Закон структуры вещества

Закон сохранения материи утверждает, что общее количество материи в природе не изменяется. Химики толкуют это утверждение на основе атомной структуры веществ. Все наблюдаемые изменения материи сводятся к перегруппировке различных атомов. [c.137]

Изложенная схема расчета интеграла состояний системы не содержит ограничений на природу и величину потенциальной энергии межчастичного взаимодействия. Это позволяет определить аксиоматику построения математической модели состояния равновесной системы. Равновесный состав должен удовлетворять 1) уравнениям ЗДМ, описывающим образование молекулярных форм, приводящих к эффективному уменьшению экстремума свободной энергии Гиббса [5] 2) максимальному числу линейно-независимых стехиометрических уравнений закона сохранения вещества и заряда 3) уравнению связи измеряемого свойства системы с равновесными и исходными концентрациями составляющих частиц. Термодинамика не дает априорных оценок предельных концентраций компонентов системы, допускающих указанные приближения структуры жидкости. Состоятельным критерием возможности применения модели идеального раствора для комплексов, по-видимому, может служить постоянство констант химических равновесий при изменении концентраций компонентов системы, если число констант, необходимых для адекватного описания эксперимента, не превышает разумные пределы. [c.18]

Объектами исследования в термодинамике являются только макроскопические системы, т. е. системы, состоящие из очень большого количества частиц. При термодинамических исследованиях любого процесса не рассматривается молекулярная структура вещества, характер сил взаимодействия между молекулами, механизм процесса, ничего не говорится и о скорости процесса. Та часть термодинамики, которая имеет дело с применением указанных трех законов к химическим процессам и фазовым переходам, называется химической термодинамикой. Химическая термодинамика разрабатывает наиболее рациональные методы расчета тепловых балансов при протекании химических и физико-химических процессов раскрывает закономерности, наблюдаемые при равновесии определяет наиболее благоприятные условия для осуществления термодинамически возможного процесса выясняет условия, при которых можно свести к минимуму все побочные процессы определяет термодинамическую устойчивость индивидуальных веществ. [c.181]

Для выяснения молекулярной структуры веществ большое значение имеет установленный Максвеллом закон зависимости между электрическими и оптическими свойствами веществ, который выражается уравнением [c.203]

Скорость внутридиффузионного процесса определяется законами диффузии вещества в порах адсорбента. Перемещение молекул в поровых каналах зерен адсорбента зависит от диаметра пор, их структуры, размеров адсорбируемых молекул, температуры и других факторов. [c.278]

В учении о химической структуре главное внимание сосредоточено на теории строения атома и периодического закона Д. И. Менделеева, химической связи и строения молекул, химической связи и фазового состояния веи еств. Здесь выявляется зависимость между химической структурой веществ и их свойствами. [c.3]

По вопросу дальнейшего развития теории химического строения Бутлеров писал Само собой разумеется, что, когда мы будем знать ближе натуру химической энергии, самый род атомного движения,— когда законы механики получат и здесь приложение,— тогда учение о химическом строении падет, как падали прежние химические теории, но, подобно большинству этих теорий, оно падет не для того, чтобы исчезнуть, а для того, чтобы войти в измененном виде в круг новых и более широких воззрений . Итак, автор теории химического строения предвидел приложение механики атом-ного мира (т. е. квантовой механики) к его теории. Именно применение квантовой механики к проблемам структуры вещества подняло теорию химического строения Бутлерова на новую, высшую ступень. Только в одном не прав был Бутлеров его теория не пала, а превратилась в общехимическую теорию, являющуюся фундаментом современной химии. [c.12]

Уравнение Ван-дер-Ваальса. В предыдущих главах рассмотрены соединения атомов одного или разных элементов, связанные прочными ковалентными, ионными или металлическими силами химической связи. Пространственное распределение этих сил определяет расположение атомов или ионов в соединении, создавая стройную картину структуры. Однако наряду с этими силами, определяющими основу энергетики и структуры вещества, существуют иные, значительно более слабые межмолекулярные или остаточные силы невалентного происхождения. Наличие таких сил проявляется, в частности, в неподчинении газов, находящихся под большим давлением, закону Менделеева—Клапейрона, в способности всех газов конденсироваться при соответствующих температурах и давлениях, в так называемом эффекте Джоуля — Томсона (изменение температуры газа, продавливаемого через пористую перегородку). [c.346]

Под названием твердое тело обычно понимают такое состояние вещества, при котором в данных условиях оно сохраняет объем и форму. Однако в более точном значении это понятие отождествляется с понятием кристаллического тела, которое характеризуется упорядоченным расположением структурных элементов (атомов, молекул, ионов) в виде кристаллической решетки, построенной по определенным геометрическим законам. Многие вещества, внешне подобные твердым телам, например стекло, различные смолы, в действительности являются переохлажденными жидкостями, наделенными большой вязкостью, затрудняющей изменение формы под воздействием внешних сил. Эти тела, называемые аморфными, не обладают такой упорядоченной структурой, как кристаллы. [c.32]

На современном уровне рассмотрены основные понятия и законы химии строение вещества, химическая связь (метод молекулярных орбиталей, метод валентных связей, зонная теория кристаллов), важнейшие положения химической термодинамики и химической кинетики, методы исследования структуры веществ. [c.2]

Как уже указывалось, закон распределения вещества между твердой и жидкой фазами приложим, строго говоря, лишь к истинно изоморфным веществам, что позволило В. Г. Хлопину сформулировать следующее правило Если распределение микрокомпонентов между твердой кристаллической фазой и раствором происходит строго по закону распределения вещества между двумя несмешивающимися растворителями и коэффициент кристаллизации остается постоянной величиной при изменении в широких пределах концентраций распределяющегося вещества, то это может служить доказательством того, что на данную пару веществ можно распространить закон Митчерлиха, т. е. сделать заключение о сходстве химического состава и молекулярной структуры макро- и микрокомпонента [47]. [c.90]

Если принять правдоподобную гипотезу (Е) из 1 (игнорируя молекулярную структуру вещества ), то легко показать, что закон сохранения массы эквивалентен следующему уравнению [c.18]

Отыскание адэкватных форм аналитического выражения связей между структурой и диэлектрическими свойствами вещества наталкивается на трудности расчета локального поля ц индуцированной поляризации, учета ближних и дальних сил, флуктуаций в статистическом ансамбле зарядов. В частности, одним из сложных вопросов является вопрос о соотношении макроскопического (т) и микроскопического (т ) времен релаксации. Как известно, т определяется из условия (ОтТ=1, где (От — частота приложенного поля, при которой фактор диэлектрических потерь е" достигает максимума, а зависимость диэлектрической проницаемости е от частоты претерпевает перегиб. Законность отождествления т и т не очевидна, так как различия между напряженностью внешнего и локального, действующего на молекулу, полей может составлять несколько порядков. Теоретические расчеты показали, однако, что отношение х 1% не выходит за пределы 0,67—1,0 [1]. Обосновывая с достаточной надежностью связь между молекулярными и макроскопическими характеристиками, существующие теории дипольной поляризации обеспечивают базу для дальнейшего развития диэлектрического метода изучения структуры вещества — установления структурно-релаксационных связей в условиях различных фазового и агрегатного состояний, температуры и давления. Особое значение это имеет для полимеров, в которых сложное молекулярное строение обусловливает сложный спектр релаксационных и структурных переходов, а следовательно, и многообразие физических и физико-химических свойств. [c.156]

Термодинамика необратимых процессов в той ее части, которую называют феноменологической, также может до некоторой степени забывать о молекулярной структуре веществ. Но ее успехи стали вполне убедительными, когда феноменологические законы были истолкованы с молекулярно-статистической точки зрения. [c.15]

Как будет видно из дальнейшего, по табл. 9 можно выбрать ряд типов бинарных соединений, ограниченных определенными пределами среднего числа электронов на атом. При этом можно предполагать с большой степенью вероятности, что среди представителей этих типов будут вещества с полупроводниковыми свойствами, а также со структурой, родственной цинковой обманке. Далее можно показать, что не только алмазоподобные полупроводники, но и ряд родственных по структуре веществ образуют тройные и более сложные аналоги по тем же законам, что были обнаружены при образовании сложных тетраэдрических фаз. [c.44]

