حالات المادة (PDF)

# حالات المادة ## محاضرة الكيمياء **1. حالات المادة** * الحالة الغازية * الحالة الصلبة * الحالة السائلة **2. الحالة الغازية** * قابلة للانتشار * كثافتها منخفضة * قابلة للاختلاط * قابلة للانضغط **3. الضغط** * هو القوة المؤثر على وحده المساحات $P=\frac{F}{A}$ * وحداته : $Pa$, $atm$, $mmHg$ * $...

# حالات المادة ## محاضرة الكيمياء **1. حالات المادة** * الحالة الغازية * الحالة الصلبة * الحالة السائلة **2. الحالة الغازية** * قابلة للانتشار * كثافتها منخفضة * قابلة للاختلاط * قابلة للانضغط **3. الضغط** * هو القوة المؤثر على وحده المساحات $P=\frac{F}{A}$ * وحداته : $Pa$, $atm$, $mmHg$ * $1 atm = 1 جو = 1 cmHg = 76 cmHg = 760 mmHg$. **4. الضغط الجوي** * هو وزن عمود من الهواء المؤثر على وحده المساحات * واحدات الضغط **5. جهاز البارومتر** * المادة المستخدمة هي الزئبق * يستخدم في قياس الضغط **6. الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر** * 76 CmHg = 760 mmHg # العوامل المؤثر على الغازات **1. العوامل المؤثر على الغازات** * الضغط (P) * الحجم (V) * درجة الحرارة (T) * عدد المولات (n) **2. طرق دراسة للغازات** * الطريقة التجريبية **3. تطبيق قانون شاريلي** (1) **العلاقة بين الحجم والضغط (العالم بويل)** * يتناسب حجم الغاز عكسيا مع الضغط عند ثبوت درجة الحرارة وكمية الغاز. * $V \propto \frac{1}{P}$ * $V = K_1 \times \frac{1}{P}$ * $P_1V_1=P_2V_2$ (2) **العلاقة بين الحجم ودرجة الحرارة (العالم شارلز)** * كلما زادت درجة الحرارة زاد حجم أي غاز يتناسب طرديا مع الحجم عند ثبوت الضغط. * $V \propto T$ * $V = K_2T$ * $K_2=\frac{V}{T}$ * $V_1T_1=V_2T_2$ **4. قانون أفجادرو (n)** * كمية المادة (m) * كتلة المادة * $mol = kg = g$ * الحجم المولي هو حجم 1 مول من الغاز. $V \propto n$ $V = K_3 n$ $K_3 = \frac{V}{n}$ $V_1n_1=V_2n_2$ # قانون العام للغازات **1. قانون العام للغازات** $P.V=nRT$ * $n$ : كمية المادة * $V$ : الحجم * $T$ : درجة الحرارة * $P$ : الضغط * $R$ : قيمة الثابت العام $R = \frac{P.V}{n.T}$ **2. وحدات قانون العام للغازات** * $n$ : $mol$ * $T$ : $K$ * $V$ : $L$, $m^3$ * $P$ : $atm$, $Pa$ **3. قيمة الثابت العام** $R = 0.0821 atm.L.mol^{-1}.K^{-1}$ $R= 8.314 Pa.m^3.mol^{-1}.K^{-1}$ # الكثافة للغازات **1. تعريف الكثافة** * هي كتلة وحدة الحجوم من المادة **2. العوامل المؤثر على الكثافة** * الكتلة المولية * درجة الحرارة **3. مثال على الوزن الجزيئي** * $Na_2CO_3$ * $(23 \times 2) + 12 +(16 \times 3)= 106 g/mol^{-1}$ ** 4. معادلات الكثافة** * $R_1V=nRT$ * $R_1V=\frac{M(g).RT}{M}$ * $PM=\frac{m}{V}RT$ * $PM=d.R.T$ * $R=\frac{PM}{dT}$ * $d = \frac{PM}{RT} = g/L$ # سرعة الانتشار **1. تعريف سرعة الانتشار** * هي سرعة انتشار الغاز في الوسط. **2. تعريف السرعة التضخمية** * هي معدل خروج الغاز من فتحة صغيرة. **3. العوامل التى تتوقف عليها سرعة الانتشار** * كثافة الغاز * الكتلة المولية * $r_a\propto \sqrt{\frac{1}{M}}=r_a\propto \frac{1}{\sqrt{M}}$ * $k_2=\frac{d_2}{d_1}=\frac{M_2}{M_1}$ **4. النظرية الحركية (KE)** * كلما زادت درجة الحرارة زادت طاقة الحركة * $KE \propto T$ * $KE= \frac{1}{2}.47.NKT$ (تحويلات الأستاذ) * $KE= 2.06 \times 10^{-23} \times T$ # الضغط الكلي * هو مجموع الضغوط الجزئية للجزئيات المكونة للتخليط. * $P_t=P_1+P_2+P_3+....$ # قانون دالتون للضغط الجزئي * $P_o = x.P_t$ * $x= \frac{n_1}{n_t}$ # الغاز المثالي * هو غاز يطيق عليه قانون العام للغازات تحت أي ضغط وتحت أي درجة حرارة * $n=\frac{M}{M}$ # الغاز الحقيقي * لا ينطبق عليه نظرية الحركة الجزئية (العالم فان در فالز) * $(P + \frac{a}{V^2}).(V-nb)=nRT$ * $a$ , $b$ : توابت فان در فالز # التحويل من غاز حقيقي لغاز مثالي: 1. تقلل قوة التجاذب بين الجزئيات درجة الحرارة 2. تقلل الضغط 3. اسالة الغاز عكس درجة حرارته وضغطه # المحاضرة 5 ## الغازات * الغاز الأسرع سرعة هو الغاز الاقل وزن جزئي **1. قانون السرعة الجزئية** * $v \propto \sqrt{\frac{3RT}{M}}$ * $R = 8.314$ * $T$ : درجة الحرارة بالكلفن * $M$ : الوزن الجزئي ## حالة المادة الفيزيائية * مش يتغير الغاز مش يتحول من مادة إلى مادة * مثلاً الماء والثلج **1. العوامل التي تحول المادة من صورة إلى أخرى:** * درجة الحرارة الحرجة (العامل الأساسي) * الضغط الحرجة ## المحاضرة 6 # الغازات المثالية **1. خصائص الغاز المثالي : ** * تتكون من جسيمات دقيقة تعرب بالجزئيات * لكل منهما كتلة معينة وحجم معين لا يختلفان في الغاز الواحد ولكن يختلفان من غاز إلى آخر. * تتصادم هذه الجزئيات يبعضها البعض وبجدار الأناء الذي يحتويها ولا تؤدي إلى فقدان الغاز. * يتلب مجموع الطاقة الحركية الجميع الجزيئات طروياً مع درجة الحرارة. * تعتبر قيمة قوى التجاذب بين الجزيئات في الغاز في غاية الصفر ولذلك فيها مهملة. * يمثل حجم الخزىء مقارنة لحجم الذي يشغله مقدار صغير، فيهي مهملاً. # الحالات السائلة والحالة الصلبة **1. قوى التجاذب بين الجزيئات :** * قوى تجاذب بين أيون وجزى ثنائي القطب * قوى تجاذب بين أيون وجزى قطبي * قوى التجاذب بين ثنائيات الأقطاب * قوى التجاذب عن أيون وجزى قطبي مستحدث **2. الأيون المسالب :** * هو ينتج نتيجة احتفاظ الذرة الالكترونات **3. الأيون الموجب :** * هو ينتج نتيجة فقدان الذرة الالكترونات **4. الجزى القطبي : ** * هو جزى يحتوي على توزيع غير متساوى للإلكترونات بين ذراته. * مما يؤدي إلى وجود قطب موجب وقطب سالب * ويتميز بوجود رابط تساهمية بين الذرات **5. أمثلة على ذلك :** * الماء ($H_2O$) * غاز ال -$CH_4$ * غاز ال -$C_6H_{12}$ **6. قوى التجاذب بين ثنائيات الأقطاب :** * تنافر * تنافر * تجاذب **7. قوى التجاذب بين أيون وجزى قطبى مستحدث :** * أيون غير مشحون # قوى لندن التشتتة **1. تعريف قوى لندن التشتتة :** * موجودة في جميع حالات المادة. * تشوية الشكل الكروى لشحنات حول النواة * الروابط الهيدروجينية **2. أمثلة :** * ماء $H_2O$ * نشادر $NH_3$ **3. أهمية قوى التجاذب بين جزيئات (فان در فالز)** * قوى التجاذب تؤدى إلى حدوث تغيرات فيزيائية * لا يحدث تغير في الطبيعة الكيميائية للمادة **4. مقارنة بين الروابط الكيميائية والروابط الفيزيائية** * **الروابط الكيميائية** * تنشأ بين ذرة ، وذرة ، وذرة ، و ذرة ، ، ، ، ، و أيون و جزىء * تحدث تغير كيمائي * تعتبر طاقة هذه الروابط أكبيرة نسبياً * **الروابط الفيزيائية** * تنشأ بين جزى ، و جزى و ذرة و ذرة ... أيون و جزىء * تحدث تغير فيزيائي في خواص المادة * تعتبر طاقة هذه الروابط منخفضة نسبياً # العلاقة من درجة الغليان والوزن الجزئين؟ * كلما زاد الوزن الجزئى Fra درجة الغليان **1. أمثلة :** * $F_2$ * $Cl_2$ * $Br_2$ * $I_2$ ## أثر القطبية على درجة الغليان؟ * كلما زاد القطبية زاد درجة الغليان. * $HCL$ * $HBr$ * $HI$ * $HF$ **2. أمثلة :** * $CO$ * $PH_3$ * $AsH_3$ * $ICI$ # مواد غير قطبية **1. أمثلة :** * $N_2$ * $SiH_4$ * $GeH_4$ * $Br_2$ * **HF** : فلوريد الهيدروجين : أعلى درجة غليان * **الفلور** : أعلى سالبية كهربائية * **المواد التي لها درجة غليان عالية :** أعلى درجة تجمد **2. أسباب درجة غليان الماء **$H_2O$** عالية** * وجود الروابط القطبية و الهيدروجينية * **تشترك الحالة السائلة و الحالة الغازية :** بخاصية واحدة هي قابلية على الانسياب * وتسمى الحالة المائعة للمادة **3. التسميات :** * **الحالة الصلية و الحالة السائلة :** ( الحالة المكثفة للمادة ) # الحالة السائلة **1. مميزاتها :** * **التبخر :** يجيب حصول الحالة السائلة على طاقة حركة كافية لتغلب على قوة التجاذب بين جزيئات الماء حتى تتحول من حالة سائلة إلى بخار **2. النظام المتزن أو الاستاتيكي الديناميكي:** * هو الوصول لمرحلة التوازن **3. درجة الغليان :** * هي درجة الحرارة التى يساوى عندها ضغط البخاري مع ضغط الخارجي. * هي الدرجة التي يتحول عندها السائل إلى بخار بشكل كامل **4. شروط الغليان :** * **تساوى ضغط البخار للمسائل مع الضغط الخارجي** * الوصول لدرجة الغليان القياسية عندها يكون الضغط الخارجي $1atm$ تكون درجة الغليان (100) **5. تأثير الضغط الخارجي و الضغط الداخلي على درجة الغليان :** * **الضغط الخارجي :** كلما قل الضغط الخارجي قلّت درجة الغليان. * **الضغط الداخلي :** زادت **6. كلما زاد ضغط البخارى زادت درجة الغليان .** # حرارة التبخر **1. تعريف حرارة التبخر :** * **حرارة التبخر أو الحرارة الكامنة او إنتالي التبخر** * هي كمية الحرارة اللزمة لتحويل اجرام أو أقول من السائل إلى بخار (غاز) شرط ثبوت درجة الحرارة **2. وحدة قياس حرارة التبخر ؟** * **$J/mol$** * **$J/g$** # المحاضرة 8 ## التجمد **1. للحصول على تجمد** : * تقليل درجة الحرارة * زيادة الضغط لتقريب الجزئيات ببعض **2. الحالة الصلبة** : * **مميزات الحالة الصلبة :** * وجود قوى تجاذب كبيرة بين جسمياتها. * عدم قابلبيتها للأنضغاط. * عدم تغير شكلها. **3. الحالة الصلبة تنقسم إلى :** * **مواد صلية بلورية :** * **مواد صلية بلورية :** هي مواد شرب حادة - درجة الانصهار غير محددة. * **مواد عين بلورية :** هي مواد لها درجة انصهار محددة (180 - 210) **4. الشبكة البلورية :** * عبارة عن بناء يتكون من وحدات متشابهة متراصة بطريقة معينة. **5. خلية الواحدة :** * هي عبارة عن مكتب هي وحدة بناء الشبكة. * البلورية . **6. أنواع الخلايا المكتبة ?** * **المكعب البسيط .** * **مكتب جسمي المركز** * **مكعب وجهي** # التعرف على تركيب المادة الصلبة ؟ **1. الأشعة السينية x-ray :** * تكند التعرف على تركيب المادة الصلبة باستخدام الأشعة السينية x-ray * لأن طولها الموّجى قصير (0.1 nm) * وطاقتها عالية **2. المسافة الإضافية :** * $BC + CD = n\lambda$ : المسافة الإضافية التي قطعتها الأشعة بعد الانعكاس * $CD = d \sin \theta$ * $BC = d \sin \theta$ * $BC + CD = 2d \sin \theta$ * $n\lambda= 2d\sin \theta$ **3. الضغط البخارى للمادة الصلبة :** * لا يتأثر الإيدرجة الحرارة فقط. * لا كل مادة فوقها بخارها حتى المادة الصلبر مثل النشادر # ## ست أنواع البلورات? **1. البلورة الأيونية :** * *نوع البلورة* : تتكون من انتظام الأيونات الموجبة و الأيويات السالية. * *نوع قوى التجاذب :* تكون قوى التجاذب بين الأيونات. * *أفعال عليها :* * *كلوريد الصودية* (NaCl) * *بروميد البوتاسيوم* * *أكيد الشماعية* * *خواص البلورة* : * درجة الانصهار والغليان عالية وينتج بين الأيونات. * *تسمى قوى التجاذب * (KB) * *تسمى قوى التجاذب* الكهروستاتيكية * *توصيل كهرباء* في حالة الانصهار. * *المحاليل* . * *تذوب في المذيبات* **2. البلورة الشماعية :** * *نوع البلورة* : تتكون من ذرات مرتبطة ببعضها. * *نوع قوى التجاذب* : هو الرابطة التساهمية. * *أفعال عليها* : * *الألماس* . * *الجرافيت* * *ثاني أوكسيد السيلكون* * *خواص البلورة* : * *صلابة عالية* * *درجة انصهار* * *عزل كهربين* **3. البلورات الجزيئية :** * *نوع البلورة* : تتكون من جزيئات تتماسك و تترابط مع بعض بروابط فيزيائية - روابط فان (58) در فالز. * *نوع قوى التجاذب* : روابط فيزيائية - روابط فان (58) در فالز. * *أفعال عليها* : * *جليد H20* * *الكيريت صلب* * *خواص البلورة* : * *درجة انصهار* * *تغليان منخفضة* * *ردينة التوصيل* . **4. الروابط الهيدوجينية :** * *نوع البلورة* : * *اليود* صلب **5. البلورات المعدنية :** * *نوع البلورة* : * تكون مرابطة مع شيخ من الالكترونات المشترك من بعضها مكونه في الشبكة ثلاثية الأبعاد. * الالكترونات الحرة التي تتحرك بين أيونات المعدن. * *نوع قوى التجاذب* : * *الرابطة المعدنية* * *أفعال عليها* : * *الحديد* Fe * *النحاس* C * *الذهب* Au * *الألومونيوم* * *خواص البلورة* : * *توصيل الكهرباء* * *الحرارة جيداً* . * *القوة و* * *المتانة* * *المرونة* * *والقابلية للطرق والسحب* # ##