hóa vô cơ ppt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
MÔN HỌC
MÔN HỌC
HA VÔ CƠ
HA VÔ CƠ


GIẢNG VIÊN:
GIẢNG VIÊN:
TS. HOÀNG ĐÔNG NAM
TS. HOÀNG ĐÔNG NAM
TS. HUỲNH KỲ PHƯƠNG HẠ
TS. HUỲNH KỲ PHƯƠNG HẠ
CHƯƠNG 1
CHƯƠNG 1
MỐI LIÊN HỆ GIỮA KIỂU LIÊN
MỐI LIÊN HỆ GIỮA KIỂU LIÊN
KẾT, TRẠNG THÁI TẬP HP
KẾT, TRẠNG THÁI TẬP HP
VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA
VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA
CÁC CHẤT
CÁC CHẤT
CÁC TRẠNG THÁI TẬP HP CỦA VẬT CHẤT
CÁC TRẠNG THÁI TẬP HP CỦA VẬT CHẤT




Nhận xét chung
Nhận xét chung

Các chất có 4 trạng thái tồn tại chính:
Các chất có 4 trạng thái tồn tại chính:
–
Trạng thái plasma
Trạng thái plasma
–
Trạng thái khí
Trạng thái khí
–
Trạng thái lỏng
Trạng thái lỏng
–
Trạng thái rắn tinh thể
Trạng thái rắn tinh thể

3 trạng thái giả bền: (tự đọc)
3 trạng thái giả bền: (tự đọc)
–
Trạng thái rắn vô đònh hình
Trạng thái rắn vô đònh hình
–
Trạng thái lỏng chậm đông
Trạng thái lỏng chậm đông
–
Trạng thái lỏng chậm sôi
Trạng thái lỏng chậm sôi

–
Một số chất có trạng thái trung gian giữa chất rắn và chất
Một số chất có trạng thái trung gian giữa chất rắn và chất
lỏng: Trạng thái tinh thể lỏng (tự đọc)
lỏng: Trạng thái tinh thể lỏng (tự đọc)

Trạng thái Plasma:
Trạng thái Plasma:


–
Plasma là một trạng thái vật chất trong đó các chất
Plasma là một trạng thái vật chất trong đó các chất
bò ion hóa mạnh. Phần lớn vật chất nằm d i d ng ướ ạ
bò ion hóa mạnh. Phần lớn vật chất nằm d i d ng ướ ạ
ion, h t nhân và electron; các electron chuyển ạ
ion, h t nhân và electron; các electron chuyển ạ
động tương đối tự do giữa các hạt nhân.
động tương đối tự do giữa các hạt nhân.



Trạng thái khí
Trạng thái khí
–
Ở trạng thái khí, các phân tử (nguyên tử) ở cách
Ở trạng thái khí, các phân tử (nguyên tử) ở cách
nhau rất xa. Ở áp suất thường, phân tử chỉ chiếm
nhau rất xa. Ở áp suất thường, phân tử chỉ chiếm

khoảng 1/1000 thể tích khí. Vì vậy chất khí có thể
khoảng 1/1000 thể tích khí. Vì vậy chất khí có thể
nén và chiếm thể tích bình đựng.
nén và chiếm thể tích bình đựng.

Ở áp suất thấp, nhiệt độ cao, các phân tử khí rất ít
Ở áp suất thấp, nhiệt độ cao, các phân tử khí rất ít
và hầu như không tương tác với nhau. Khí được coi
và hầu như không tương tác với nhau. Khí được coi
là lý tưởng, tuân theo phương trình:
là lý tưởng, tuân theo phương trình:
PV = nRT
PV = nRT

Trong đó:
Trong đó:
–
P là áp suất phân tử khí gây ra trên thành bình
P là áp suất phân tử khí gây ra trên thành bình
đựng.
đựng.
–
V là thể tích của bình đựng khí.
V là thể tích của bình đựng khí.
–
N là số mol khí có trong bình đựng.
N là số mol khí có trong bình đựng.
–
R là hằng số khí
R là hằng số khí

–
T là nhiệt độ tuyệt đối
T là nhiệt độ tuyệt đối

Ở áp suất cao, nhiệt độ thấp, mât độ các hạt khí
Ở áp suất cao, nhiệt độ thấp, mât độ các hạt khí
cao, sự tương tác giữa các hạt đáng kể, khí này là
cao, sự tương tác giữa các hạt đáng kể, khí này là
khí thực, tuân theo phương trình:
khí thực, tuân theo phương trình:

