Chemia fizyczna

Peter Atkins, Julio de Paula, James Keeler

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-22924-5

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2022

Liczba stron:

986

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Atkins, Peter; Paula, Julio de; Keeler, James. Chemia fizyczna. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2022, 986 s. ISBN 978-83-01-22924-5

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Atkins, P.

A1 Paula, J.D.

A1 Keeler, J.

T1 Chemia fizyczna

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2022

SN 978-83-01-22924-5

Bibliografia BibTex:

@Book{ 288968, author = "Atkins, Peter and Paula, Julio de and Keeler, James", editor = "", title = "Chemia fizyczna", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2022", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-22924-5" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Atkins, Peter

AU - Paula, Julio de

AU - Keeler, James

ED -

TI - Chemia fizyczna

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2022

SN - 978-83-01-22924-5

ER -

Netografia (standard APA):

Atkins, Peter; Paula, Julio de; Keeler, James. Chemia fizyczna [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2022 [dostęp: 22 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/chemia-fizyczna-peter-atkins-julio-de-paula-288968.

chemia fizyczna, reakcje redoks, pomiary, ciecze, związki, materia, roztwory, mieszaniny, mole, równania chemiczne, wzory chemiczne, reakcje strącania, reakcje kwasów i zasad, stechiometria reakcji, termometria, entalpia, przemiany fazowe

Chemia fizyczna to nowoczesny, stale uaktualniany podręcznik, od lat cieszący się niezwykłą popularnością na całym świecie. Szybki rozwój chemii fizycznej, połączony z jednej strony z ewolucją zainteresowań studentów, a z drugiej z rozwojem metod ...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-22924-5

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2022

Liczba stron:

986

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Konwencje25
Lista tabel26
Lista niezbędników chemika28
PROLOG Energia, temperatura i chemia29
ROZDZIAŁ 1 Właściwości gazów31
(a) Ciśnienie32
1A Gaz doskonały32
1A.1 Zmienne stanu32
(b) Temperatura33
(a) Podstawy doświadczalne35
1A.2 Równania stanu35
(b) Mieszaniny gazów37
Lista pojęć kluczowych38
Zestawienie równań38
(a) Ciśnienie a prędkość cząsteczek39
1B Model kinetyczny gazów39
1B.1 Model kinetyczny39
(b) Rozkład prędkości Maxwella–Boltzmanna41
(c) Wartości średnie43
(a) Częstość zderzeń45
1B.2 Zderzenia45
(b) Średnia droga swobodna46
Lista pojęć kluczowych46
Zestawienie równań46
1C Gazy rzeczywiste47
1C.1 Odchylenia od zachowania gazu doskonałego47
(a) Współczynnik ściśliwości48
(b) Współczynniki wirialne49
(c) Parametry krytyczne50
(a) Postać równania van der Waalsa51
1C.2 Równanie van der Waalsa51
(b) Cechy równania53
(c) Zasada stanów odpowiadających sobie54
Lista pojęć kluczowych55
Zestawienie równań56
ROZDZIAŁ 2 Pierwsza zasada termodynamiki63
(a) Podstawowe definicje65
2A Energia wewnętrzna65
2A.1 Praca, ciepło i energia65
(b) Molekularna interpretacja ciepła i pracy67
(a) Molekularna interpretacja energii wewnętrznej68
2A.2 Definicja energii wewnętrznej68
(b) Sformułowanie pierwszej zasady termodynamiki69
(a) Ogólne równanie opisujące pracę70
2A.3 Praca objętościowa70
(b) Rozprężanie gazu pod stałym ciśnieniem zewnętrznym71
(c) Odwracalne rozprężanie gazu72
(d) Izotermiczne odwracalne rozprężanie gazu doskonałego73
2A.4 Przemiany cieplne73
(a) Kalorymetria74
(b) Pojemność cieplna75
Lista pojęć kluczowych77
Zestawienie równań78
(a) Zmiana entalpii i przepływ ciepła79
2B Entalpia79
2B.1 Definicja entalpii79
(b) Kalorymetria80
(a) Pojemność cieplna pod stałym ciśnieniem81
2B.2 Zależność entalpii od temperatury81
(b) Związek pomiędzy pojemnościami cieplnymi83
Lista pojęć kluczowych83
Zestawienie równań83
2C Termochemia84
2C.1 Zmiany entalpii standardowej84
(a) Entalpie przemian fizycznych85
(b) Entalpie przemian chemicznych86
(c) Prawo Hessa86
2C.2 Standardowe entalpie tworzenia87
2C.3 Zależność entalpii reakcji od temperatury88
(a) Różnicowa kalorymetria skaningowa89
2C.4 Techniki eksperymentalne89
(b) Izotermiczna kalorymetria miareczkowa90
Lista pojęć kluczowych91
Zestawienie równań91
2D Funkcje stanu i różniczki zupełne92
2D.1 Różniczki zupełne i niezupełne92
(a) Rozważania ogólne93
2D.2 Zmiany energii wewnętrznej93
(b) Zmiany energii wewnętrznej pod stałym ciśnieniem95
2D.3 Zmiany entalpii96
(a) Obserwacja efektu Joule’a–Thomsona97
2D.4 Efekt Joule’a–Thomsona97
(b) Molekularna interpretacja efektu Joule’a–Thomsona99
Lista pojęć kluczowych99
Zestawienie równań99
2E Przemiany adiabatyczne101
2E.1 Zmiana temperatury101
2E.2 Zmiana ciśnienia102
Lista pojęć kluczowych103
Zestawienie równań103
ROZDZIAŁ 3 Druga i trzecia zasady termodynamiki111
3A Entropia112
3A.1 Druga zasada termodynamiki112
(a) Termodynamiczna definicja entropii114
3A.2 Definicja entropii114
(b) Statystyczna definicja entropii115
3A.3 Entropia jako funkcja stanu116
(a) Cykl Carnota117
(b) Temperatura termodynamiczna120
(c) Nierówność Clausiusa120
Lista pojęć kluczowych121
Zestawienie równań121
3B Zmiany entropii towarzyszące wybranym procesom122
3B.1 Rozprężanie122
3B.2 Przemiany fazowe123
3B.3 Ogrzewanie124
3B.4 Procesy złożone125
Lista pojęć kluczowych125
Zestawienie równań126
3C Wyznaczanie entropii127
3C.1 Kalorymetryczny pomiar entropii127
3C.2 Trzecia zasada termodynamiki128
(a) Teoremat cieplny Nernsta129
(b) Entropia absolutna129
(c) Zależność entropii reakcji od temperatury130
Lista pojęć kluczowych131
Zestawienie równań131
(a) Kryteria samorzutności przemian132
3D Termodynamika układu132
3D.1 Energia swobodna i entalpia swobodna132
(b) Energia swobodna133
(c) Praca maksymalna133
(d) Entalpia swobodna135
(e) Maksymalna praca nieobjętościowa135
(a) Standardowe entalpie swobodne tworzenia136
3D.2 Standardowa entalpia swobodna reakcji136
(b) Równanie Borna137
Lista pojęć kluczowych138
Zestawienie równań139
3E Połączenie pierwszej i drugiej zasady termodynamiki140
3E.1 Właściwości energii wewnętrznej140
(a) Relacje Maxwella141
(b) Zależność energii wewnętrznej od objętości142
(a) Rozważania ogólne143
3E.2 Właściwości entalpii swobodnej143
(b) Zależność entalpii swobodnej od temperatury144
(c) Zależność entalpii swobodnej od ciśnienia145
Lista pojęć kluczowych146
Zestawienie równań147
ROZDZIAŁ 4 Przemiany fizyczne substancji czystych157
(a) Liczba faz158
(b) Przemiany fazowe158
4A Diagramy fazowe substancji czystych158
4A.1 Trwałość faz158
(c) Termodynamiczne kryteria trwałości faz159
(a) Charakterystyczne właściwości przemian fazowych160
4A.2 Linie równowag faz160
(b) Reguła faz161
(a) Ditlenek węgla163
4A.3 Trzy typowe diagramy fazowe163
(b) Woda164
(c) Hel164
Lista pojęć kluczowych165
Zestawienie równań166
(a) Wpływ temperatury na trwałość faz167
