工化第六章物质结构基础.pptVIP

氢键对化合物性质的影响 氢键普遍存在:醇分子间,与水间;酚与水;酸分子间,与水间;氨基酸分子间与分子内. 氢键使物质熔点\沸点升高; 与水分子间存在氢键,水溶性增大. 氢键使分子结构更稳定。氨基酸分子间存在氢键,氢键对维持DNA的螺旋状立体结构起重要作用. 氢键应用举例 6.4.3表面张力 1.表面张力 定义:作用于液体表面边界上使液面自动缩小的力. 表面功：将液体中的分子搬到表面需 克服表面张力所作的功。 界面张力：相间面的张力 水溶液表面张力与溶液浓度 加入强电解质张力增大;(A) 加入极性有机化合物张力降低;(B) 加入有机盐类表面活性剂张力陡降,存在最低浓度,之后增大浓度对张力影响不大. 2.表面活性剂的特性与分类 表面活性剂定义:能显著降低水的表面张力的一类物质. 表面活性剂分子组成:亲水极性基团+亲油非极性基团.如十二烷基硫酸钠. 定向排列-降低表面张力;形成胶团—增溶作用. 表面活性剂的作用方式 表面活性剂分类 按在水中是否电离分为离子型和非离子型. 阴离子型:如RCOONa、烷基苯磺酸钠.后者在洗衣粉中广泛采用,用量约为10-30%. 阳离子型:RNH3Cl,R2NH2Cl,季胺盐.常作为消毒剂和纤维柔软剂使用. 两性:RNHCH2COOH; 非离子型:R-O(CH2CH2O)nH聚氧乙烯烷基醚.常用于餐具和水果蔬菜清洗剂. 3.表面活性剂作用 润湿作用—改善液体对固体表面的润湿作用.如农药乳液.乳胶漆. 可通过固液界面间的接触角,衡量液体对固体的润湿程度.降低表面张力提高润湿程度. 接触角是指在固液气三相交点作气液界面切线,与固液交界线间的夹角θ. cos θ=(σ气固- σ液-固)/ σ气液 增溶作用—使碳氢化合物在水中溶解度增加的现象.如苯0.07g/100g水,7g/100g0.1油酸钠液. 增溶与溶解不同.前者是整团溶解,不拆分为分子或离子,不影响溶剂依数性. 乳化作用:液液界面现象.加入表面活性剂形成水包油系(如牛奶,乳胶漆等),油包水系(人造黄油)稳定乳状液.其条件:在液滴周围形成坚固的保护膜;降低界面张力;形成双电层. 起泡消泡作用 泡沫是气体分散在液相中形成的体系.因界面增大需加入起泡剂稳定泡沫. 起泡剂作用:降低表面张力,泡沫膜牢固,有适当的粘度. 泡沫浮选法选矿-表面活性剂(作捕捉剂)的极性基吸附在矿石表面,非极性基朝向水中,矿石表面疏水(废石表面亲水),底部通入空气,矿石就附着在气泡上,上升与废石分开.如皂类 洗涤作用—表面活性剂降低表面张力，产生润湿\渗透\乳化\分散\增溶等多种作用的综合结果. 二.晶体缺陷 理想晶体：晶格的每个结点上都有正确的分子/原子/离子等。纯净物质,在0K温度存在。 不论自然界存在的还是人工制备的晶体一般总是有缺陷的。 晶体缺陷:实际晶体偏离了理想的周期性重复排列结构的现象. 按晶体缺陷的几何形状分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。 按晶体缺陷的化学组成分为整比缺陷和非整比缺陷。 1、点缺陷分类 本征缺陷或热缺陷—任何高于OK的实际晶体的结点上粒子在平衡位置附近做热运动，而使粒子脱离其平衡位置形成的缺陷。空位、间隙粒子、错位缺陷。 杂质缺陷—外来杂质进入晶体而引起的缺陷。杂质缺陷是点缺陷中数目最多的一类。半径较小的杂质粒子常以间隙粒子进入晶体。 （一）点缺陷 本征点缺陷 化学杂质缺陷 线缺陷 线缺陷：晶体中某区域发生一列或若干列粒子有规律地错排现象. 当晶体受切应力时，则在滑移面与未滑移部分交界线周围发生。 面缺陷 面缺陷：是晶体中不同区域间晶粒取向过渡形成的。是原子或离子在一个交界面的两侧出现不同排列的缺陷。 多晶体中存在面缺陷。 非整比化合物及缺陷 化学计量化合物—又称整比化合物，即各元素原子数均为简单整数比。 整比缺陷——整比化合物中不因缺陷引入而改变组成。如本征点缺陷 非整比化合物——非化学计量化合物。原子数偏离整数比的化合物。化学组成可用化学式AmBn(1+б)表示,б是一个很小的正值或负值。 产生原因:晶体中某些元素多余或不足,或由其它原子取代。 非整比化合物伴有晶体缺陷。形成非整比化合物有如下三种情况。 过渡金属常有多种氧化值，可形成组成非整比化合物。如FeS中Fe2+被Fe3+所代替，为保持电中性，Fe原子数少于1。化学式为Fe(1-x)S,产生阳离子空位的缺陷。 阴离子缺少，产生的空位由电子代替形成非整比化合物。钠掺入氯化钠晶体形成NaCl(1-x)。空位上的电子能吸收可见光使晶体变色。 引入氧化值不同的杂质后，为保持电中性，原来离子氧化值发生变化，产生非整比化合物。如在绝缘体NiO中掺入少量Li2O后为保持电中性Ni氧化，形成LixNi2+(1-2x)Ni3+x成为半导体。因晶体中每二个Li+产生一