BÀI 1. CẤU TRÚC CỦA CHẤT. SỰ CHUYỂN THỂ
I. MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VỀ CẤU TẠO CHẤT
+ 3 thể tồn tại của nước
+ Cấu trúc phân tử ở 3 thể tồn tại của nước
Mô hình động học phân tử về cấu tạo chất gồm ba nội dung cơ bản:
- Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là phân tử.
- Các phân tử chuyển động không ngừng. Nhiệt độ của vật càng cao thì tốc độ chuyển động của các phân tử càng lớn.
- Giữa các phân tử có lực hút và lực đẩy, gọi chung là lực liên kết phân tử.
Chuyển động Brown
Là chuyển động hỗn loạn, không ngừng của các hạt rất nhỏ (ví dụ: hạt phấn hoa) lơ lửng trong chất lỏng hoặc chất khí, do va chạm với các phân tử chất lỏng/khí gây ra.
Chuyển động Brown là một trong những bằng chứng thực nghiệm quan trọng chứng tỏ các phân tử chuyển động hỗn loạn, không ngừng — nhiệt độ càng cao, chuyển động Brown càng mạnh.
II. CẤU TRÚC CỦA CHẤT RẮN, CHẤT LỎNG VÀ CHẤT KHÍ
???? Thí nghiệm mô phỏng
+ Nguyên tắc chung:
- Khoảng cách giữa các phân tử càng lớn thì lực liên kết giữa chúng càng yếu;
- Các phân tử sắp xếp càng có trật tự thì lực liên kết giữa chúng càng mạnh.
+ Giải thích các đặc điểm vĩ mô bằng mô hình phân tử
- Chất rắn có hình dạng và thể tích riêng, rất khó nén: do các phân tử ở rất gần nhau, sắp xếp có trật tự, lực liên kết rất mạnh, chỉ dao động quanh vị trí cân bằng cố định.
- Chất lỏng có thể tích riêng nhưng không có hình dạng riêng: do các phân tử ở gần nhau nhưng kém trật tự sắp hơn chất rắn, dao động quanh các VTCB luôn thay đổi.
- Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng; dễ nén: do các phân tử ở rất xa nhau, sự sắp xếp các phân tử không có trật tự, chuyển động hỗn loạn tự do .
III. SỰ CHUYỂN THỂ
1. Các hình thức chuyển thể
Mỗi chất có thể chuyển từ thể này sang thể khác. Đa số chất rắn khi nóng lên chuyển sang thể lỏng rồi sang thể khí; ngược lại chất khí khi lạnh đi chuyển sang thể lỏng rồi thể rắn. Một số chất có thể chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể khí và ngược lại.
Hình minh hoạ: sơ đồ các hình thức chuyển thể
2. Dùng mô hình động học phân tử giải thích sự chuyển thể
Trong chuyển động hỗn loạn, các phân tử va chạm và truyền năng lượng cho nhau. Càng nhận được nhiều năng lượng, phân tử chuyển động hỗn loạn càng nhanh, khoảng cách trung bình giữa chúng càng tăng, lực liên kết giữa chúng càng yếu — đây là cơ sở để giải thích sự hoá hơi và sự nóng chảy.
a) Sự hoá hơi (bay hơi và sôi)
Sự bay hơi: xảy ra ở mặt thoáng của chất lỏng, ở mọi nhiệt độ. Do các phân tử chuyển động hỗn loạn va chạm, truyền năng lượng cho nhau, một số phân tử gần mặt thoáng có động năng đủ lớn để thắng lực liên kết, thoát ra khỏi mặt thoáng trở thành phân tử ở thể hơi.
Sự sôi: xảy ra ở một nhiệt độ xác định (với nước, khoảng 100 °C ở áp suất tiêu chuẩn 1,01·10⁵ Pa). Khi đó, các bọt khí và hơi nước hình thành trong lòng chất lỏng, nổi lên và vỡ tại mặt thoáng — sự hoá hơi xảy ra đồng thời cả trong lòng và trên mặt thoáng của chất lỏng.
(???? Thí nghiệm mô phỏng)
| Vì sao khi bay hơi, nhiệt độ chất lỏng giảm? |
b) Sự nóng chảy của chất rắn kết tinh
Khi được đun nóng, nhiệt độ chất rắn kết tinh tăng dần tới nhiệt độ nóng chảy xác định. Tại nhiệt độ này, chất rắn bắt đầu chuyển sang thể lỏng; trong suốt quá trình nóng chảy, nhiệt độ giữ không đổi dù vẫn liên tục nhận nhiệt lượng.
(???? Thí nghiệm mô phỏng)
MỞ RỘNG — EM CÓ BIẾT
| Chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình Chất rắn kết tinh: các hạt (phân tử, nguyên tử, ion) liên kết chặt chẽ, sắp xếp theo một trật tự hình học tuần hoàn tạo thành mạng tinh thể. Mỗi chất rắn kết tinh có nhiệt độ nóng chảy (hoặc đông đặc) riêng, xác định. Hầu hết kim loại là chất kết tinh. Chất rắn vô định hình: các hạt không tạo thành mạng tinh thể (ví dụ: thuỷ tinh, nhựa đường, các chất dẻo...). |
| Thể Plasma Ở nhiệt độ hàng triệu độ, vật chất không tồn tại ở thể rắn, lỏng, khí mà ở một thể đặc biệt gọi là plasma — chất tồn tại dưới dạng các ion thay vì nguyên tử, phân tử trung hoà. Plasma rất hiếm gặp trên Trái Đất, nhưng chiếm trên 99% vật chất trong vũ trụ (ví dụ: các luồng plasma phóng ra từ Mặt Trời). |
GHI NHỚ TRỌNG TÂM
| Tổng kết - Mô hình động học phân tử: chất gồm các hạt (phân tử) riêng biệt, chuyển động không ngừng, giữa chúng có lực liên kết (hút và đẩy). Nhiệt độ càng cao → tốc độ chuyển động trung bình của phân tử càng lớn. - Cấu trúc 3 thể khác nhau ở: khoảng cách, sự sắp xếp và độ mạnh của lực liên kết phân tử. - Sự chuyển thể gồm 6 quá trình: nóng chảy, đông đặc, hoá hơi, ngưng tụ, thăng hoa, ngưng kết. Trong quá trình chuyển thể ở nhiệt độ không đổi (sôi, nóng chảy), nhiệt lượng nhận vào dùng để thay đổi cấu trúc liên kết phân tử (thắng lực liên kết), chứ không làm tăng nhiệt độ. |
???? Trắc nghiệm Bài 1