Trong đó phản ánh lực hút giữa các phân
Trong đó phản ánh lực hút giữa các phân
tử
tử


–


b là thể tích riêng của các phân tử
b là thể tích riêng của các phân tử
)2.1())((
2
RTbV
V
a
P =−+
2
V

a

Sự hóa lỏng chất khí
Sự hóa lỏng chất khí

Ở áp suất thường, chất khí hóa ở một nhiệt độ xác
Ở áp suất thường, chất khí hóa ở một nhiệt độ xác
đònh. Nhiệt độ đó gọi là
đònh. Nhiệt độ đó gọi là
nhiệt độ hóa lỏng
nhiệt độ hóa lỏng
. Ngược
. Ngược
lại, ở nhiệt độ đó chất lỏng cũng hóa hơi, vì vậy
lại, ở nhiệt độ đó chất lỏng cũng hóa hơi, vì vậy
nhiệt độ đó cũng là
nhiệt độ đó cũng là
nhiệt độ sôi
nhiệt độ sôi
của chất lỏng.
của chất lỏng.

Tuy nhiên, việc nâng cao nhiệt độ hóa lỏng (hay
Tuy nhiên, việc nâng cao nhiệt độ hóa lỏng (hay
nhiệt độ sôi) nhờ áp suất cũng có một giới hạn
nhiệt độ sôi) nhờ áp suất cũng có một giới hạn
nhất đònh, qua nhiệt độ đó chất lỏng không thể
nhất đònh, qua nhiệt độ đó chất lỏng không thể
tồn tại dù dưới áp suất nào.
tồn tại dù dưới áp suất nào.


Nhiệt độ cực đại đó được gọi là nhiệt độ tới hạn
Nhiệt độ cực đại đó được gọi là nhiệt độ tới hạn
(T
(T
th
th
) và áp suất cần thiết để chất khí hóa lỏng ở
) và áp suất cần thiết để chất khí hóa lỏng ở
nhiệt độ đó gọi là áp suất tới hạn (P
nhiệt độ đó gọi là áp suất tới hạn (P
th
th
). Thể tích
). Thể tích
một mol khí ở nhiệt độ tới hạn và áp suất tới
một mol khí ở nhiệt độ tới hạn và áp suất tới
hạn gọi là
hạn gọi là
thể tích tới hạn.
thể tích tới hạn.
Ở điều kiện tới hạn,
Ở điều kiện tới hạn,
thể tích của chất khí và chất lỏng bằng nhau nên
thể tích của chất khí và chất lỏng bằng nhau nên
tại đó chất khí và chất lỏng có tỷ khối như nhau.
tại đó chất khí và chất lỏng có tỷ khối như nhau.

Tr ng thái lỏng:ạ
Tr ng thái lỏng:ạ




Là trạng thái trung gian giữa chất rắn và
Là trạng thái trung gian giữa chất rắn và
chất khí. Ở nhiệt độ thường kiến trúc của
chất khí. Ở nhiệt độ thường kiến trúc của
chất lỏng gần với kiến trúc của chất rắn tinh
chất lỏng gần với kiến trúc của chất rắn tinh
thể
thể



Khác với chất rắn trong kiến trúc của chất
Khác với chất rắn trong kiến trúc của chất
lỏng có lỗ trống, do đó các phân tử chất lỏng
lỏng có lỗ trống, do đó các phân tử chất lỏng
di chuyển dễ dàng. Chất lỏng có hình dạng
di chuyển dễ dàng. Chất lỏng có hình dạng
của vật đựng và có đẳng hướng về các tính
của vật đựng và có đẳng hướng về các tính
chất từ, quang và điện và độ cứng. Chất lỏng
chất từ, quang và điện và độ cứng. Chất lỏng
ở nhiệt độ thường hầu như không bò nén.
ở nhiệt độ thường hầu như không bò nén.
Trạng thái tinh thể và trạng thái vô đònh hình

Trạng thái tinh thể và trạng thái vô đònh hình



Chất tinh thể:
Chất tinh thể:

Chất tinh thể có các tiểu phân sắp xếp
Chất tinh thể có các tiểu phân sắp xếp
trật tự theo những quy luật lặp đi lặp lại
trật tự theo những quy luật lặp đi lặp lại
nghiêm ngặt trong toàn bộ tinh thể.
nghiêm ngặt trong toàn bộ tinh thể.

Do đó chất tinh thể có:
Do đó chất tinh thể có:
–
Cấu trúc và hình dáng xác đònh.
Cấu trúc và hình dáng xác đònh.
–
Có trật tự xa.
Có trật tự xa.
–
Có tính dò hướng.
Có tính dò hướng.
–
Có nhiệt độ nóng chảy xác đònh.
Có nhiệt độ nóng chảy xác đònh.
V& du
V& du

Tinh th- SiO
2


(Cristobalite)

Chất vô đònh hình:
Chất vô đònh hình:





Chất vô đònh hình có cấu trúc gần như cấu
Chất vô đònh hình có cấu trúc gần như cấu
trúc chất lỏng
trúc chất lỏng

Do đó chất vô đònh hình có:
Do đó chất vô đònh hình có:
–
Cấu trúc và hình dáng không xác đònh.
Cấu trúc và hình dáng không xác đònh.
–
Có trật tự gần
Có trật tự gần
–
Có tính đẳng hướng
Có tính đẳng hướng
–

Có nhiệt độ nóng chảy không xác đònh.
Có nhiệt độ nóng chảy không xác đònh.

Kết luận:
Kết luận:
Trạng thái tinh thể luôn bền hơn
Trạng thái tinh thể luôn bền hơn
trạng thái vô đònh hình.
trạng thái vô đònh hình.


Hệ tinh th-
Hệ tinh th-



Các yếu tố đối xứng
Các yếu tố đối xứng
của tinh thể
của tinh thể
a)
a)
Tâm đối xứng
Tâm đối xứng
là điểm
là điểm
giữa của tất cả các
giữa của tất cả các
đoạn thẳng nối từ bất

đoạn thẳng nối từ bất
kỳ điểm nào trên bề mặt
kỳ điểm nào trên bề mặt
này sang bề mặt kia của
này sang bề mặt kia của
tinh thể và đi qua nó.
tinh thể và đi qua nó.

Mặt phẳng đối
Mặt phẳng đối
xứng
xứng
là mặt
là mặt
phẳng phân
phẳng phân
chia tinh thể
chia tinh thể
ra làm hai
ra làm hai
phần mà phần
phần mà phần
này là ảnh
này là ảnh
của phần kia
của phần kia
trong gương.
trong gương.

Trục đối xứng

Trục đối xứng


là đường thẳng
là đường thẳng
mà khi quay
mà khi quay
tinh thể xung
tinh thể xung
quanh nó 360
quanh nó 360
o
o
thì tinh thể
thì tinh thể
trùng với hình n
trùng với hình n
lần, n được gọi
lần, n được gọi
là bậc của trục.
là bậc của trục.


–
Hình bên có
Hình bên có
trục đối xứng
trục đối xứng
bậc 4 (L
bậc 4 (L

4
4
)
)
Cấu tạo bên trong tinh thể
Cấu tạo bên trong tinh thể



Mạng tinh thể
Mạng tinh thể


được tạo thành từ các
được tạo thành từ các
mặt
mặt
mạng
mạng
. Điểm giao nhau của các mặt mạng
. Điểm giao nhau của các mặt mạng
là các
là các
nút mạng
nút mạng
.
.


Mặt mạng (a) và mạng tinh thể với ô m ng c b n(b)ạ ơ ả


Ô m ng cạ ơ
Ô m ng cạ ơ


sở
sở
là hình
là hình
khối nhỏ nhất tạo nên
khối nhỏ nhất tạo nên
mạng tinh thể.
mạng tinh thể.

Mỗi ô m ng c sở được ạ ơ
Mỗi ô m ng c sở được ạ ơ
đặc trưng bằng giá trò 3
đặc trưng bằng giá trò 3
cạnh (a
cạnh (a
0
0
,b
,b
0
0
,c
,c
0
0

) theo các
) theo các
tr c a, b, c và 3 góc (ụ
tr c a, b, c và 3 góc (ụ
α
α
,
,
β
β
,
,
γ
γ
) được quy đònh
) được quy đònh
thống nhất như hình
thống nhất như hình
bên, gọi là
bên, gọi là
các
các


thông
thông
số c a ô m ng c sở ủ ạ ơ
số c a ô m ng c sở ủ ạ ơ
của mạng tinh thể
của mạng tinh thể

.
.



Các tiểu phần (ion, nguyên tử, phân tử)
Các tiểu phần (ion, nguyên tử, phân tử)
phân bố tại nút mạng.
phân bố tại nút mạng.
CsCl Ar CO
2

Các hệ tinh thể và ô mạng cơ sở của chúng
Các hệ tinh thể và ô mạng cơ sở của chúng

Mạng tinh thể có tối thiểu
Mạng tinh thể có tối thiểu
một yếu tố đối xứng
một yếu tố đối xứng
. Căn
. Căn
cứ vào các yếu tố đối xứng
cứ vào các yếu tố đối xứng
có
có
7
7
hệ tinh thể
hệ tinh thể
. Đó là:

. Đó là:

1.Hệ tam tà
1.Hệ tam tà
(triclinic) có
(triclinic) có
tâm đối xứng. Không có
tâm đối xứng. Không có
trục và mặt đối xứng.
trục và mặt đối xứng.
–
Thông số ô mạng cơ sở:
Thông số ô mạng cơ sở:
–
a
a
0
0


≠
≠
b
b
0
0


≠
≠

c
c
0
0
;
;
α
α


≠
≠


β
β


≠
≠


γ
γ


≠
≠
90
90

o
o


K
K
2
2
Cr
Cr
2
2
O
O
7
7
; CuSO
; CuSO
4
4
.5H
.5H
2
2
O
O

Hệ đơn tà
Hệ đơn tà
(monoclinic)

(monoclinic)
có 1 trục đối xứng bậc 2
có 1 trục đối xứng bậc 2
và 1 mặt phẳng đối xứng
và 1 mặt phẳng đối xứng
hoặc chỉ có một trong
hoặc chỉ có một trong
hai yếu tố đối xứng này.
hai yếu tố đối xứng này.

Thông số ô mạng cơ sở:
Thông số ô mạng cơ sở:
–
a
a
0
0


≠
≠
b
b
0
0


≠
≠
c

c
0
0
;
;
α
α
=
=
γ
γ
= 90
= 90
o
o
;
;
β
β


≠
≠
90
90
o
o
&120
&120
0

0
–
Lưu huỳnh đơn tà (S
Lưu huỳnh đơn tà (S
β
β
),
),
thạch cao (CaSO
thạch cao (CaSO
4
4
.2H
.2H
2
2
O)
O)

Hệ trực giao
Hệ trực giao


(orthorhombic; h tà ệ
(orthorhombic; h tà ệ
ph ng) có vài trục đối ươ
ph ng) có vài trục đối ươ
xứng bậc 2 và vài mặt
xứng bậc 2 và vài mặt
phẳng đối xứng hoặc một

phẳng đối xứng hoặc một
trong hai yếu tố đối xứng
trong hai yếu tố đối xứng
này.
này.

Thông số ô mạng cơ sở:
Thông số ô mạng cơ sở:
–
a
a
0
0


≠
≠
b
b
0
0


≠
≠
c
c
0
0
;

;
α
α
=
=
β
β
=
=
γ
γ
=
=
90
90
o
o


–
Lưu huỳnh trực giao (S
Lưu huỳnh trực giao (S
α
α
),
),
baritin (BaSO
baritin (BaSO
4
4

) …
) …

H tam ph ngệ ươ
H tam ph ngệ ươ
(trigonal ; rhombohedral:
(trigonal ; rhombohedral:


Hệ
Hệ
mặt thoi
mặt thoi
) có ít nhất một trục đối xứng bậc 3.
) có ít nhất một trục đối xứng bậc 3.

Thông số ô mạng cơ sở:
Thông số ô mạng cơ sở:
–
a
a
0
0
= b
= b
0
0
= c
= c
0

0
;
;
α
α
=
=
β
β
=
=
γ
γ


≠
≠
90
90
o
o


–
Canxit (CaCO
Canxit (CaCO
3
3
), NaIO
), NaIO

4
4
.3H
.3H
2
2
O …
O …

Hệ tứ phương
Hệ tứ phương


(tetragonal) có
(tetragonal) có
một trục đối
một trục đối
xứng bậc bốn.
xứng bậc bốn.

Thông số ô
Thông số ô
mạng cơ sở:
mạng cơ sở:
–
a
a
0
0
= b

= b
0
0


≠
≠
c
c
0
0
;
;
α
α


=
=
β
β
=
=
γ
γ
= 90
= 90
o
o

–
SnO
SnO
2
2
, CaWO
, CaWO
4
4