Превращение разнообразных органических соединений в карбоиды происходит в результате перегруппировки атомов в молекулах и, следовательно, является результатом химических реакций. Однако для придания коксу, антрациту или другим углеродистым материалам свойств графита недостаточно одного упорядочения молекулярной структуры вещества. Необходимо укрупнение частиц карбоидов примерно до 0,1 мкм. Это укрупнение сопровождается дальнейшим упорядочением расположения атомов. Оно происходит в результате нагревания и не подчинено химическим законам. [c.176]

Именно в связи с этой задачей наблюдается постоянно возобновляющийся интерес к феноменологическому изучению кинетических закономерностей в последние десятилетия. Молекулярная интерпретация кинетики химических процессов в свою очередь проливает свет на химическое строение реагирующих молекул. Полученные таким образом выводы о молекулярной структуре вещества необходимо приводить в соответствие с различными характеристиками строения вещества, например величиной дипольного момента данными по дифракции электронов и рентгеновских лучей, законами стереохимии. [c.15]

Если обратиться к лабораторным записям Дальтона, опубликованным Роско и Гарденом, то легенда о том, что путь Дальтона шел от отдельных анализов через закон кратных отношений к признанию атомистической структуры вещества, окончательно рушится. [c.144]

В оценке химического строения вещества и характера связей между атомами Бутлеров был более прав, нежели Менделеев, который ограничивал понятия атомности, или валентности, эмпирическими представлениями о пределе и о формах соединений. Из этих представлений, по сути дела, Менделеевым изгонялись вовсе структурные идеи, идеи о пространственном расположении атомов в частице. Для целей разработки периодического закона, которыми руководился в первую очередь Менделеев, важно было знание различных и особенно предельных форм соединений каждого элемента, а вопросы внутренней структуры вещества на той стадии разработки периодического закона не имели еще решающего значения. [c.220]

Для изучения структуры веществ и дисперсных систем, слагающих угли, и ее превращений используют методы и законы классической, физической химии и разрабатывают новые специальные методы. [c.7]

Законы переноса вещества и тепла идентичны. Из-за развитой внутренней поверхности имеет место интенсивный теплообмен между обеими фазами, приводящий к гомогенизации системы. Поэтому становится вполне приемлемым использование закона Фурье q = — Я-эф grad Т, определяющего плотность теплового потока q в зависимости от градиента температуры и величины коэффициента эффективной теплопроводности зерна катализатора Хэф. Экспериментальные значения Хдф, найденные различными авторами, например [73], свидетельствуют о том, что на теплопроводность пористых зерен относительно слабо влияют теплофизические свойства твердого материала. Большое влияние оказывает теплопроводность газовой фазы. Однако решающее значение на величину зф оказывают геометрические характеристики структуры, особенно величины площадей наиболее узких мест или окрестности областей спекания, сращивания, склеивания частиц друг с другом. Для приближенной оценки величины Хэф можно рекомендовать монографию [74], в которой представлен значительный объем экспериментальных данных по дисперсным материалам. [c.157]

Синтез схем химического превращения на основе концепции изомеризма. В основе метода лежит использование закона сохранения вещества в процессе химического превращения и предположение о том, что атомы, составляющие молекулярную структуру, можно рассматривать состоящими из ядер со стабильными внутренними электронами и валентных электронов, способных образовывать химические связи типа ионной, ковалентной и мпо-гоцентровой [12, 13]. Исходя из этих положений разработана математическая модель химических соединений и реакций, заключающаяся в следующем. [c.444]

Имея в своей основе фундаментальные законы, химия на всех этапах развития остается наукой о веществах и их превращениях. Под веществом понимают атомы химических элементов и их соединения во всех состояниях твердом, жидком, газообразном, плазменном (при сверхвысоких температурах или в электрических разрядах) и сверхметаллическом (при гигантских давлениях). Однако структура вещества чрезвычайно многообразна, поскольку сами атомы состоят из элементарных частиц сложной природы (см. приложение П1). Эти частицы различны по массе, времени жизни, заряду и таким менее привычным характеристикам, как спин, странность, очарование и др. В 1964 г. М. Гелл-Манн и Дж. Цвейг ввели представления о кварках — первичных микрочастицах, из которых строятся все остальные. [c.9]

В качестве общего заключения по всем рассмотренным структурам можно сказать следующее. Для всех характерно наличие плотно заполненных плоскостей, в которых лежат центры ртутных группировок и отдельных атомов ртути и хлора. В пространстве эти плоскости пересекаются под углами, близкими к 60% а линии их пересечений представляют ряды с разным законом чередования атомов или центров их компактных групп. В кубических структурах эти ряды идут вдоль тройных осей и, следовательно, есть четыре одинаковых системы параллельных рядов разных направлений. Как следствие, возникают взаимно перпендикулярные плоскости с квадратными сетками атомов. В моноклинных и ромбических структурах представлено, как правило, одно направление регулярных рядов-линий пересечений трех плоскостей, составляющих угол около 60°, но более низкая симметрия допускает разнообразные вариации их заполнения. Таким образом, главным структурообразующим фактором в рассмотренных структурах следует считать концентрацию основных атомов или центров их компактных фрагментов на симметрично связанных кристаллографических плоскостях с межплоскостными расстояниями в интервале 3,23 —2,50А, пересекающимися под углом около 60°. Эти плоскости часто дают интенсивные рефлексы на порошкограм-мах и могут быть выделены по этим признакам, даже если кристаллическая структура вещества неизвестна. Атомные позиции концентрируются возле линий пересечения таких плоскостей, образуя линейные ряды, характер заполнения которых определяется химическим составом соединения. В то же время стремление к минимальным трансляциям, свойственное всем структурам, принуждает разные по составу атомные ряды к соразмерности, что наблюдалось в анализированных структурах и отмечалось в тексте и на рисунках. [c.114]

Эйринг с соавторами [9] на осносе статистической механики, разработал теорию абсолютных скоростей реакции, при помощи которой, зная химическую структуру веществ, участвующих в реакции, и закон распределения энергии, можно найти температурную зависимость константы скорости реакции. [c.227]

Перекристаллизация в твердом состоянии — изменение структуры вещества в результате полиморфного превращения. Происходит при пагреве или охлаждении в определенном интервале т-р (см. Поли.чорфизм). Обусловлена стремлением вещества перейти в состояние с миним. запасом свободной энергии. Зачастую представляет собой диффузиоппый процесс, сопровождающийся значительными по величине атомными перемещениями и изменением хим. состава фаз. Исключение составляют мартенситные превращения в некоторых металлах и сплавах, где П. в т. с. протекает боздиффузионно. В соответствии с общими законами фазовых превращений П. в т. с. происходит путем образования центров (зародышей) кристаллизации и роста кристаллов новой фазы. Важное значение при этом имеет принцип ориентационного и размерного соответствия. Согласно этому принципу, образование центров новой фазы и их рост происходят таким образом, что кристаллические решетки исходной и повой фаз сопрягаются теми атомными плоскостями, где различия в расположении ато- [c.156]

В науке никогда не исчезал глубокий интерес к вопросу о связи между химическим составом и физическими свойствами кристаллических веществ. Стереохимические исследования прошлого века в этом отношении создали прочную основу наших знаний о химической структуре веи1ества. В нашей стране эти работы связаны с именем А. М. Бутлерова, положившего начало структурной теории углеродсодержащих органических соединений. С другой стороны, другому великому русскому ученому, Е. С. Федорову, принадлежит создание геометрической теории о 230 пространственных группах, по которым располагаются элементарные частицы в кристаллических структурах, и разработка метода кристаллохимического анализа вещества. Однако исключительного успеха кристаллохимические исследования достигают с момента обнаружения диффракцин рентгеновских лучей в кристаллах. Благодаря рентгеновскому анализу, а затем электронографическому анализу и другим физическим методам учение о пространственном расположении атомов сделало огромный шаг вперед. Напомним, что основной закон отражения рентгеновских лучей в кристаллах независимо от Брэгга был сформулирован у нас Ю. В, Вульфом. В наше время учение о пространственной структуре вещества стало основой физического и химического знания. [c.5]

