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第二章 物质的状态 ? §2-1 气体 ? §2-2 液体 ? §2-3 固体 ? §2-4 等离子体 §2-1 气体 一、理想气体 二、实际气体状态方程 三、气体的液化 四、气体分子的速率分布和能量分布 五、气体分子运动论 理想气体：分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占体积可以忽略（具有质量的几何点）。 实际气体在低压(＜101.325kPa)和高温(＞0℃)的条件下，接近理想气体。 1.理想气体状态方程 阿佛加得罗定律：相同温度和压力下，相同体积的不同气体均含有相同数目的分子。 标准条件(standard condition,或标准状况） 101.325kPa和273.15K（即0℃）--STP 标准条件下1mol气体: 粒子数NA=6.02×1023mol-1 体积 Vm=22.4141×10-3m3 3.气体扩散定律 同温同压下某种气态物质的扩散速度与其密度的平方根成反比。 定义：气体变成液体的过程叫液化或凝聚。 液化条件：降低温度或降温同时增加压强 思考题： ⑴ He、H2、N2、O2等难液化，原因？ ⑵ H2O、NH3等易液化，原因？ ⑶ 理想气体能否液化？ （非极性分子间引力小，极性分子间引力大） （分子间没有作用力不能液化） §2-2 液体 一、液体的蒸发 水在不同温度下的蒸气压 §2-3 固体 一、晶体与非晶体 晶体(crystals)：具有整齐规则的几何外形，各向异性，有固定熔点。 非晶体(non crystals) ：无整齐规则的几何外形，各向同性，没有固定熔点。 §2-4 等离子体（补充） 当温度升到较高时（＞104），气体原子间的激烈碰撞使外层电子获得足够的动能，从而摆脱原子核的束缚，而成为自由电子，失去外层电子的原子就成为带正电荷的离子。这种处于高度电离状态的气体，其中包含电子、带正电的离子以及少量中性原子，即为等离子体。（等离子体的意义是指其中粒子所带正、负电量是相等的） 1．惰性气体氙能与氟形成多种氟化氙（XeFx）。实验测得在353K，1.56×104Pa时，某气态氟化氙的密度为0.899g·dm-3。试确定这种氟化氙的分子式。 2.具有NaCI型晶格的某晶体，其密度为0.1984 g·cm-3，化学式量为74.56，试求晶胞边长（以pm表示）。 课本P46 14 不同种粒子构成的面心立方晶体 4.立方晶胞空隙的计算 立方体的体积＝a3 球体体积：4/3nπr3(n球体即粒子个数） 二、晶体的几个基本概念 结点：晶体中的粒子（原子、分子、离子等）抽象为一个点，即为结点。 晶胞(unit cell)：能表现出晶体结构全部特征的最小单元（六面体）。 晶格(lattice)：构成晶体的质点以一定的规则排列在空间的固定点上形成的格子。 三、七大晶系、十四种晶格 晶胞的大小和形状由六个参数决定，即六面体的三个边长a、b、c及三个夹角α、β、γ。 根据晶胞参数的不同，晶体可分为七大晶系： 立方晶系、四方晶系、正交晶系、三方晶系、单斜晶系、三斜晶系、六方晶系。 结点在六面体上的分布类型有4种 简单格子：只在八个顶角上有结点，P 底心格子：除八个顶角上有结点外，上下两个平行面的中心各有一个结点，C 体心格子：八个顶角和体心各有一个结点，I 面心格子：八个顶角和六个面心上均有结点，F 四种类型用于七大晶系，可得到十四种晶格。 Simple or primitive cubic lattice Body-centered cubic lattice Face-centered cubic lattice 四、与晶胞有关的计算 1.晶胞中质点数的计算 规则：晶胞内部质点为1，棱边上每个质点为1/4；晶胞面上的每个质点为1/2；顶角上的每个质点为1/8。 确定晶体类型的规则： 把晶胞中环境不同的质点分开看，观察它们各自的排列方式。 CsCI:简单立方 CsCI Cs+:1 CI-:8×1/8=1 Cs+:CI-=1:1 NaCI NaCI:面心立方 Na+: 8×1/8+6×1/2=4 CI-: 1+12×1/4=4 即一个NaCI晶胞中含4个NaCI分子。 2.配位数 晶体中某一粒子周围最接近的粒子数 CsCI:8 NaCI:6 NaCI 例10：金的晶胞是面心立方，已知其原子半径是0.144nm,求晶胞边长。 解：设边长为a 2a2=（4r)2 a=0.4073nm 3.晶胞边长 晶胞边长为1 例11：已知KF晶体具有NaCI型结构，