Az anyagi halmazok szerkezete

A kémiai anyagokat makroszkopikus és szerkezeti tulajdonságaik alapján három halmazállapotba soroljuk:
 

1. Gáz (nincs állandó alak és térfogat)

2. Folyadék (van állandó térfogat)

3. Szilárd (van állandó térfogat és alak)

4. Plazma
 

Az anyagi halmazok állapota az állapothatározók függvénye (p, T, V).

 

A szilárd testekről általában

A kémiai kötés jellegzetességeinek tárgyalása szempontjából, elsősorban a szilárd halmazállapot az érdekes, hiszen ebben az állapotban bármely kémiai kötésű anyag előfordulhat.
A szilárd testet (kristályt) alkotó részecskék helyzetét a vonzó és taszító erők határozzák meg.

 

A kristály szerkezete, jellemzői

 

39. ábra. Egy- két- és három dimenzióra kiterjedő rendezettség

 

A kristály fogalma egyszerűen úgy adható meg, mint atomok, ionok, molekulák szabályos, periodikus elrendeződése.

 

További információk:

http://www.rockhounds.com/rockshop/xtal/index.html#index

http://www.nyf.hu/karok/ttfk/kornyezet/szakd/3/ASVANY/tartalom.htm

http://www.johnbetts-fineminerals.com/jhbnyc/gallery.htm

http://mineral.galleries.com/default.htm

 

Rácstípusok

A kristályrácsok a rácspontokban elhelyezkedő részecskék minősége, és a közöttük ható összetartó erők jellege szerint négy csoportba oszthatók. Ionos-, atom-, molekula-, és fémes

Megjegyzés: A folyadékkristályok nem tekinthetők kristálynak, mert tulajdonságaik alapvetően eltérnek a kristályokétól, a folyadékokkal ellentétben azonban, bennük bizonyos hosszú távú rend kialakul.

 

 

Homogén és heterogén rendszerek

Az anyagi rendszereket nem csak halmazállapot szerint, hanem a részecskék méretének és eloszlásának figyelembevétele alapján is osztályozzuk.

 

Homogén rendszer

A szétoszlatott (diszpergált) részecskék mérete 1 nm (10-9m) alatti, azaz a halmazban nincsenek szabad szemmel, vagy közönséges mikroszkóppal látható határfelületek.

 

Heterogén rendszer

A rendszerben szétoszlatott részecskék nagysága 1 mm (10-6 m) fölött van, ezért benne határfelületekkel elválasztott fázisokat lehet megkülönböztetni (40. ábra).

 

 

40. ábra. Homogén és heterogén rendszerek

 

Fázisegyensúlyok

Fázisátalakulásról (halmazállapot-változásról) akkor beszélünk, ha egy anyag úgy változtatja meg halmazállapotát, hogy közben kémiai összetétele nem változik meg. A fázisátalakulások egyensúlyait az ún. fázisdiagramokon tüntetjük fel (41. ábra).

 

41. ábra. A víz fázisdiagramja

 

Elegyek

Az egynél több komponenst tartalmazó homogén rendszereket elegyeknek nevezzük.

 

Oldatok, oldhatóság és koncentrációk

Az oldatok olyan elegyek, amelyekben az egyik alkotórész sokkal nagyobb mennyiségben van jelen (oldószer), mint a többi alkotórész (oldott anyagok). A témát a függelék „Számítási feladatok" című részében részletesen tárgyaljuk.

 

Az oldódás folyamata

Vonzóerő hat az oldandó anyag részecskéi, az oldószer részecskéi, továbbá a létrejött oldatban az oldószer és az oldott anyag részecskéi között. Ezek eredményeként az oldódás járhat hő-felvétellel (endoterm) vagy hő-leadással (exoterm), ami végső soron a szolvatációs (hidratációs) energia nagyságától függ (42. ábra).

 

42. ábra. Az oldódás folyamata

 

Elektrolitos disszociáció

A vegyületek szabadon mozgó ionokra való szétesése az elektrolitos disszociáció. Létrejöhet oldódáskor vagy olvadáskor (43. ábra).

 

43. ábra. Dipólus molekulák szétesése oldáskor

 

Azokat az oldatokat vagy olvadékokat, amelyekben szabadon mozgó ionok vannak, elektrolitoknak nevezzük.

 

Adszorpció és abszorpció

Heterogén rendszereknél a határfelületen bekövetkező koncentrációváltozást adszorpciónak nevezzük. Ha a folyamat során a részecskék a fázis belsejébe is behatolnak, abszorpcióról beszélünk.