Исследования в области распределения радиоактивных элементов между раствором и твердой фазой позволили В. Г. Хлопину сфорглули-ровать следующее правило. Если распределение микрокомпонента (радиоэлемента) между твердой кристаллической фазой и раствором происходит строго по закону распределения веществ между двумя несме-шивающимися растворителями и коэффициент кристаллизации остается величиной постоянной при изменении в широких пределах (на несколько порядков) концентрации распределяющегося вещества, то можно сделать заключение о сходстве химического состава и молекулярной структуры макро- и микрокомпонентов. Это правило дает возможность путем изучения распределения микрокомпонента между твердой кристаллической фазой и раствором установить химический состав соединений и их молекулярную структуру, что особенно важно для естественных или искусственных радиоэлементов, не имеющих устойчивых изотопов и отсутствующих в весовых количествах (т. е. когда химический анализ применять нельзя). Методами изоморфной сокристаллизации были, например, открыты соединения двух- и четырехвалентного полония. [c.21]

С другой стороны, Гей-Люссак, приняв с самого начала даль-тоновское понятие атома, не смог преодолеть ставшей традиционной схему двухступенчатой структуры материи атом — соединение, которую Дальтон принял, исходя из импонировавшего ему принципа наибольшей простоты . Он игнорировал возможность признания трехступенчатой схемы структуры вещества атом — молекула — вещество, несмотря на то, что такая схема не была новостью и фигурировала в сочинениях натурфилософов и естествоиспытателей еще в ХУП в. Именно поэтому его закон объемов реагирующих газов оказался неточным и не соответствовал выводам атомной теории Дальтона. Это несоответствие фактически исключало применение закона для расчетов. [c.111]

Теперь обратимся к трудам, связанным с теорией теплоемкости и приближенным ее расчетом [1144, 1163—>12091. В [1163—1166] проанализированы отклонения от законов Неймана, Джоуля и Коппа. Температурная зависимость теплоемкости и соотнесенность ее со структурой веществ в связи с теорией теплоемкости цепных и слоистых структур была разработана В. В. Тарасовым [1168—11831 (в [1182] и [11831 приведены таблицы термодинамических функций). В частности, была предпринята попытка обобщения теории гетероди-намичных структур на случай цепочечно-слоистых структур, а также для ряда веществ была сделана попытка применения теории теплоемкости Дебая, основанной на формуле Борна для энергии акустических колебаний кристалла. Теоретическому расчету теплоемкости посвящены также работы [c.27]

Фундаментальные знания. К ним относятся общие закономерности, основанные на фундаментальных законах или теориях процесса. Эти знания характеризуют теоретический уровень рассмотрения проблемы, являясь основополагающими при построении системы. Это, например, закон сохранения вещества,, энергии и импульса, термодинамические условия фазового равновесия, законы кинетики химических реакций, тепло- и массопереноса и т. д. Выражение закона или закономерности обычно многовариантны в силу общности, и их конкретизация обеспечиваются различием принимаемых допущений. Например, не нарушая термодинамического условия о равенстве фу-гитивностей фаз для равновесной системы, можно записать множество моделей для расчета фазового равновесия, принимая различные допущения относительно свойств фаз и отдельных компонентов. К. фундаментальным можно также отнести обобщенные вычислительные схемы, например универсальные-вычислительные алгоритмы, своего рода оболочки подсистем. Обычно пакеты программ, основанные на таких знаниях,, устойчивы по структуре и редко подвергаются изменению. [c.438]

Избыточное давление при влажности материала больше гигроскопической является однозначной функцией температуры и структуры самого материала, а при влажности ниже гигроскони-ческой также влажности материала. Отсюда следует, что молярный перенос вещества, вызванный градиентом избыточного давления, можно было бы объешлннть с переносами, вызванными градиентом температуры и влажности, и, та1ким образом, не вводить нового члена в закон переноса вещества, а на ооновании 11 163 [c.163]

При выводе градиентных законов переноса может быть использован модельный подход, опирающийся на некоторые упрощенные предположения о структуре вещества, в котором происходит перенос. Простейшей моделью является смесь абсолютно упругих сфер одинакового диаметра. При этом предполагается, что движение сфер хаотично и характеризуется постоянной средней скоростью движения = onst и средней длиной свободного пробега = onst. Концентрация сфер (идеализированных молекул) постоянна в рассматриваемом объеме. Если в рассматриваемой области существует неоднородное распределение потенциала переноса ф (в этом случае Ф — потенциал, приходящийся на одну молекулу), то ф1 ф2 и dqi dq2 (рис. 1.2). Соотношения, определяющие потоки dqi и dq2 имеют вид [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология