Prístupy vo fyzikálnej chémii

Prístupy vo fyzikálnej chémii

• Syntetický prístup: Zameriava sa na štúdium štruktúry, skupenských stavov a chemických reakcií.
• Analytický prístup: Skúma hmotu vo forme chemických látok a vysvetľuje experimentálne výsledky.

Interakcie medzi časticami

• Interakcie sa delia na chemické a fyzikálne.

Chemické väzby

• Základné typy interakcií medzi molekulami:
  • Medzi molekulové interakcie: van der Waalsove sily rozdelené na atrakčné a repulzné.

Príťažlivé interakcie

• Dipól - dipól:

  • Polárne molekuly majú stály dipólový moment.
  • Opačné konce dipólov sa priťahujú elektrostatickými silami.

• Vodíková väzba:

  • Prebieha medzi atómom vodíka a elektronegatívnym atómom (F, O, N).
  • Neväzbové elektróny z elektro negatívneho atómu prenikajú do orbitálu vodíka.

• Dipól - indukovaný dipól:

  • Nepolárna molekula v blízkosti permanentného dipólu môže prísť k ovplyvneniu jej rozloženia elektrónov.
  • Tento proces vedie k vzniku indukovaného dipólu, čo je známe ako polarizovateľnosť.

• Disperzné sily - Londonove sily:

  • Vznikajú medzi nepolárnymi molekulami na základe dočasne meniacich sa dipólov.
  • Molekuly sa natáčajú a priťahujú opačne nabité konce (napr. S8, Ar, Kr).

Plynné skupenstvo

• Plynné skupenstvo nemá tvar ani objem.
• Molekuly sa pohybujú veľkou rýchlosťou a narážajú na seba.
• Tlak plynu vzniká z nárazov molekúl na stenu nádoby.

Ideálny plyn

• Molekuly ideálneho plynu sú považované za dokonale pružné guľôčky bez zanedbateľnej veľkosti.
• Nepôsobia na seba žiadnymi silami, čo spôsobuje ideálne chovanie (napr. vodík, hélium).
• Ideálny plyn vzniká znížením tlaku a zvyšovaním teploty, čo vedie k zväčšeniu vzdialenosti medzi molekulami a ich rýchlosti.

Stavové veličiny

• Teplota: t [°C], termodynamická teplota – T [K]. Vzťah medzi nimi: t = T - 273,15 °C; T = t + 273,15 K.
• Tlak: p [Pa].
• Objem: V [m³].

Stavová rovnica ideálneho plynu

• Vyjadruje vzťah medzi tlakom, teplotou a objemom: pV = nRT.
• Známe konštanty: R = 8,314 J/(K·mol), p = 101325 Pa, Vm = 22,41 m³/mol.