Кристалл термодинамические свойства

Однако термодинамические свойства, в особенности энтропия и теплоемкость, обладают высокой чувствительностью к состоянию атомов или ионов в молекулах или кристаллах, которое зависит в свою очередь от вида связанных с ними других атомов или ионов [c.89]

Система может быть гомогенной (однородной) или гетерогенной (неоднородной). Вводя понятия гомогенной или гетерогенной системы, сразу же сталкиваемся с понятием фазы. Иногда достаточно определить фазу как часть системы, которая отделена от других частей поверхностями раздела и механически отделима от них. Это определение фазы будет исчерпывающим, если она непрерывна. Если фаза прерывна, например совокупность кристаллов хлорида натрия или ртути, разлитой на поверхности, под фазой понимают совокупность телесных комплексов, обладающих одинаковым химическим составом и термодинамическими свойствами. [c.183]

Фаза — это однородная система, обладающая во всех своих частях одинаковыми химическими и термодинамическими свойствами и отделенная от других фаз поверхностью раздела. Фаза может быть разбита на отдельные части, но это не увеличивает числа фаз в системе. Например, в насыщенном растворе поваренной соли в присутствии на дне сосуда любого числа кристаллов солн н пара над раствором будет иметься одна кристаллическая, одна жидкая и одна парообразная фазы. Система, содержащая более одной фазы, называется гетерогенной. [c.164]

Фаза (Ф) — часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела и характеризующаяся в отсутствие внешнего поля сил одинаковыми химическими, физическими и термодинамическими свойствами во всех своих точках. Каждая фаза гомогенна, ио не непрерывна, т. е. может состоять из отдельных кристаллов. [c.61]

Таким образом, чистая вода по своим термодинамическим свойствам подобна собственному полупроводнику. Произведения концентраций носителей в воде и в кристалле германия приблизительно равны (см. 8). Заметим, однако, что из-за большой массы подвижность ионов гораздо меньше, чем подвижность электронов и дырок и поэтому удельная проводимость чистой воды, рассчитанная теоретически, составляет очень малую величину 10 ом" лi С этой точки зрения чистая вода похожа скорее на диэлектрики, чем на полупроводники. [c.186]

В настоящее время решеточные модели представляют ценность главным образом для исследования сложных систем, которые пока мало поддаются строгим методам. В частности, это касается полимерных систем, ассоциированных жидкостей, подобных воде, жидких кристаллов. Наиболее полезными оказываются решеточные модели в применении не к чистым жидкостям, а к растворам. Эти модели представляют очень удобную основу при разработке полуэмпирических уравнений для практических расчетов термодинамических свойств. [c.208]

К поверхностным явлениям относятся все эффекты, связанные с различием физических свойств изучаемых систем, зависящих от различного поведения молекул в поверхностном слое и объеме непрерывной фазы. Помимо явлений адсорбции с этими же причинами связано возникновение вполне определенных равновесных форм огранения кристаллов, изменение термодинамических свойств вещества в зависимости от размера частиц (капель или кристаллов). Термодинамика поверхностных явлений широко используется в теории возникновения и роста частиц новой фазы. [c.156]

Зависимость термодинамических свойств от дисперсности объясняется тем, что с изменением размера частиц (капель или кристаллов) изменяется доля вещества, относящаяся к поверхностному слою. Поскольку соотношение между объемом и поверхностью равновесной частицы является однозначной функцией от ее линейного размера, определение экстенсивных термодинамических величин можно провести однотипно. Поэтому достаточно рассмотреть одну из этих величин, в качестве которой удобно выбрать G или F. Предварительно следует только отметить, что удельное значение величины G/n для дисперсных фаз всегда отличается от производной дО/дп, так как поверхность равновесной частицы яв- [c.176]

ГЛАВА У1И. СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГАЗОВ, ЖИДКОСТЕЙ И КРИСТАЛЛОВ [c.215]

Заметим, однако, что при статистических расчетах равновесных свойств систем обычно требования относительно точности определения функции и (г) при малых г не являются очень жесткими. Дело в том, что в равновесных системах доля молекул, находящихся на расстоянии г а а, в каждый момент времени пренебрежимо мала. В жидкости и кристалле подавляющая часть молекул находится вблизи положений, отвечающих минимуму потенциальной энергии (расстояние о ДЛя пары молекул), Б газе — на расстояниях л > о- Каков ход кривой и (г) при г < а, для оценки равновесных термодинамических свойств не столь существенно. [c.274]

Качественное объяснение особенностей термодинамических свойств кристаллов по сравнению с жидкостями и газами вытекает из сказанного выше. [c.312]

Дефекты могут влиять на магнитные и термодинамические свойства кристаллов. Микротрещины, дислокации, вакансии делают кристаллы менее прочными. По микротрещинам и дислокациям быстро идет диффузия примесей внутрь кристалла. С дефектами этого рода связано изменение прочности, адсорбционных свойств, скопление примесей в некоторых местах, например по дислокациям, где может начаться образование новой фазы как результат кристаллизации примесей. [c.146]

Фазой называется совокупность гомогенных частей системы, обладающих одинаковыми термодинамическими свойствами (т. е. свойствами, зависящими от температуры, давления, концентрации и природы взятых веществ) и которые отделены от других частей системы видимыми поверхностями раздела. Гомогенная система образует всего лишь одну фазу (смесь газов) гетерогенная система может иметь две, три, четыре и более фаз. Например, система жидкий бензол пар бензола имеет две фазы (жидкую и газообразную) система лед вода пар состоит из трех фаз смесь газов N2, Н2 и О2 в закрытом сосуде является однофазной системой насыщенный раствор поваренной соли в воде— трехфазная система пар, жидкий раствор, совокупность твердых кристаллов . [c.177]

Температуру всегда выбирают выше температуры Тс перехода гель — жидкий кристалл (Чепмен), что позволяет считать продольную (но не поперечную) диффузию в бислое относительно быстрой и, кроме того, изотропными в продольном направлении все термодинамические свойства бислоя. Давление в основном предполагается равным атмосферному. Поэтому можно пренебречь вкладом от рУ-членов в термодинамические свойства мембранной системы и отпадает необходимость различия свободных энергий Гельмгольца (/ ) и Гиббса (О). Неявно это также означает, что вопрос о том, как реализуется механическое равновесие на границах бислоя, исключается из рассмотрения. [c.319]

Для ряда элементов периодической системы, в том числе и для сплавов железа, критерием устойчивости кристалла как целого является отношение максимального сопротивления сдвигу к максимальному сопротивлению отрыву. Причем это значение в большинстве случаев соответствует четвертому корню обобщенной золотой пропорции (Др4=0,324). По аналогии расчета критерия устойчивости сплавов при внешнем воздействии, который контролируется инвариантным (по отношению к химическому составу сплава) комплексом упругих и термодинамических свойств, в качестве критерия [c.164]

Теория жидкостей находится в гораздо менее удовлетворительном состоянии, чем теории газов и кристаллов, однако наблюдается большой прогресс в понимании структуры жидкостей. Термодинамические свойства жидкости можно выразить при помощи радиальной функции распределения. [c.585]

Наличие особой оси с в кристаллах линейных полимеров, приводящее к анизотропии механических и термодинамических свойств. С этой анизотропией связаны и важные технические применения полимеров без нее не было бы ориентации, а без ориентации не было бы технологий получения полимерных волокон и пленок. [c.110]

Жидкое состояние является промежуточным между кристаллическим и газообразным. Так, при повышении температуры межмолекулярные силы ослабевают, кинетическая энергия молекул растет, и при критической температуре теплота испарения и поверхностное натяжение жидкостей становится равным нулю, т. е. полностью исчезает различие между жидкостью и газом. При понижении температуры по мере приближения к точке замерзания усиливается сходство в строении жидкости и кристаллов. Однако изменение свойств при кристаллизации жидкости гораздо меньше, чем при ее испарении. Плотность веш еств при кристаллизации увеличивается обычно не более чем на 10% (в случае воды уменьшается), т. е. межчастичные расстояния уменьшаются не более чем на 3% теплота плавления обычно на порядок меньше теплоты испарения, теплоемкость, сжимаемость и другие термодинамические свойства изменяются в положительную или отрицательную сторону не более чем на несколько процентов. Все эти факты говорят о близости свойств кристаллов и жидкости, что позволяет объединять их под обш им названием конденсированное состояние. [c.297]

Термодинамические свойства. Жидкие кристаллы представляют собой более простые структурные элементы, чем мицеллярные агрегаты, вследствие чего корреляции изменений свойств, сопровождающих фазовые переходы, являются более успешными. Некоторые данные такого рода приведены в табл. 9.2. В работе, из которой заимствованы данные этой таблицы, также [c.461]

Данные о структуре кристаллов н магнитной восприимчивости этих перхлоратов приведены в книге Меллора . Четко выраженную температуру плавления имеет только перхлорат лития. Остальные перхлораты разлагаются при температуре, близкой к температуре плавления или ниже ее. Некоторые термодинамические свойства перхлоратов аммония и щелочных металлов в растворах приведены в табл. 13 (стр. 45). [c.36]

Таким образом, в области критических температур задача определения термодинамических свойств простого кристалла сводится к рассмотрению термодинамики одиночного осциллятора с собственной частотой колебаний, соответствующей максимальной частоте колебаний решетки. (Более подробно о расчете термодинамических характеристик ангармонического осциллятора см. в гл. 2.) В полученном выражении для Тс связь с конкретным типом решетки выражается только через чнсло ближайших соседей. [c.21]

Прямое рентгенографическое определение геометрии азулена имеет тройной интерес 1) неоспоримо подтверждает химически хорошо установленную топологию азуленового ядра 2) устанавливает расположение молекул азулена в кристалле, что интересно в связи с термодинамическими свойствами азулена (см. раздел III-3) 3) дает сведения о распределении электронов в молекуле, о межатомных расстояниях и валентных углах. Эти сведения могут служить контролем результатов теоретических расчетов. [c.208]

Существуют и другие способы описания термодинамических свойств кристаллических полимеров, при которых такие полимеры рассматриваются как трехмерные кристаллы. [c.176]

Развитию статистической теории жидкости был дан толчок в результате экспериментальных исследований структуры жидкости, которые начались значительно позже исследований структуры кристаллов. Введение понятия радиальной функции распределения направило основные усилия теории на разработку способов теоретического расчета этой функции, наглядно характеризующей ближний порядок в жидкости. Знание одной этой функции распределения не решает всех задач теории жидкости. Но тем не менее принципиально важное значение имеет путь расчета этой функции, путь теоретического расчета структуры жидкости. Однако исторически раньше возникли приближенные теории, использующие лишь первую информацию, представляемую радиальной функцией распределения плотности. Речь идет о координационном числе в жидкости. С помощью радиальной функции распределения можно показать, что в среднем каждый атом в жидкости окружен таким числом ближайших соседей, что возможно говорить о близости структуры и характера теплового движения атомов в жидкости и твердом теле. Поскольку в первом приближении предполагаются короткодействующие силы между атомами, то для характеристики термодинамических свойств жидкости можно ограничиться учетом лишь взаимодействия данного атома с атомами его первой координационной сферы. Эти [c.327]

Методами статистической термодинамики описана адсорбция газов и паров на поверхности ионных кристаллов (галогениды щелочных металлов) и ионных пористых кристаллов (цеолиты типа А и X). Приведены результаты расчета термодинамических свойств простых молекул, адсорбированных на этих кристаллах. [c.472]

Такой путь рассмотрения дефектов решетки реальных кристаллов имеет то преимушество, что из области трудно проверяемых на опыте гипотез о биографических дефектах, число которых не имеет теоретических ограничений, он позволяет перейти к точному расчету, в котором основные величины могут быть айдены теоретически или непосредственно определены из опытных данных. Тем самым для теории дефектов особый интерес приобретает вопрос о термодинамических свойствах реальных кристаллов. [c.110]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ [c.110]

В настоящее время справочные термодинамические данные (в особенности для органических веществ) нередко являются значительно более полными для газообразного состояния веществ, чем для жидкого и кристаллического. Это приводит к необходимости определения термодинамических свойств жидкостей и кристаллов по данным о свойствах тех же веществ в газообразном состоянии. В других случаях возникают и обратные задачи. Справочные данные для газов относятся обычно к стандартному состоянию. По-втому для таких пересчетов необходимы термодинамические пара- [c.46]

ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ — термодинамически устойчивое состояние веще-стпа, промежуточное по своим свойствам между жидким состоянием и кристаллическим. На диаграмме состояния Ж- к. всегда имеют четкую замкнутую область устойчивого существования. Известно около 3000 органических веществ, способных к образованию Ж- к. Молекулы этих веществ имеют удлиненную форму, а наличие боковых ответвлений сокращает область существования Ж. к. Для Ж. к. известны две структурные формы существования 1) нематическая форма, при которой молекулы вытянуты параллельно друг другу, и 2) смектическая форма, в которой молекулы образуют слои, располагаясь перпендикулярно к плоскости этих слоев. Некоторые коллоидные системы, например водные растворы мыл, дают образования типа Ж. к., называемые лиотропными. По мере увеличения количества растворителя система становится сначала смектической, затем нематической и, наконец, переходит в изотропную жидкость. В смектических мыльных растворах молекулы мыла образуют двойные слои, обращенные полярными группами к воде, выполняющей роль прослойки между этими двойными слоями. Наличие такой структуры объясняет моющее действие мыльных растворов. Исследование Ж- к. имеет важное значение для теории строения вещества и представляет большой интерес для техники, био-логин медицины. [c.97]

Предварительное изучение термодинамических свойств алмаза и графита показало, что при атмосферном давлении и при любых температурах графит является более устойчивой модификацией углерода, чем алмаз, который таким образом в обычных условиях представляет собой метастабильную форму углерода. Превращение алмаза в устойчивый графит не происходит из-за бесконечно малой скорости такого процесса (заторможенные реакции). При повышении температуры скорость перехода алмаза в графит увеличивается при 1500 °С в среде нейтрального газа или вакууме (в присутствии следов кислорода, который является катализатором процесса) начинается графитизация алмаза — темнеют ребра и углы кристалла. При 1900 °С переход алмаза в графит происходит почти мгновенно. Оказалось, что превращение алмаза в графит является экзотермической реакцией, правда, с небольшим тепловым эффектом. Энтальпия превращения АЯалмаз графит составляет 1381 Дж/моль. [c.125]

Стандартным состоянием для газов является состояние гипотетического идеального газа при давлении 1 атм (101 325 Па) при любой температуре. Для конденсированных систем стандартным состоянием является состояние жидкости или кристалла при давлении 1 атм и любой температуре Т. Если давление пара данного вещества при определенной температуре достигает 1 атм (101 325 Па), выбирают новое стандартное состояние — идеального газа данного вещества при р=1 атм. (В точке перехода молярные значения О одинаковы, и это позволяет точно согласовать изменение выбора стандартного состояния при переходе через точку кипения.) Для растворенных веществ за стандартное принимают гипотетическое состояние одномоляльного раствора (1 моль вещества на 1 кг растворителя), энтальпия которого равна энтальпии раствора при бескопечном разбавлении. Эти условия рекомендованы комиссией по термодинамике ИЮПАК в 1975 г., но их использовали и раньше. Наиболее полный и точный многотомный справочник в нашей стране выпускается под названием Термодинамические свойства индивидуальных веществ (3-е изд., М., Наука, 1978—1982). [c.147]

В принципе все физические свойства кристаллов зависят от их структуры и, следовательно, от дефектности решетки. Однако не все свойства в равной мере чувствительны к наличию дефектов. Обычно число равновесных дефектов относительно невелико, поэтому к мало чувствительным свойствам относятся все те, которые зависят только от средних значений молекулярных параметров частиц в решетке. Сюда относятся такие термодинамические свойства, как теплоемкость и энергия кристаллов. Более чувствительны к наличию дефектов оптические свойства кристаллов в области основной полосы поглощения. Высокочувствительны те физические свойства, которые практически полностью определяются наличием отдельных дефектов в кристаллической решетйе — диффузия в кристаллах, электропроводность примесных полупроводников, поглощение света вне основной полосы поглощения, люминесценция, некоторые магнитные свойства, скорость химических реакций в кристаллах. Для химии большое значение имеет равновесная нестехиометричность ионных кристаллов, возникающая в связи с появлением в решетке структурных дефектов. [c.271]

Глава VIII. Статистические расчеты термодинамических свойств газов жидкостей и кристаллов..................... [c.319]

Однако в любом случае изменяются термодинамические свойства и подвижность реагирующих веществ, когда они находятся в растворе. Поэтому в зависимости от природы растворителя одна и та же реакция имеет разные скорости. Влияние растворителя на кинетику реакций определяется различием между природой газовых смесей и растворов веществ в конденсированных фазах. Близость кинетических закономерностей в двух конденсированных фазах (твердой и жидкой) объясняется упорядоченностью частиц в кристаллах, которая в определенной степени сохраняется и в жидкостях. В противоположность газам, где реакции проходят при столкновении свободно двигающихся по всему объему молекул, в конденсированных фазах, в частности в жидкостях, свободный объем очень мал. Поэтому движение молекул реагирующих веществ ограничено объемом некоторой ячейки или клетки, в которую они заключены, и образованной молекулами растворителя. Частица растворенного вещества может вырваться из своего окружения и вступить в реакцию лищь после большого числа тепловых колебаний. Вероятность ш такого выхода зависит от частоты тепловых колебаний V и должна быть равна или больше некоторого энергетического барьера Е, т. е. l 7=ve-E/ г [c.451]

T. I, Ч. 1 (Атомы и ноны), I960 ч. 2 (Молекулы I), 1951 ч. 3 (Молекулы И), 1951 ч. 4 (Кристаллы), 1955 т. II, ч. 2а (Равковесне пар — конденсат. Осмотические явления), 1960 ч. 3 (Равновесие в расплавах,. Поверхностные явления), 1956 ч. 4 (Теплофизические явления и термодинамические свойства элементов и соединений), 1961 ч. 6 (Электрические свойства), 1959 ч. 7 (Электрохимические системы), 1960. [c.184]

Следует отметить, что в низкомолекулярных веществах кристаллизация происходит до полного исчезнования аморфной фазы, благодаря независимой укладке люлекул на центрах кристаллизации между тем, в полимерах до 40— 60 0 вещества остаются в аморфном состоянии. В низкомолекулярных веществах кристаллы имеют поверхность раздела и их люжно полностью отделить от остальной массы, тогда как в полимерах упорядоченные и неупорядоченные участки меньше размера самих полимерных молекул и принципиально неразделимы. Наконец, в низкомолекулярных веществах кристаллизация резко изменяет не только структуру вещества (что видно по изменению рентгенограмм), но и термодинамические свойства (плотность, теплоемкость, сорбцию паров и др.) в полимерах кристаллиты содержат сравнительно небольшое число атомов, которого достаточ- [c.232]

Наличие корреляции между различными термодинамическими свойствами предельно разбавленного раствора в области температур, близких к стандартной, подтверждает предположение о том, что специфические межмолекуля рные контакты (вызванные перераспределением электронной плотности в гидратном комплексе, в отличие от таковых в кристалле, существенно зависят от параметров состояния системы. При изучении этого вопроса необходимо учитывать не только строение и исходное структурное состояние изотопомеров растворителя и растворенного вещества, но и донорно-акцепторную способность их молекул. [c.134]

Расчет гибкости конкретных полимерных цепей должен основываться на их химическом строении. Так, конформации мономерных звеньев в полимерах типа (—СН2—СНН—) (например, полистирол, см. рис. 3.1) и (—СН2—СНг—) определяются преимущественно взаимодействиями массивных боковых привесков Н. Сведения об этих конформациях удается получить путем исследования кристаллических полимеров методом рентгеноструктурного анализа. Вследствие конфигурационной гетерогенности и дисперсии длин цепей обычные полимеры не кристаллизуются или кристаллизуются лищь частично. Однако стереоре-гулярные полимеры кристаллизуются хорощо, их можно получить даже в виде монокристаллов. Но в блоке и стереорегулярные полимеры кристаллизуются не полностью. Наряду с гетерогенностью, кристаллизации препятствуют кинетические факторы. Для того чтобы образовать кристалл, макромолекулы должны переориентироваться. Стастические флуктуирующие клубки закристаллизоваться не могут — цепи должны вытянуться. Даже если термодинамические условия благоприятствуют развертыванию клубков и ориентации цепей, эти процессы могут потребовать слищком длительного времени по сравнению с временем опыта. Необходимо преодолеть барьеры внутреннего вращения. Равновесные термодинамические свойства поворотно-изомерной макромолекулы определяются разностями энергий поворотных изомеров напротив, кинетические свойства определяются высотами энергетических барьеров. Для кристаллизации существенна не только термодинамическая, но и кинетическая гибкость цепей. Прогрев полимера или его набухание в низкомолекулярном растворителе облегчают кристаллизацию. [c.132]

В статье Пошкуса [12] рассмотрена молекулярная теория адсорбции на несиецифических адсорбентах, не содержащих иа поверхности ионов или полярных функциональных групп. В настоящей статье мы ограничимся кратким обзором общей теории адсорбции газов и паров на твердых поверхностях и ее применением к адсорбции на ионных непористых кристаллах (галоидные соли щелочных металлов) и ионных пористых кристаллах (цеолиты типа А и X). Приводятся также полученные в нашей лаборатории результаты расчетов термодинамических свойств простых молекул, адсорбированных на этих кристаллах. [c.23]

Изучение химии поверхности и адсорбции представляет удобный путь исследования молекулярных взаимодействий. Регулируя геометрию и химию поверхности и изучая адсорбцию молекул разной геометрической и электронной структуры, можно исследовать взаимодействия молекул с поверхностью во всем их многообразии — от слабых вандерваальсовых до различных химических. Воспроизводимость геометрии и химии поверхности обеспечивает воспроизводимость адсорбционных свойств единицы поверхности (для тонконористых кристаллов — единицы массы). При данной температуре и концентрации объемной фазы адсорбционные свойства таких адсорбентов зависят только от строения их поверхности и скелета. Задачей молекулярной теории адсорбции является установление количественных характеристик системы адсорбент — адсорбат на основании свойств молекулы адсорбата и свойств адсорбента. Эта задача решается методами молекулярной статистики и теории межмолекулярных взаимодействий. Молекулярно-статистическая теория позволяет характеризовать термодинамические свойства адсорбционной системы, выражая потенциальную энергию молекулы адсорбата в поле адсорбента в зависимости от всех ее координат. Однако при этом встречаются затруднения, связанные с отсутствием общего выражения для потенциальной функции в случае сложного межмолекулярного взаимодействия на коротких расстояниях. Поэтому чем сложнее это взаимодействие, тем важнее получить о нем до полнительную информацию с помощью комплекса различных экспери ментальных методов, в частности, спектроскопических. [c.132]

Приведем примеры фаз. Если вода находится в равновесии с паром, то в этой системе имеются две фазы вода и пар. В системе, состоящей из насы- щенного раствора соли, кристаллов соли и пара, имеются три фазы. Право-и левовращающие кристаллы хлорноватокислого натрия Na lOg мы считаем одной фазой, так как их термодинамические свойства одинаковы, различие [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология