فشار بخار آب
فشار بخار اتر

14. فشار بخار تعادل بستگي به نوع جسم و درجه حرارت دارد.
با افزايش T، فشار بخار بيشتر مي‌شود، با افزايش نيروي جاذبه‌ ملكولي فشار
بخار كمتر مي‌شود.
افزايش حجم زير سرپوش تأثيري بر فشار بخار ندارد (فشار بخار مستقل از
مقدار مايع و ابعاد ظرف است)

15. نقطه جوش
دماي نقطه‌اي كه فشار جو با فشار بخار مايع برابر است را نقطه جوش گويند.
در حالت دماي نقطه جوش را نرمال گويند
فشار جو آب
براي مايعاتي كه نقطه جوش بالايي دارند و در اثر گرما احتمال تجزيه شدن دارند
با كاهش فشار آن را در دماي پايين‌تري مي‌جوشانند (مثل اواپراتورها)

16. گرماي تبخير
گرماي تبخير مولي : مقدار انرژي لازم براي تبخير يك مول مايع در دماي
معين است.
نظريه تروتون: تبديل مايع به بخار با افزايش آنتروپي همراه است. (در مايع غير
قطبي مقدار افزايش براي همه مايعات يكسان است، يعني )
آنتروپي تبخير
تبديل 1 مول بخار به مايع با تراكم بخار انجام مي‌شود گرماي آزاد شده را گرماي
ميعان مولي مي‌نامند، كه همان گرماي تبخير مولي است.
دماي بحراني

17. دياگرام فازي

18. دياگرام فازي

19. دياگرام فازي H2O و CO2

20. دمايي كه بالاتر از آن تحت هر فشار ماده در حالت مايع نمي‌تواند باشد و تبخير
مي‌گردد. گرماي تبخير مايع با افزايش دما كاهش مي‌يابد و در نقطه بحراني
رابطه كلازيوس ـ كلاپيرون

21. را حساب كنيد.
مقدار و
تمريني از اين رابطه: اگر

22. نقطه انجماد نرمال يا نقطه ذوب نرمال: درجه حرارت مربوط به تعادل
نقطه انجماد ـ نقطه ذوب
اگر تبادل حرارتي بين سيستم ومحيط خارج نباشد، در واقع در سيستم بسته
تعادل خواهيم داشت.
نقطه انجماد نرمال يا نقطه ذوب نرمال: درجه حرارت مربوط به تعادل
جامد مايع در فشار يك اتمسفر
سوپركول يا مايع فوق سرد: مايعي كه هنگام سرد شدن به دماي كمتر از
نقطه انجماد برسد ولي باز مايع باشد. با خراش ظرف و يا اضافه كردن يك دانه
كوچك بلور، تبلور ايجاد مي‌شود
جامدات بي‌شكل (شيشه‌اي): مثل شيشه، قير يا مواد پلاستيكي نقطه ذوب ياانجماد معيني ندارند،به اين جامدات آمورف گويند.

23. گرماي ذوب مولي يا : مقدار گرماي لازم براي تبديل يك
گرماي ذوب مولي يا : مقدار گرماي لازم براي تبديل يك
مول جامد به مايع.
گرماي مولي تبلور: مقدار گرماي آزاد شده در تبديل يك مول مايع به جامد
ذوب شدن با افزايش بي‌نظمي همراه است.
آنتروپي مولي ذوب: نسبت گرماي مولي ذوب به نقطه ذوب نرمال

24. فشار بخار جامد تصعيد Sublimation فشار بخار بخار جامد
بخار جامد
بخار مايع
نيروي جاذبه ملكولي
فشار بخار
در نقطه ذوب، فشار بخار مايع با فشار بخار جامد برابر است.
تصعيد Sublimation
بخار يخ خشك جامد
تبديل جامد به بخار مانند:

25. گرماي مولي تصعيد: ميزان گرماي لازم براي تصعيد يك مول جامد به بخار يا
جمع گرماي مولي ذوب و گرماي مولي تبخير s l v
تصعيد

26. نمودار فاز سه حالت
حالت غير عادي، در مثال آب، آنتيموان و بيسموت است يعني با افزايش فشار كاهش
نقطه انجماد داريم و در حالت انجماد افزايش حجم براي حالت انجماد كه كاهش
حجم بايد داشته باشيم مثل شيب منحني مثبت است و با افزايش
فشار نقطه انجماد بالا مي‌رود.

27. جامدات ـ بلورها
بلور حالتي از ماده است كه عناصر تقارن دارد و از انتشار الگوهاي منظم هندسي به نام " سلول واحد" در سه بعد فضا بوجود آمده است، در واقع بلورها موادي آنيزوتروپ (نامتجانس) هستند يعني خواص مكانيكي (قدرت مكانيكي) و الكتريكي (هدايت الكتريكي) و ضريب شكست نور در جهات مختلف بلور يكسان نيست.
با سرد شدن تدريجي مايع فوق اشباع بلورهاي بزرگ تشكيل مي‌شوند
شكل بلور تابع خصوصيات ماده و شرايط تبلور است.

28. اشعه x و ساختار بلورها
امواج الكترومغناطيسي متشكل از فوتونهاي پرانرژي، ضمن تابش به فلز منجر به
خروج و بمباران الكترون‌هاي درون به مدارهاي بالاتر و در نتيجه الكترون لايه‌هاي
بالاتر سقوط به مدارهاي داخلي مي‌كنند و انرژي خود را به صورت اشعه x از دست
مي‌دهند. (فلز مورد استفاده اغلب مس و يا موليبدن است)
با پرتو اشعه x به بلور و بررسي رابطه براگ
مي‌توان به طول پيوند بلور دسترسي پيدا كرد.

29. ساختار جامدات

31. سلول هاي واحد مکعبی Primitive cubic مکعبی ساده
اتم ها در گوشه هاي يك مكعب قرار دارد
Body-centered cubic (bcc)مکعبی مرکز پر
اتم ها در گوشه هاي يك مكعب و مركز مكعب قرار دارد
Face-centered cubic (fcc)مکعبی مرکز و وجوه پر
اتم ها در گوشه هاي يك مكعب و مركز وجه هاي مكعب قرار دارد

32. سلول هاي واحد مکعبی

33. سلول هاي واحد مکعبی

34. سهم اتم ها در سلول واحد

35. NaCl ساختار

36. ساختار سلول واحد NaCl

37. صفحه قرار دارند و توزيع چگالي الكتروني يكنواخت است.
براساس توزيع چگالي الكتروني مثلاً در نفتالين معلوم مي‌شود تمام اتم‌ها در يك
صفحه قرار دارند و توزيع چگالي الكتروني يكنواخت است.
در سلول واحد شمارش تعداد ذرات (اتم ، مولكول و يا يون ها) مهم است.
مثال:
هگزاگونال يعني اشكالabab
مكعبي يعني اشكال abc abc
ساختمان‌هاي فشرده
خصوصيت مشترك اين دو (عدد كئورديناسيون 12، %74 فضا توسط گوی ها پر شده)
ساختمان مكعبي مركز پر: (عدد كئورديناسيون 8 و %68 فضا توسط گوی ها پر شده)

38. بلورهاي يوني
عامل مهم در تعيين ساختمان هندسي بلور يوني (شعاع يوني) است.
براي بلورهاي يوني MX برحسب عدد كئورديناسيون

39. براي بلورهاي يوني
مثال‌هاي زير بررسي مي‌شود:
مثال 1) فلوريت هر يون با 8 فلوئور كه در گوشه‌هاي مكعب قرار دارند
احاطه شده ولي هر يون فقط با احاطه شده كه در گوشه‌هاي 4
وجهي است. پس عدد كئورديناسيون فلز به غير فلز4 به 8 است.
مثال 2) روتيل عدد كئورديناسيون فلز به غير فلز3 به 6 است.
مثال 3) كريستوباليت عدد كئورديناسيون فلز به غير فلز 2 به 4 است.

40. انرژي شبكه انرژي اگر همنام باشند يعني انرژي جذب مي‌شود.
اگر همنام باشند يعني انرژي جذب مي‌شود.
اگر ناهمنام باشند پس انرژي آزاد مي‌شود.

41. براي بلور يوني يك بلور متشكل از 8 سلول واحد است.
صفحه 205 کتاب

42. 1) انرژي جاذبه
تعداد نزديك‌ترين هاي به مركزي فاصله برابر 6 است.
2) انرژي دافعه
تعداد همسايه‌هاي نسبت به مركزي با فاصله برابر
12 است
3) انرژي جاذبه

43. 8 تا در رئوس مكعب در فاصله از يون مركزي قرار دارد.
در نتيجه: بلور NaCl
Medelung
ثابت مدلونگ A=
بلور NaCl

44. و در حالت تعميم يافته براي بلور
ثابت مدلونگ براي چند بلور
تعداد واحد بار كاتيون Zc
تعداد واحد بار آنيون Za

45. ساختمان‌هاي ناقص: نقص شبكه بلوري
1- نقص نقطه‌اي (نقطه‌اي از شبكه بلور خالي باشد)
الف ) نقايص جابجايي نقص خطي (رديف از شبكه جابجا شده باشد)
3- نقص سطحي (كامل نبودن صفحه‌اي از نقاط بلور)
ب ) نقص نقطه‌اي
(در بلور يوني ديده مي‌شود)
ساختمان‌هاي ناقص: نقص شبكه بلوري
1- نقص شاتكي: جاي كاتيون و آنيون در برخي نقاط
خالي است. و در كل بلور خنثي است.
- نقص فرنكل: برخي از كاتيون‌ها در محل اصلي خود
در شبكه نيستند و در كل بلور خنثي است. (مثال در
هاليدهاي نقره، آنيون بزرگ و كاتيون كوچك است.) 2

46. نيمه هادي ها نقص به علت ورود ناخالصي مثل در بلور
نقص به علت ورود ناخالصي مثل در بلور
نقص به علت به هم خوردگي استوكيومتري مثل اكسيد نيكل
نيمه هادي ها
يكي از ناخالصي ها كه موجب نقص در بلور مي‌شود وقتي است كه جاي
را در شبكه NaCl بگيرد. پس‌براي حفظ خنثي بودن در جايي ديگر نقطه‌اي
خالي است.

47. (ناخالصي كمبود الكترون دارد) (ناخالصي الكترون اضافي دارد)
افزايش ناخالصيها به برخي از بلورها موجب خاصيت رسانايي مي‌شود مثلاً سيليسيم
و ژرمانيم كه عايق اند و شبكه بلورين شبيه‌ الماس دارند، اگر در حالت مذاب آن،
كمي عنصر بُر وارد ‌شود، از آنجايي كه B مي‌تواند سه پيوند بدهد، پس يك حفره
الكتروني ايجاد مي‌شود، كه با انتقال يك الكترون از پيوند مجاور حفره به جاي ديگر
منتقل مي‌شود و نيمه هادي حاصل به نام P يعني نيمه هادي مثبت معروف است.
مثل (B , Al , Ga , In)عناصر گروه(III) + (بلورGe/Si)Posetive يا نيمه هاديP
(ناخالصي كمبود الكترون دارد)
مثل (As , Sb , Bi , P) عناصر گروه (IV) + (بلور Ge/Si)negative يا نيمه هاديn
(ناخالصي الكترون اضافي دارد)

48. نيروهاي بين مولكولي
نيروهاي بين مولكولي

49. انواع نيروهاي مولكولي نیروهای یون-دوقطبی نیروهای دوقطبی-دوقطبی
نیروهای پراکندگی لاندن
پیوند هیدروژنی

50. يون-دوقطبي نيروهاي

51. دوقطبي-دوقطبي نيروهاي
Dipole-dipole Forces

52. نيروهاي پراكندگي لاندن
نيروهاي پراكندگي لاندن

53. پيوند هيدروژني

54. پيوند هيدروژني

55. پيوند هيدروژني

56. انرژي شبكه(سوال میان ترم)