Оқулық "Білім беруді дамытудың федералды институты"
жүктеу/скачать 9,08 Mb. Pdf көрінісі
|
Белик Физикалық және коллоидтық химия
| 1.3. Сҧйық кҥй
Сҧйықтықтар қатаң реттелген қҧрылымдар мен бӛлшектердің кездейсоқ тҥрде қҧрылымы мен қозғалысы жоқ газдар арасында аралық орын алады. Осылайша, сҧйықтық бір жағынан, белгілі бір кӛлемнің болуымен, ал екінші жағынан - белгілі бір пішіннің болмауымен сипатталады. Қайнау температурасына жақын температурада сҧйықтықтардың қасиеттері газдардың қасиеттеріне жақындайды және кристаллдану температурасына жақындағанда олар қатты бӛлшектердің қасиеттеріне жақын болады. Сҧйықтықтардың қҧрылымы мен физикалық қасиеттері оларды қалыптастыратын бӛлшектердің химиялық сипатына, сондай-ақ олардың ӛзара әрекеттесуінің табиғаты мен энергиясына байланысты. Сҧйықтықтың ішкі қҧрылымы газдар мен кристаллдардың ішкі қҧрылымына қарағанда әлдеқайда кҥрделі. Сҧйықтықтағы молекулалар арасындағы қашықтық соншалықты аз, сондықтан сҧйықтың қасиеттері молекулалардың ішкі кӛлемі мен олардың арасындағы ӛзара тартылуымен анықталады. Молекулалардың арасындағы қашықтықта олардың геометриялық пішіні мен полярлық қасиеттері маңызды. Поляр молекуласы кешенді қалыптастыра алады. Егер молекулалар арасындағы ӛзара тартылыс салыстырмалы тҥрде кішкентай болса, онда қалыптасқан кешендер басқа молекулалардың жылу қозғалысы әсерінен ыдырайды. Егер ӛзара қызығушылық маңызды болса, онда кешендер ыдырамайды. Температураның жоғарылауы жылу қозғалысын кҥшейтеді және кешендердің ыдырауына ықпал етеді. Мҧндай кешендердің қалыптасуы ассоциация деп аталады. Ассоциирленген, яғни біріктірілген сҧйықтық қҧрамына су, спирт, ацетон, сҧйытылған 22 аммиак және т.б. кіреді. Ассоциация дәрежесі әр тҥрлі болады. Кәдімгі температура кезінде, бір дипольдік ӛзара әрекеттесуде, кҥшті байланыстырылған сҧйықтықтарда байқалатын дәрежеде ассоциация қалыптастыру жеткіліксіз. Соңғы жағдайда біріктірудің негізгі себебі - сутегі байланыстарының молекулалары арасындағы қосылыстар. Бҧл молекулаларда сутегі атомы мен теріс электрлі атом (негізінен O, N, F) бар бҧл сҧйықтықтарға тән, ол сутегімен байланысуға қабілетті. Мысалы, су мен қарапайым спирттер ӛте кҥшті ассоциирленген сҧйықтық болып табылады, ӛйткені олардың молекулалары гидроксилдік топты, сутегі атомы мен оттегі атомы басқа гидроксил топтарының тиісті атомдары бар сутегі байланыстарын қҧруға қабілетті. Мҧндай ассоциирленген бӛлшектердің мӛлшері әдетте кішкентай болып табылады және олар бір-біріне қатысты еркін жҥре алады. Жеке молекулалар салыстырмалы тҥрде бір ассоциацияның қҧрамынан оңай бӛлініп шығып, басқасына кӛшуі мҥмкін. Сҧйықтықтардың температурасы бӛлме температурасындай болғанда молекулалардың орналасуында реттілік болады. Шағын кӛлемдегі бӛлшектердің тәртібі қысқа қашықтықты тәртібі деп аталады. Мҧндай жағдайларда сҧйықтың ішкі қҧрылымы кристаллдың қҧрылымына жақын. Кейбір жағдайларда нақты сҧйық кристаллдар бар. Дегенмен, қатаң бекітілген кҥйде тербелістерге тҥсетін қатты кристаллдардан айырмашылығы сҧйық бӛлшектердің қозғалу қабілеттілігінде. Бір молекуланың басқа молекулаларға қатысты қозғалысы толығымен еркін қозғалыс болып табылмайды. Сҧйықтық молекулаларының шапшаңдығының сандық сипаттамасы оның тҧтқырлық қасиетінде болып табылады. Тҧтқырлық немесе ішкі ҥйкеліс дегеніміз, ортаның белгілі бір бӛліктерінің басқаларға қатысты жылжуы кезінде ортаға әсер ететін кедергісі болып табылады. Тҧтқырлыққа қарсы қасиеті сҧйықтық деп аталады. Сҧйықтық пен тҧтқырлыққа сҧйықтықтың молекулалары арасындағы тартылыс кҥші олардың мольдік массасы және басқа да жағдайлар әсер етеді. Тӛмен температураларда кейбір сҧйықтықтардың тҧтқырлығының артатыны соншалықты, олар сҧйықтық кҥйден шығып қатты заттардың беріктігін алады. Қысым да тҧтқырлыққа әсер етеді. Артық қысым болған сайын сҧйықтықтардың тҧтқырлығы айтарлықтай артады. Сҧйықтықтың ең маңызды қасиеттерінің бірі оның беткі кернеуі болып табылады (бҧл қасиет газдарға немесе қатты заттарға тән емес). Беттік кернеудің себебі сҧйық бӛлшектердің ӛзара тартылуы болып табылады. Сҧйықтықтағы молекулаға молекулааралық кҥштер барлық жағынан біркелкі әрекет етеді. Сҧйықтық бетінде осы кҥштердің тепе- теңдігі бҧзылады, тӛменгі қабаттардың тартымды кҥштері жоғарғы деңгейдегілермен теңдестірілмейді. Осыдан кейін беткі қабаттағы молекулалар сҧйықтықтың ішкі бӛлігіне бағытталған кҥштің әсеріне 23 ҧшырайды. Ӛздерінің әрекет ету аймағынан бір радиустан аз қашықтықта тҧрған барлық молекулаларға беткі жағынан келетін кернеу сияқты кҥш әсер етеді, бҧл беттік кернеудің себебі болып табылады. Беткі кернеу тек сҧйықтықтың сипатына ғана емес, сонымен қатар оның шекарасының табиғатына да байланысты. Сондықтан, мысалы, судың беткі кернеулігі туралы емес, ауадағы немесе қаныққан су буларының шекарасындағы су бетінің шиеленісі туралы айту керек. Сҧйықтықтың жҧқа беткі қабаты сҧйықтық ішіндегі молекулалардан ӛзгеше энергетикалық кҥйде орналасқан молекулалардан тҧрады. Беткі қабатта сҧйықтықтың кӛлемі иемдене алмайтын ҥстіңгі бетінің шамадан тыс энергиясынан қҧрылады. Беттік энергия – сҧйықтық бетінің ерекше қасиеттерінің себебі болып табылады Бҧл айырмашылық беткі қабаттағы қҧбылыстардың кӛптеген тҥрлерін тудырады, мысалы, ыдыстың қабырғасының жанында сҧйықтықтың кӛлденең бетінің тӛмпешік немесе ойық қҧрай отырып қисаюы. Беткі кернеу сҧйықтықтың еркін қҧлдырайтын бӛлшектерінің тамшы тәрізді пішінін тҥсіндіреді. Сҧйықтықтың тығыздығы дегеніміз- берілген температурада оның кӛлемі бірлігінің массасы. Сҧйықтықтың тығыздығы газдың тығыздығынан жҥздеген және мыңдаған есе кӛп, ал мольдік кӛлемі сәйкесінше аз. Осыған байланысты кристалдық кҥйдегі тҥрі сҧйықтықтан аз ерекшеленеді. Олардың тығыздығы қатты заттардың тығыздығына жақын және қысылуы ӛте аз, және сҧйықтықты біршама тҥрде қысу ҥшін ӛте жоғары қысым қажет. Бірдей шарттарда тҥрлі сҧйықтықтардың мольдік кӛлемі газдарға тең емес, бірақ олар ӛте қиын жағдайлар ҥшін қатты ерекшеленуі мҥмкін. Сҧйықтықтардың мольдік кӛлемінің қатты кҥйдегі мольдік кӛлеммен салыстырғанда қатты айырмашылығы жоқ. жүктеу/скачать 9,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|