4B Termodynamiczne aspekty przemian fazowych167
4B.1 Wpływ warunków na trwałość faz167
(b) Wpływ ciśnienia na topnienie168
(c) Wpływ ciśnienia na prężność pary cieczy169
(a) Nachylenia linii równowag faz170
4B.2 Położenie linii równowag faz170
(b) Linia równowagi ciało stałe–ciecz171
(c) Linia równowagi ciecz–gaz171
(d) Linia równowagi ciało stałe–gaz173
Lista pojęć kluczowych173
Zestawienie równań174
ROZDZIAŁ 5 Mieszaniny proste181
(a) Cząstkowa objętość molowa183
5A Termodynamiczny opis mieszanin183
5A.1 Cząstkowe wielkości molowe183
(b) Cząstkowe molowe entalpie swobodne185
(c) Szersze znaczenie potencjału chemicznego186
(d) Równanie Gibbsa–Duhema186
(a) Entalpia swobodna mieszania gazów doskonałych187
5A.2 Termodynamika mieszania187
(b) Inne termodynamiczne funkcje mieszania189
(a) Roztwory idealne190
5A.3 Potencjały chemiczne cieczy190
(b) Roztwory idealne rozcieńczone192
Lista pojęć kluczowych194
Zestawienie równań194
(a) Roztwory idealne195
5B Właściwości roztworów195
5B.1 Mieszaniny ciekłe195
(b) Funkcje nadmiarowe i roztwory regularne196
(a) Wspólne cechy wielkości koligatywnych198
5B.2 Wielkości koligatywne198
(b) Podwyższenie temperatury wrzenia199
(c) Obniżenie temperatury krzepnięcia201
(d) Rozpuszczalność201
(e) Osmoza202
Lista pojęć kluczowych205
Zestawienie równań205
5C Diagramy fazowe układów dwuskładnikowych: ciecze206
5C.1 Diagramy prężności par206
5C.2 Diagramy fazowe temperatura–skład207
(a) Tworzenie diagramów208
(b) Interpretacja diagramów209
(a) Destylacja prosta i frakcjonowana210
(b) Azeotropy210
5C.3 Destylacja210
(a) Rozdzielanie faz212
(c) Ciecze niemieszające się212
5C.4 Diagramy fazowe ciecz–ciecz212
(b) Temperatury krytyczne rozpuszczalności213
(c) Destylacja częściowo mieszających się cieczy215
Lista pojęć kluczowych216
Zestawienie równań216
5D Diagramy fazowe układów dwuskładnikowych: ciała stałe217
5D.1 Eutektyki217
5D.2 Układy, w których przebiega reakcja218
5D.3 Topnienie niekongruentne219
Lista pojęć kluczowych219
5E Diagramy fazowe układów trójskładnikowych220
5E.1 Trójkątne diagramy fazowe220
(a) Ciecze mieszające się częściowo221
5E.2 Układy trójskładnikowe221
(b) Trójskładnikowe ciała stałe222
Lista pojęć kluczowych223
5F Aktywności224
5F.1 Aktywność rozpuszczalnika224
(a) Roztwory idealne rozcieńczone225
(b) Roztwory rzeczywiste225
5F.2 Aktywność substancji rozpuszczonej225
(c) Aktywności wyrażone za pomocą molalności226
5F.3 Aktywności roztworów regularnych226
(a) Średnie współczynniki aktywności228
(b) Graniczne prawo Debye’a–Hückla228
5F.4 Aktywności jonów228
(c) Rozszerzenia prawa granicznego230
Lista pojęć kluczowych231
Zestawienie równań231
ROZDZIAŁ 6 Równowaga chemiczna243
(a) Entalpia swobodna reakcji244
6A Stała równowagi244
6A.1 Minimum entalpii swobodnej244
(b) Reakcje egzoergiczne i endoergiczne245
(a) Równowagi dla gazu doskonałego246
6A.2 Opis równowagi chemicznej246
(b) Ogólny przypadek reakcji chemicznej247
(c) Związek między stałymi równowagi249
(d) Interpretacja molekularna stałej równowagi250
Lista pojęć kluczowych251
Zestawienie równań251
6B Wpływ warunków zewnętrznych na stan równowagi252
6B.1 Wpływ ciśnienia252
(a) Równanie van’t Hoffa253
6B.2 Wpływ temperatury253
(b) Wartość stałej równowagi K w różnych temperaturach255
Lista pojęć kluczowych256
Zestawienie równań256
6C Ogniwa elektrochemiczne257
6C.1 Równania połówkowe i elektrody257
(a) Potencjały dyfuzyjne258
6C.2 Rodzaje ogniw258
(b) Konwencja zapisu259
6C.3 Potencjał ogniwa259
(a) Równanie Nernsta260
(b) Ogniwa w stanie równowagi262
6C.4 Wyznaczanie funkcji termodynamicznych262
Lista pojęć kluczowych263
Zestawienie równań263
6D Potencjały elektrod264
6D.1 Potencjały standardowe264
(a) Metoda pomiaru265
(a) Szereg elektrochemiczny266
(b) Łączenie potencjałów standardowych266
6D.2 Zastosowanie potencjałów standardowych266
(b) Wyznaczanie współczynników aktywności267
(c) Wyznaczanie stałych równowagi267
Lista pojęć kluczowych268
Zestawienie równań268
ROZDZIAŁ 7 Teoria kwantów275
(a) Promieniowanie ciała doskonale czarnego277
7A Początki mechaniki kwantowej277
7A.1 Kwantowanie energii277
(b) Pojemność cieplna281
(c) Widma atomowe i cząsteczkowe282
(a) Korpuskularny charakter promieniowania elektromagnetycznego283
7A.2 Dualizm korpuskularno-falowy283
(b) Falowy charakter cząstek285
Lista pojęć kluczowych286
Zestawienie równań286
7B Funkcje falowe287
7B.1 Równanie Schrödingera287
7B.2 Interpretacja Borna funkcji falowej288
(a) Normalizacja funkcji falowej289
(b) Ograniczenia funkcji falowej290
(c) Kwantowanie291
Lista pojęć kluczowych291
Zestawienie równań292
(a) Równania własne293
7C Operatory i obserwable293
7C.1 Operatory293
(b) Konstruowanie operatorów294
(c) Operatory hermitowskie295
(d) Ortogonalność296
7C.2 Superpozycje i wartości oczekiwane297
7C.3 Zasada nieoznaczoności300
7C.4 Postulaty mechaniki kwantowej302
Lista pojęć kluczowych302
Zestawienie równań303
7D Ruch translacyjny304
7D.1 Swobodny ruch w jednym wymiarze304
7D.2 Ruch w ograniczonej przestrzeni jednowymiarowej305
(a) Rozwiązania dopuszczalne306
(b) Właściwości funkcji falowych307
(c) Właściwości energii308
7D.3 Ruch w ograniczonej przestrzeni dwu- i trójwymiarowej309
(a) Poziomy energetyczne i funkcje falowe310
(b) Degeneracja311
7D.4 Tunelowanie312
Lista pojęć kluczowych315
Zestawienie równań315
7E Ruch oscylacyjny317
7E.1 Oscylator harmoniczny317
(a) Poziomy energetyczne318
(b) Funkcje falowe319
7E.2 Właściwości oscylatora harmonicznego321
(a) Wartości średnie322
(b) Tunelowanie323
Lista pojęć kluczowych324
Zestawienie równań324
7F Ruch rotacyjny325
7F.1 Rotacja w dwóch wymiarach325
(a) Rozwiązanie równania Schrödingera327
(b) Kwantowanie momentu pędu328
(a) Funkcje falowe i poziomy energetyczne329
7F.2 Rotacja w trzech wymiarach329
(b) Moment pędu332
(c) Model wektorowy333
Lista pojęć kluczowych334
Zestawienie równań334
ROZDZIAŁ 8 Struktura atomów i widma atomowe349
8A Atomy wodoropodobne350
8A.1 Struktura atomów wodoropodobnych350
(a) Rozdzielenie zmiennych351
(b) Rozwiązanie równania radialnego351
8A.2 Orbitale atomowe i ich energie353
(a) Właściwości orbitali354
(b) Poziomy energetyczne354
(c) Energie jonizacji354
(d) Powłoki i podpowłoki355
(e) Orbitale356
(f) Funkcje rozkładu radialnego357
(g) Orbitale p359
(h) Orbitale d360
Lista pojęć kluczowych360
Zestawienie równań361
8B Atomy wieloelektronowe362
8B.1 Przybliżenie orbitalne362
(a) Spin363
8B.2 Zakaz Pauliego363
(b) Zasada Pauliego364
(a) Przenikanie i ekranowanie366
8B.3 Zasada rozbudowy powłok elektronowych366
(b) Reguły Hunda367
(c) Promienie atomów i jonów369
(d) Energie jonizacji i powinowactwa elektronowe371
8B.4 Orbitale pola samouzgodnionego372
Lista pojęć kluczowych372
Zestawienie równań373
8C Widma atomowe374
8C.1 Widma atomów wodoropodobnych374
(a) Termy singletowe i trypletowe375
8C.2 Widma atomów wieloelektronowych375
(b) Sprzężenie spinowo-orbitalne376
(c) Symbole termów379
(d) Reguły Hunda382
(e) Reguły wyboru383
Lista pojęć kluczowych383
Zestawienie równań383
ROZDZIAŁ 9 Struktura cząsteczek389
Wstęp Przybliżenie Borna–Oppenheimera391
9A Teoria wiązań walencyjnych392
9A.1 Cząsteczki dwuatomowe392
9A.2 Rezonans394
9A.3 Cząsteczki wieloatomowe394
(a) Promocja395
(b) Hybrydyzacja396
Lista pojęć kluczowych398
Zestawienie równań399
(a) Konstruowanie kombinacji liniowych400
9B Teoria orbitali molekularnych: zjonizowana cząsteczka wodoru400
9B.1 Liniowa kombinacja orbitali atomowych400
(b) Orbitale wiążące402
(c) Orbitale antywiążące403
9B.2 Oznaczenia orbitali405
Lista pojęć kluczowych405
Zestawienie równań405
(a) Orbitale σ i π406
9C Teoria orbitali molekularnych: dwuatomowe cząsteczki homojądrowe406
9C.1 Konfiguracje elektronowe406
(b) Całka nakładania408
(c) Cząsteczki dwuatomowe pierwiastków drugiego okresu409
9C.2 Spektroskopia fotoelektronów411
Lista pojęć kluczowych412
Zestawienie równań413
9D Teoria orbitali molekularnych: dwuatomowe cząsteczki heterojądrowe414
9D.1 Wiązanie polarne i elektroujemność414
9D.2 Zasada wariacyjna415
(a) Procedura416
(b) Charakterystyka rozwiązań418
Lista pojęć kluczowych419
Zestawienie równań420
9E Teoria orbitali molekularnych: cząsteczki wieloatomowe421
(a) Wstępny opis metody422
9E.1 Przybliżenie Hückla422
(b) Macierzowe sformułowanie metody423
(a) Energia wiązania π-elektronowego425
9E.2 Zastosowania425
(b) Trwałość układów aromatycznych427
9E.3 Chemia komputerowa428
(a) Metody półempiryczne i metody ab initio429
(b) Teoria funkcjonału gęstości430
(c) Graficzna reprezentacja cząsteczek430
Lista pojęć kluczowych431
Zestawienie równań431
ROZDZIAŁ 10 Symetria cząsteczek439
10A Kształt i symetria440
10A.1 Operacje symetrii i elementy symetrii440
10A.2 Klasyfikacja cząsteczek ze względu na symetrię442
(a) Grupy C1, Ci i Cs444
(b) Grupy Cn, Cnv i Cnh444
(c) Grupy Dn, Dnh i Dnd445
(d) Grupy Sn445
(e) Grupy układu regularnego445
(a) Polarność446
(f) Grupa obrotów sfery446
10A.3 Niektóre bezpośrednie konsekwencje symetrii446
(b) Chiralność447
Lista pojęć kluczowych447
Zestawienie operacji symetrii i elementów symetrii448
10B Teoria grup449
10B.1 Podstawy teorii grup449
(a) Macierz transformacji451
(b) Macierzowa reprezentacja grupy451
10B.2 Reprezentacja macierzowa451
(c) Reprezentacja nieprzywiedlna452
(d) Charaktery macierzy transformacji453
10B.3 Tabele charakterów454
(a) Typy symetrii orbitali atomowych455
(b) Typy symetrii liniowych kombinacji orbitali456
(c) Tabele charakterów a degeneracja456
Lista pojęć kluczowych457
Zestawienie równań458
10C Zastosowania symetrii459
10C.1 Zerowanie się całek459
(a) Całka iloczynu dwóch funkcji460
(b) Rozkład reprezentacji461
(a) Nakładanie się orbitali462
10C.2 Zastosowanie w teorii orbitali molekularnych462
(b) Orbitale SALC463
10C.3 Reguły wyboru464
Lista pojęć kluczowych465
Zestawienie równań465
ROZDZIAŁ 11 Spektroskopia molekularna471
11A Podstawy spektroskopii molekularnej473
(a) Samorzutne i wymuszone procesy promieniste474
11A.1 Absorpcja i emisja promieniowania474
(b) Reguły wyboru i moment przejścia475
(c) Prawo Lamberta–Beera475
(a) Poszerzenie dopplerowskie477
11A.2 Szerokość linii widmowej477
(b) Poszerzenie związane z czasem życia479
11A.3 Techniki eksperymentalne479
(a) Źródła promieniowania480
(b) Analiza widma480
(c) Detektory482
(d) Przykłady spektrometrów483
Lista pojęć kluczowych483
Zestawienie równań484
11B Spektroskopia rotacyjna485
11B.1 Poziomy energii rotacyjnej485
(a) Rotatory sferyczne487
(b) Rotatory symetryczne487
(c) Rotatory liniowe489
(d) Odkształcenie odśrodkowe489
(a) Reguły wyboru490
11B.2 Spektroskopia mikrofalowa490
(b) Postać widm mikrofalowych491
11B.3 Rotacyjna spektroskopia ramanowska492
11B.4 Statystyka jądrowa i stany rotacyjne494
Lista pojęć kluczowych496
Zestawienie równań496
11C Spektroskopia oscylacyjna cząsteczek dwuatomowych497
11C.1 Ruch oscylacyjny497
11C.2 Spektroskopia w podczerwieni498
(a) Zbieżność poziomów energii499
11C.3 Anharmoniczność499
(b) Wykresy Birgego–Sponera501
(a) Gałęzie widmowe502
11C.4 Widma rotacyjno-oscylacyjne502
(b) Różnice kombinacji503
11C.5 Ramanowskie widma oscylacyjne504
Lista pojęć kluczowych505
Zestawienie równań505
11D Spektroskopia oscylacyjna cząsteczek wieloatomowych506
11D.1 Drgania normalne506
11D.2 Absorpcyjne widma w podczerwieni508
11D.3 Ramanowskie widma oscylacyjne509
Lista pojęć kluczowych510
Zestawienie równań510
11E Analiza symetrii przejść oscylacyjnych511
11E.1 Klasyfikacja drgań normalnych zgodnie z ich symetrią511
(a) Aktywność drgań normalnych w podczerwieni513
11E.2 Symetria oscylacyjnych funkcji falowych513
(b) Aktywność drgań normalnych w widmie ramanowskim514
(c) Związek reguły wykluczenia z symetrią514
Lista pojęć kluczowych514
(a) Symbole termów515
11F Widma elektronowe515
11F.1 Cząsteczki dwuatomowe515
(b) Reguły wyboru518
(c) Subtelna struktura oscylacyjna519
(d) Subtelna struktura rotacyjna522
(a) Kompleksy metali bloku d523
11F.2 Cząsteczki wieloatomowe523
(b) Przejścia π* ← π oraz π* ← n524
Lista pojęć kluczowych525
Zestawienie równań525
11G Dezaktywacja stanów wzbudzonych526
11G.1 Fluorescencja i fosforescencja526
11G.2 Dysocjacja i predysocjacja528
11G.3 Lasery529
Lista pojęć kluczowych531
ROZDZIAŁ 12 Rezonans magnetyczny545
(a) Energie jąder w polach magnetycznych546
12A Ogólne zasady546
12A.1 Jądrowy rezonans magnetyczny546
(b) Spektrometr NMR548
(a) Energia elektronu w polu magnetycznym549
12A.2 Elektronowy rezonans paramagnetyczny549
(b) Spektrometr EPR550
Lista pojęć kluczowych551
Zestawienie równań552
12B Cechy widm NMR553
12B.1 Przesunięcie chemiczne553
(a) Udział lokalny555
12B.2 Czynniki wpływające na stałą ekranowania555
(b) Udział grup sąsiadujących556
(c) Udział rozpuszczalnikowy557
(a) Wygląd widma558
12B.3 Struktura subtelna558
(b) Wielkości stałych sprzężenia561
(c) Mechanizm sprzężenia spinowo-spinowego561
(d) Jądra równoważne563
(e) Silne sprzężenie jąder564
12B.4 Procesy wymiany565
12B.5 NMR substancji stałych566
Lista pojęć kluczowych567
Zestawienie równań567
12C Techniki impulsowe w NMR568
12C.1 Wektor namagnesowania568
(a) Wpływ pola promieniowania o częstości radiowej569
(b) Sygnały w domenie czasowej i domenie częstości570
(a) Mechanizm relaksacji572
12C.2 Relaksacja spinowa572
(b) Pomiar T1 i T2573
12C.3 Rozprzęganie spinów575
12C.4 Jądrowy efekt Overhausera575
Lista pojęć kluczowych577
Zestawienie równań578
12D Elektronowy rezonans paramagnetyczny579
12D.1 Czynnik g579
(a) Wpływ spinu jądrowego na widmo EPR580
12D.2 Struktura nadsubtelna widma EPR580
(b) Równanie McConnella581
(c) Mechanizm oddziaływania nadsubtelnego582
Lista pojęć kluczowych583
Zestawienie równań583
ROZDZIAŁ 13 Termodynamika statystyczna591
(a) Stany makro układu592
13A Rozkład Boltzmanna592
13A.1 Stany makro układu i prawdopodobieństwo termodynamiczne592
(b) Najbardziej prawdopodobny stan makro593
(c) Wartości stałych595
13A.2 Względne obsadzenie stanów596
Lista pojęć kluczowych597
Zestawienie równań597
13B Cząsteczkowe funkcje rozdziału598
13B.1 Znaczenie funkcji rozdziału598
(a) Składowa translacyjna600
13B.2 Składowe funkcji rozdziału600
(b) Składowa rotacyjna602
(c) Składowa oscylacyjna606
(d) Składowa elektronowa607
Lista pojęć kluczowych608
Zestawienie równań608
13C Energie cząsteczek609
13C.1 Podstawowe równania609
(a) Udział translacyjny610
(b) Udział rotacyjny610
13C.2 Udziały poszczególnych rodzajów ruchu610
(c) Udział oscylacyjny611
(d) Udział elektronowy612
(e) Udział spinowy612
Lista pojęć kluczowych613
Zestawienie równań613
13D Zespół kanoniczny614
13D.1 Pojęcie zespołu614
(a) Najbardziej prawdopodobne stany makro615
(b) Fluktuacje wokół najbardziej prawdopodobnego rozkładu615
13D.2 Średnia energia układu616
13D.3 Cząsteczki nieoddziałujące ze sobą – ciąg dalszy616
13D.4 Zależność energii od objętości617
Lista pojęć kluczowych619
Zestawienie równań619
(a) Obliczanie energii wewnętrznej620
13E Energia wewnętrzna i entropia620
13E.1 Energia wewnętrzna620
(b) Pojemność cieplna621
(a) Entropia i funkcja rozdziału622
13E.2 Entropia622
(b) Składowa translacyjna624
(c) Składowa rotacyjna625
(d) Składowa oscylacyjna625
(e) Entropie resztkowe626
Lista pojęć kluczowych627
Zestawienie równań627
13F Pochodne funkcje termodynamiczne628
13F.1 Wyprowadzenia628
(a) Związek między stałą równowagi K a funkcją rozdziału631
(b) Równowaga reakcji dysocjacji631
13F.2 Stałe równowagi631
(c) Składowe stałej równowagi632
Lista pojęć kluczowych634
Zestawienie równań634
ROZDZIAŁ 14 Oddziaływania międzycząsteczkowe645
14A Elektryczne właściwości cząsteczek647
14A.1 Elektryczny moment dipolowy647
14A.2 Polaryzowalność649
(a) Zależność polaryzacji od częstości zewnętrznego pola elektrycznego651
14A.3 Polaryzacja651
(b) Polaryzacja molowa652
Lista pojęć kluczowych654
Zestawienie równań655
(a) Oddziaływania ładunek–dipol656
14B Oddziaływania międzycząsteczkowe656
14B.1 Oddziaływania między dipolami656
(b) Oddziaływanie dipol–dipol657
(c) Oddziaływania dipol–dipol indukowany660
(d) Oddziaływania dipol indukowany––dipol indukowany660
14B.2 Wiązanie wodorowe661
14B.3 Oddziaływanie całkowite662
Lista pojęć kluczowych665
Zestawienie równań665
(a) Funkcja rozkładu radialnego666
14C Ciecze666
14C.1 Oddziaływania cząsteczkowe w cieczach666
(b) Obliczanie funkcji g(r)667
(c) Wielkości termodynamiczne charakteryzujące ciecze668
(a) Napięcie powierzchniowe669
14C.2 Granica faz ciecz–para669
(b) Powierzchnie zakrzywione670
(c) Aktywność kapilarna671
(a) Ciśnienie powierzchniowe673
14C.3 Filmy powierzchniowe673
(b) Termodynamika warstw powierzchniowych674
14C.4 Kondensacja675
Lista pojęć kluczowych676
Zestawienie równań677
14D Makrocząsteczki678
14D.1 Średnie masy molowe678
14D.2 Różne poziomy struktury makrocząsteczek679
14D.3 Kłębki statystyczne680
(a) Miary rozmiarów681
(a) Entropia konformacyjna684
(b) Łańcuchy nieswobodne684
(c) Częściowo sztywne kłębki684
14D.4 Właściwości mechaniczne684
(b) Elastomery685
14D.5 Właściwości termiczne686
Lista pojęć kluczowych687
Zestawienie równań687
(a) Klasyfikacja i otrzymywanie689
14E Samoorganizujące się układy689
14E.1 Koloidy689
(b) Struktura i trwałość690
(c) Podwójna warstwa elektryczna690
(a) Oddziaływanie hydrofobowe692
14E.2 Micele i błony biologiczne692
(b) Tworzenie miceli693
(c) Dwuwarstwy, pęcherzyki i membrany695
Lista pojęć kluczowych696
Zestawienie równań697
ROZDZIAŁ 15 Ciała stałe705
15A Struktura kryształu707
15A.1 Sieci krystaliczne707
(a) Wskaźniki Millera710
(b) Odległości międzypłaszczyznowe710
15A.2 Oznaczenia płaszczyzn sieciowych710
Lista pojęć kluczowych712
Zestawienie równań712
(a) Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego713
15B Metody dyfrakcyjne713
15B.1 Rentgenografia strukturalna713
(b) Równanie Braggów715
(c) Czynniki rozpraszania716
(d) Gęstość elektronowa717
(e) Wyznaczanie struktury720
15B.2 Dyfrakcja neutronów i elektronów721
Lista pojęć kluczowych723
Zestawienie równań723
(a) Gęste ułożenie724
15C Wiązania w ciałach stałych724
15C.1 Metale724
(b) Struktura elektronowa metali726
(a) Struktura728
15C.2 Kryształy jonowe728
(b) Energia i entalpia sieci729
15C.3 Kryształy kowalencyjne i molekularne732
Lista pojęć kluczowych733
Zestawienie równań734
15D Właściwości mechaniczne ciał stałych735
Lista pojęć kluczowych737
Zestawienie równań737
15E Właściwości elektryczne ciał stałych738
15E.1 Przewodniki metaliczne738
15E.2 Izolatory i półprzewodniki739
15E.3 Nadprzewodniki741
Lista pojęć kluczowych743
Zestawienie równań743
15F Właściwości magnetyczne ciał stałych744
15F.1 Podatność magnetyczna744
15F.2 Trwałe i indukowane momenty magnetyczne745
15F.3 Magnetyczne właściwości nadprzewodników746
Lista pojęć kluczowych747
Zestawienie równań747
15G Właściwości optyczne ciał stałych748
15G.1 Ekscytony748
(a) Absorpcja światła749
15G.2 Właściwości optyczne metali i półprzewodników749
(b) Diody emitujące światło i lasery diodowe750
15G.3 Nieliniowe zjawiska optyczne750
Lista pojęć kluczowych751
ROZDZIAŁ 16 Cząsteczki w ruchu761
16A Wielkości transportowe gazu doskonałego762
16A.1 Równania fenomenologiczne762
16A.2 Parametry transportu764
(a) Współczynnik dyfuzji765
(b) Współczynnik przewodności cieplnej766
(c) Lepkość768
(d) Efuzja769
Lista pojęć kluczowych769
Zestawienie równań770
(a) Lepkość cieczy771
16B Ruch cząsteczek w cieczach771
16B.1 Wyniki doświadczalne771
(b) Roztwory elektrolitów772
(a) Prędkość migracji773
16B.2 Ruchliwość jonów773
(b) Ruchliwość i przewodność właściwa775
(c) Relacje Einsteina776
Lista pojęć kluczowych777
Zestawienie równań777
16C Dyfuzja778
16C.1 Ujęcie termodynamiczne778
(a) Prosta dyfuzja780
16C.2 Równanie dyfuzji780
(b) Dyfuzja połączona z konwekcją782
(c) Rozwiązania równania dyfuzji783
16C.3 Opis statystyczny784
Lista pojęć kluczowych786
Zestawienie równań786
ROZDZIAŁ 17 Kinetyka chemiczna793
(a) Rozważania ogólne795
17A Szybkość reakcji chemicznych795
17A.1 Monitorowanie postępu reakcji795
(b) Metody specjalne796
(a) Definicja szybkości797
17A.2 Szybkości reakcji797
(b) Równania kinetyczne i stałe szybkości798
(c) Rząd reakcji799
(d) Wyznaczanie równania kinetycznego800
Lista pojęć kluczowych802
Zestawienie równań802
17B Scałkowane równania kinetyczne803
17B.1 Reakcje zerowego rzędu803
17B.2 Reakcje pierwszego rzędu803
17B.3 Reakcje drugiego rzędu805
Lista pojęć kluczowych808
Zestawienie równań808
17C Reakcje bliskie stanu równowagi809
17C.1 Reakcje pierwszego rzędu bliskie stanu równowagi809
17C.2 Metody relaksacyjne810
Lista pojęć kluczowych812
Zestawienie równań812
17D Równanie Arrheniusa813
17D.1 Zależność szybkości reakcji od temperatury813
(a) Wymogi energetyczne reakcji chemicznej815
17D.2 Interpretacja parametrów równania Arrheniusa815
(b) Wpływ katalizatora na energię aktywacji816
Lista pojęć kluczowych817
Zestawienie równań817
17E Mechanizmy reakcji818
17E.1 Reakcje elementarne818
17E.2 Następcze reakcje elementarne819
17E.3 Przybliżenie stanu stacjonarnego820
17E.4 Etap limitujący szybkość reakcji822
17E.5 Równowagi wstępne823
17E.6 Kinetyczna i termodynamiczna kontrola reakcji824
Lista pojęć kluczowych824
Zestawienie równań825
17F Przykłady mechanizmów reakcji826
17F.1 Reakcje jednocząsteczkowe826
17F.2 Kinetyka polimeryzacji827
(a) Polimeryzacja stopniowa828
(b) Polimeryzacja łańcuchowa829
17F.3 Reakcje katalizowane enzymatycznie831
Lista pojęć kluczowych834
Zestawienie równań834
17G Fotochemia835
17G.1 Procesy fotochemiczne835
17G.2 Wydajność kwantowa procesu pierwotnego836
17G.3 Mechanizm dezaktywacji wzbudzonego stanu singletowego837
17G.4 Wygaszanie838
17G.5 Rezonansowe przeniesienie energii840
Lista pojęć kluczowych841
Zestawienie równań841
ROZDZIAŁ 18 Dynamika reakcji853
18A Teoria zderzeń855
18A.1 Zderzenia aktywne855
(a) Częstość zderzeń w gazach856
(b) Warunek energetyczny856
(c) Ograniczenia steryczne859
18A.2 Model Rice’a–Ramspergera–Kassela860
Lista pojęć kluczowych861
Zestawienie równań861
(a) Rodzaje reakcji862
18B Reakcje kontrolowane przez dyfuzję862
18B.1 Reakcje w roztworze862
(b) Dyfuzja a reakcje863
(a) Sformułowanie równania864
18B.2 Równanie bilansu materiałowego864
(b) Rozwiązanie równania865
Lista pojęć kluczowych865
Zestawienie równań866
(a) Sformułowanie równania867
18C Teoria stanu przejściowego867
18C.1 Równanie Eyringa867
(b) Szybkość rozpadu kompleksu aktywnego868
(c) Stężenie kompleksu aktywnego868
(d) Stała szybkości869
(a) Parametry aktywacji870
18C.2 Aspekty termodynamiczne870
(b) Reakcje między jonami872
18C.3 Kinetyczny efekt izotopowy873
Lista pojęć kluczowych875
Zestawienie równań875
(a) Techniki876
18D Dynamika zderzeń molekularnych876
18D.1 Wiązki molekularne876
(b) Wyniki eksperymentalne877
(a) Badania zderzeń aktywnych879
(b) Dynamika reakcji między określonymi stanami879
18D.2 Zderzenia aktywne879
18D.3 Powierzchnie energii potencjalnej880
(a) Kierunek ataku i rozpadu882
18D.4 Przykłady wyników doświadczalnych i obliczeniowych882
(b) Powierzchnie atraktywne i repulsywne883
(c) Kwantowomechaniczna teoria rozpraszania884
Lista pojęć kluczowych885
Zestawienie równań885
18E Przeniesienie elektronu w układach homogenicznych886
18E.1 Równanie kinetyczne886
18E.2 Znaczenie tunelowania elektronu887
18E.3 Stała szybkości888
18E.4 Doświadczalne badania potwierdzające teorię889
Lista pojęć kluczowych891
Zestawienie równań891
ROZDZIAŁ 19 Procesy zachodzące na powierzchniach ciał stałych899
19A Wprowadzenie900
19A.1 Wzrost powierzchni900
19A.2 Adsorpcja fizyczna i chemiczna901
19A.3 Techniki eksperymentalne902
(a) Mikroskopia903
(b) Metody jonizacyjne904
(c) Techniki dyfrakcyjne905
(d) Wyznaczanie stopnia i szybkości adsorpcji i desorpcji907
Lista pojęć kluczowych908
Zestawienie równań908
(a) Izoterma Langmuira909
19B Adsorpcja i desorpcja909
19B.1 Izotermy adsorpcji909
(b) Izosteryczna entalpia adsorpcji911
(c) Izoterma BET912
(d) Izotermy Tiomkina i Freundlicha914
(a) Stan prekursorowy915
(b) Adsorpcja i desorpcja na poziomie cząsteczkowym915
19B.2 Szybkość adsorpcji i desorpcji915
(c) Ruchliwość adsorbatu na powierzchni917
Lista pojęć kluczowych917
Zestawienie równań918
(a) Reakcje jednocząsteczkowe919
19C Kataliza heterogeniczna919
19C.1 Mechanizmy katalizy heterogenicznej919
(b) Mechanizm Langmuira–Hinshelwooda920
(c) Mechanizm Eleya–Rideala921
19C.2 Aktywność katalityczna powierzchni921
Lista pojęć kluczowych922
Zestawienie równań922
19D Procesy elektrodowe923
19D.1 Granica faz elektroda–roztwór923
(a) Równanie Butlera–Volmera924
19D.2 Gęstość prądu elektrodowego924
(b) Wykres Tafela928
19D.3 Woltamperometria929
19D.4 Elektroliza931
19D.5 Pracujące ogniwa galwaniczne931
Lista pojęć kluczowych932
Zestawienie równań933
Uzupełnienia941
1 Często obliczane całki942
2 Jednostki944
3 Dane fizykochemiczne945
4 Tabele charakterów973
Skorowidz977

2;Entalpia

Komentarz.Zakładającstałąpojemnośćcieplnąrówną

29,14JK

-1

mol

-1

[wartośćwynikającązrówn.(2B.8)dla

T=298K],obliczylibyśmy,żeobieentalpieróżniąsię

o2,19kJmol

-1

,cojestwynikiemtylkonieznacznieróż-

niącymsięoddokładnejwartości.

Zadaniekontrolne2B.2Wbardzoniskichtemperaturach

pojemnośćcieplnaciałastałegojestproporcjonalnadoT

awięcC

p,m

=aT

.Jakajestzmianaentalpiitakiejsubstancji

wskutekogrzaniaodtemperatury0doT(bliskiejzera)?

Odpowiedź:

(b)Związekpomiędzypojemnościami

cieplnymi

Większośćukładówrozszerzasiępodczasogrzewaniapod

stałymciśnieniem.Takieukładywykonująpracęnaotocze-

niuidlategoczęśćenergiidostarczonejdonichwformie

ciepławracadootoczeniawformiepracy.Wkonsekwencji

wzrosttemperaturyukładujestmniejszyniżwprzypadku,

gdyogrzewaniezachodziwstałejobjętości.Mniejszywzrost

temperaturyoznaczawiększąpojemnośćcieplną,wwięk-

szościprzypadkówzatempojemnośćcieplnaukładupod

stałymciśnieniemjestwiększaniżjegopojemnośćcieplna

wstałejobjętości.Wpodrozdziale2Dwykażemy,żewy-

stępujeprostyzwiązekpomiędzyobiemapojemnościami

cieplnymigazudoskonałego:

związekpomiędzy

pojemnościamicieplnymi

[gazdoskonały]

(2B.9)

p-C

V=nR

Molowapojemnośćcieplnagazudoskonałegojestzatem

ookoło8JK-1mol-1większapodstałymciśnieniemniż

wstałejobjętości.Ponieważmolowapojemnośćcieplna

jednoatomowegogazuwstałejobjętościwynosiokoło

R=12JK

-1

mol

-1

(podrozdział2A),różnicatajestznaczna

inależyjąuwzględniać.Natomiastwprzypadkufazskon-

densowanychobydwarodzajepojemnościcieplnejmają

podobnewartościiwtymprzypadkuróżnicemiędzynimi

możnazwyklezaniedbać.

Listapojęćkluczowych

☐1.Energiaprzekazywanawpostaciciepładoukładupod

stałymciśnieniemjestrównazmianiejegoentalpii.

☐2.Zmianyentalpiimożnamierzyćkalorymetrem

izobarycznym.

☐3.Pojemnośćcieplnapodstałymciśnieniemjest

równanachyleniuwykresuzależnościentalpiiod

temperatury.

Zestawienierównań

Pojęcie/Prawo/Relacja

Entalpia

Przepływciepłapodstałymciśnieniem

ZwiązekpomiędzyΔHaΔUwtemperaturzeT

Pojemnośćcieplnapodstałymciśnieniem

Związekpomiędzypojemnościamicieplnymi

Równanie

H=U+pV

dH=dq

ΔH=q

ΔH=ΔU+Δn

gRT

Komentarz

deﬁnicja

przybrakupracynieobjętościowej

Numerrównania

2B.1

2B.2

objętościmolowefazskondensowanych

biorącychudziałwprocesiesązaniedbywalne

deﬁnicja

gazdoskonały

2B.4

p=(OHlOT)

p-C

V=nR

2B.5

2B.9

Brak wyników

Chemia fizyczna

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra