10.) Milyen alakja van az SF 4 molekulának? Rajzolja le és indokolja! (2 pont) libikóka; indoklás: 1 nemkötő és 4 kötő elektronpár

Átírás

1 1.) Írja le az atom definícióját! (2 pont) Kémiai úton tovább nem bontható, pozitív töltésű atommagból és azzal kölcsönhatásban álló egy vagy több negatív töltésű elektronból felépülő részecske, elektromosan semleges. 2.) Mennyi a 86 38Sr izotóp (2 pont) a.) atommagjában a protonok száma 38 b.) atommagjában a neutronok száma 86-38= 48 c.) tömegszáma 86 d.) egy semleges atomjában az elektronok száma 38 3.) Definiálja a relatív atomtömeget! (2 pont) A természetes nuklid-összetételű elem egy atomja átlagos tömegének viszonya a 12 C-nuklid tömegének 1/12 részéhez. 4.) Mit mond ki a Hund szabály? (2 pont) Azonos energiájú szintek közül a különböző mágneses kvantumszámúak töltődnek be először egy-egy azonos spínű elektronnal, majd ezután kerül sor az ellentétes spínű elektronok beépülésére.

2 5.) A következő kérdések kvantumszámokra vonatkoznak. (3 pont) Mekkora értéket vehet fel: a.) l, ha n=2? 0,1 b.) m, ha l=3? -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 c.) m s, ha m=4? +1/2, -1/2 6.) Adja meg egy semleges oxigénatom alapállapotának és egy tetszőleges gerjesztett állapotának elektronkonfigurációját! (2 pont) ALAPÁLLAPOT GERJESZTETT ÁLLAPOT 1s 2, 2s 2, 2p 4 pl. 1s 2, 2s 2, 2p 3, 4s 1 7.) Definiálja az elektron affinitást! (2 pont) Az az energia, amely akkor szabadul fel, amikor egy atom egy elektront felvesz és alapállapotú ion keletkezik.

3 8.) Tegye ki a relációjeleket (<, =, >! (4 pont) a) Li atomsugara > Ne atomsugara b) Li atomsugara < Na atomsugara c) Li első ionizációs energiája < Be első ionizációs energiája d) Be első ionizációs energiája > B első ionizációs energiája e) H első ionizációs energiája > Li első ionizációs energiája f) Ne első ionizációs energiája > Ar első ionizációs energiája g) B elektronegativitása < F elektronegativitása h) K elektronegativitása < Li elektronegativitása 9.) Sorolja fel, hogy milyen másodlagos kémiai kölcsönhatásokat ismer! Ezek közül melyik a legerősebb? (4 pont) hidrogénkötés, ion dipol, dipol dipol, indukált dipol ind. dipol (diszperziós), ion indukált dipol 10.) Milyen alakja van az SF 4 molekulának? Rajzolja le és indokolja! (2 pont) libikóka; indoklás: 1 nemkötő és 4 kötő elektronpár

4 Gázok folyadékok szilárd anyagok Molekulák: másodrendű kölcsönhatás növekszik Gázok Folyadékok Szilárd anyagok Elsőrendű kölcsönhatás az atomok között: Atomrácsos szilárd anyagok Ionrácsos szilárd anyagok Fémek

5 Folyadékok és elegyek

6 gömb! Folyadékok Másodlagos kötőerők szerepe domináns az alkotórészek között Térfogat nem (ill. nehezen) változtatható Alak könnyen változtatható Mozgó részecskék. befele húzó erõ az eredõ, a felület csökkenése felé hat

7 Folyadékok három fő jellemzője: 1. Képesek alakváltásra (folynak) --- viszkozitás 2. Élesen meghatározott felület --- felületi feszültség 3. Párolognak --- gőznyomás, vagy tenzió

8 Gőznyomás, vagy tenzió folyadék gáz [gáz] [folyadék] = K állandó Tiszta folyadék gőznyomása csak a hőmérséklettől függ. Kis hőmérséklet tartományra: Clausius Clapeyron egyenlet 1. A folyadék móltérfogata elhanyagolható a gőzéhez képest 2. A gőzt ideális gáznak tekintjük.

9 Gőznyomás nyomás/hgmm hőmérséklet / ºC

10 Számítási feladat: Egy 4 literes tartályban 3 liter folyadék van, melynek gőznyomása 20 ºC-on 15 kpa. a.) Mennyi a nyomás a tartályban? b.) Mennyi lesz, ha 1 liter folyadékot kiengedünk? c.) Mennyi lesz, ha 2,8 g nitrogén gázt nyomunk a tartályba? d.) Mennyi lesz, ha ezután a meglévő folyadék felét az alsó csapon kiengedjük?

11 Relatív és abszolút nedvességtartalom Egy gáz maximális víztartalmát a víz tenziója megszabja. Relatív: % = (p víz /p víz0 )100 % Abszolút: g víz/m 3 pv= nrt c = n/v = p/rt mol/m 3 n=m/m c = m/v = pm/rt g/m 3

12 3 3 Feladat: Egy téli napon teljesen kiszellőztetjük a szobánkat. A kinti hőmérséklet 0 ºC és a csapadékos időjárás következtében a levegő vízgőzre telített. Mikor eszünkbe jut becsukni az ablakokat, a szoba hőmérséklete is 0 ºC. Rémülten bekapcsoljuk a fűtést és a szobát 20 ºC-ra melegítjük. Mennyi a szoba levegőjének relatív és abszolút nedvességtartalma 20 ºC-on? A víz tenziója 0 ºC-on 0,613 kpa 20 ºC-on 2,333 kpa Mennyi lenne, ha vízet párologtatva a levegőt telítenénk vízgőzzel?

13 Forráspont- gőznyomás Forráspont: azon hőmérséklet, amelynél a gőznyomás értéke eléri a külső nyomást párolgás kondenzáció Et 2 O HCCl 3 CCL 4 H 2 O l. 20 C-on CO 2 (44) CuCl 3 (119) H 2 O (18) Hg (201) glicerin (92) Hgmm 170 Hgmm 18 Hgmm 0,0012 Hgmm 1,6*10-4 Hgmm nyomás/hgmm CH 3 -O-CH 3 ~ 4*10 5 Pa CO 2 ~ 58*10 5 Pa CH 3 CH 2 OH ~ 0,06*10 5 Pa SO 2 ~ 3,4*10 5 Pa dipól -20C 0C 60C 100 C

14 Magyarázzuk meg az alábbi adatokat a molekulák közötti kölcsönhatások alapján! Molekula Forráspont HCl -85 ºC HBr -67 ºC HI -35 ºC

15 Kritikus hőmérséklet Anyag Kritikus hőmérséklet ºC Hélium -268 (5.2 K) Neon -229 Argon -123 Kripton -64 Xenon 17 Hidrogén -240 Nitrogén -147 Oxigén -118 Klór 144 HCl 52 H 2 O 374 NH CO 2 31 C 6 H az a hőmérséklet, amely felett a folyadékállapot nem létezik. Kérdés: Az udvaron van két 50 literes gázpalack, az egyikben nitrogén, a másikban klórgáz van. T= 20 ºC. Mindegyiknek megmértük a nyomását: nitrogén: 1200 kpa; klór: 640 kpa (p 0 ).

16 Felületi feszültség l F γ = F/l A folyadék felületének egységnyi megnöveléséhez szükséges energia.

17 Felületi feszültség Gyakori folyadékok felületi feszültsége 25 C-on /N m -1 Víz felületi feszültségének hőmérsékletfüggése Dietil éter Kloroform Benzol CCl Víz Etanol Higany Glicerin Üveg nagyon nagy ( C) (N m -1 ) 0,0764 0,0756 0,0742 0,0727 0,0712 0,0696 0,0662 0,0626 0,0589

18 Nedvesítés, kapilláris nyomás csepp csepp felület felület nedvesít: θ < 90 nem nedvesít: θ > 90 Nehézségi erő: F g =r 2 πρgh Adhéziós erő: F g =2rπγ cosθ h=2γ cosθ/ρgr p c =2γ cosθ/r p c kapilláris nyomás γ felületi feszültség r a cső sugara θ határszög

19 Tenzidek Tenzid: kis mennyiségben is csökkenti a felületi feszültséget (ionos: SDS, amfipatikus: BuOH) micella 5 10 m%

20 Viszkozitás Folyással szembeni belső ellenállás extrém: üveg (pl. üveglap vastagodás) belső összetartás, összeakadás ~ viszkozitás n-oktán 0,32 cp; izooktán 0,47 cp p 2 p 1 L dv _ dt pr 4 η viszkozitás π = Hagen - Poisenville egyenlet

21 Viszkozitás Víz viszkozitása C P = 1 g cm 1 s 1 1 P = 0,1 Pa s 1 cp = 1 mpa s cp folyadék Dietil éter Kloroform Víz Etanol Higany Oliva olaj Motorolaj Glicerin üvegek viszkozitás /cp Benzol CCl nagyon nagy

22 Ideális folyadékelegyek T= állandó A folyadék móltörtje: x A Raoult-törvény szerint p A = x A p o A p B = x B p o B gőznyomás folyadék gőz p o A : tiszta A gőznyomása Az elegy p gőznyomása: A móltörtje p = p A + p B = x A p o A + x B po B = po B + x A (po A - po B ) A gőz móltörtje: y A x p o = A A, o o o pb xa( pa pb ) yb = + Ha p 0 A > p 0 B y A > x A y A

23 A móltörtje, x Gőzösszetétel görbe Fázisdiagram Hőmérséklet Forráspont görbe forrpontdiagram p= állandó

24 Nemideális elegyek Pozitív: különböző molekulák között kisebb a vonzás, mint az azonosak között. Negatív: különböző molekulák között nagyobb a vonzás, mint az azonosak között.

25 pl. HNO HO pl. EtOH H O Nemideális elegyek: Azeotrópok Gőzösszetétel görbe negatív azeotróp pozitív azeotróp Gőzösszetétel görbe Hőmérséklet Forráspont görbe Hőmérséklet Forráspont görbe A víz móltörtje, x H2O A víz móltörtje, x H2O

26 Nemideális elegyek: Azeotrópok