第二章 物质的状态
?2.3 固体
?2.2 液体
?2.1 气体
无机化学
2.1 气体
? 理想气体
? 气体分子运动
? 实际气体
无机化学
2.1.1 理想气体
分子不占体积，可看成几何质点，分子
间无吸引力，分子与器壁之间发生的碰
撞不造成动能的损失
无机化学
一、理想气体状态方程
即
?
?
?
?
?
?
?
?
一定时）（当阿佛加德罗定律：
一定时）（当吕萨克定律：查理盖
一定时）当波义耳定律：
TpnV
npTV
TnpV
,
,·
,(/1
p
nT
V ?
p
n R T
V ?
n R TPV ?
无机化学
二,混合气体分压定律
当 T一定时, 在 V体积内, 设混合气体有 i种,
若各组分气体均为理想气体, 则
P总 V=n总 RT=(n1+n2+…… +ni)RT
= n1 RT+ n2 RT+…… niRT
= P1V+P2V+…… +PiV
=(P1+p2+…… +Pi)V
P总 = Σpi=P1+p2+…… +Pi
由于 PiV= niRT； P总 V= n总 RT
i
i x
n
n
P
Pi
??
总总
总PxP ii ?
无机化学
三,气体扩散定律
英国物理学家格拉罕姆（ Graham） 指出：同温同压
下，气体的扩散速度与共密度的平方根成正比
i
u i
?
1
?
A
B
B
A
u
u
?
?
?或
RT
PM
??
即
由于
A
B
B
A
M
M
u
u
?
无机化学
气体扩散定律的获得
无机化学
2.1.2 气体分子运动
A
z
y
x
设容器内有 N个
质量为 m的气体
分子。
一个分子沿 X轴运
动碰撞 A壁，由于
碰撞时无能量损
失，
大小不变。2u
每次碰撞，分子动量改变值为
222 2 umumum ?????
分子每秒碰撞 A壁次数为 lu /2
该分子每秒钟动量总改变值为 lum /)(2 22?
而该分子施于 A壁的压力为 lum /)(2 22
容器内有 N个分子，各面器壁共受力为
luNm /)(2 22
容器面积为,26l 则器壁所受气体的压强为
VuNmlluNmP 3/)(6/)(2 22222 ???
22 )(
3
1 uNmPV ?
因气体分子的平均动能同绝对温度有关
kTum
2
3)(
2
1 22 ?
n R TN k TPV ??
此式可解释扩散定律
无机化学
2.1.3 实际气体状态方程
理想气体的 P
为一常数,而实
际气体的 P 则不
是常数。
主要原因是气
体处于高压时分子
自身的体积不容忽
视，另外高压时分
子间的引力不容忽
视。
V~
V~
因此状态方程修正为
n R TnbVPP ??? )(）（ 内
2
?
?
?
?
?
?
?
V
n
aP内
因此实际气体状态方程为
n R TnbV
V
an
P ????
?
?
??
?
?
? )(
2
2
无机化学
2.1.4 气体的液化
? 临界温度 Tc
? 临界压强 Pc
? 临界体积 Vc
无机化学
2.2 液体
液体没有固定的外形和显著的膨胀
性，但有着确定的体积，一定的流动性、
一定的掺混乱性、一定的表面张力，固
定的凝固执点和沸点。
无机化学
2.2.1 液体的蒸发
液体分子运动到接近
液体表面,并具有适当的
运动方向和足够大的动
能时,它可以挣脱邻近分
子的引力逃逸到液面上
方的空间变为蒸气分子,
RTE
i NeN
/0??
无机化学
2.2.2 饱和蒸气压
? 相同温度下，不同
液体由于分子间的
引力不同，蒸气压
不同。
? 同一液体，温度越
高，蒸气压越大；
无机化学
Clansius-Clapeyron方程
B
T
AP ??
?
?
?
?
?? 1lg
R
HA
303.2
???
??
?
?
??
?
?
?
?
?
122
1 11
303.2
lg
TTR
H
P
P
无机化学
液体的沸点
当 P蒸 = P外 时 的温度为沸点
P外P蒸
无机化学
2.3 固体
固体
非晶体
晶体
立方体 —— P； I； F
四方体 —— P； I
正交体 —— P； C； F； I
六方体 —— H
三方体 —— R
单斜体 —— P； C
三斜体 —— P
7 种晶系 （ 14种点阵型式，未列出）
立方 Cubic
a=b=c,
?=?=?=90°
四方 Tetragonal
a=b?c,
?=?=?=90°
六方 Hexagonal
a=b?c,
?=?=90°,
?=120°
正交 Rhombic
a?b?c,?=?=?=90°
三方 Rhombohedral
a=b=c,?=?=??90°
a=b?c,?=?=90°
?=120°
单斜 Monoclinic
a?b?c
?=?=90°,
??90°
三斜 Triclinic
a?b?c
?=?=?=90°
α
β
γ
b
c
a
b
c
a
b
a
c
b
a
c
b
a
cb a
c
b
a
c
三种立方点阵形式：面心、体心、简单立方 晶胞
配位数,12
质点数,4
配位数,8
质点数,2
配位数,6
质点数,1
无机化学
晶胞中质点个数的计算
无机化学
面心立方晶胞中的原子个数
?2.3 固体
?2.2 液体
?2.1 气体
无机化学
2.1 气体
? 理想气体
? 气体分子运动
? 实际气体
无机化学
2.1.1 理想气体
分子不占体积，可看成几何质点，分子
间无吸引力，分子与器壁之间发生的碰
撞不造成动能的损失
无机化学
一、理想气体状态方程
即
?
?
?
?
?
?
?
?
一定时）（当阿佛加德罗定律：
一定时）（当吕萨克定律：查理盖
一定时）当波义耳定律：
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,
,·
,(/1
p
nT
V ?
p
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n R TPV ?
无机化学
二,混合气体分压定律
当 T一定时, 在 V体积内, 设混合气体有 i种,
若各组分气体均为理想气体, 则
P总 V=n总 RT=(n1+n2+…… +ni)RT
= n1 RT+ n2 RT+…… niRT
= P1V+P2V+…… +PiV
=(P1+p2+…… +Pi)V
P总 = Σpi=P1+p2+…… +Pi
由于 PiV= niRT； P总 V= n总 RT
i
i x
n
n
P
Pi
??
总总
总PxP ii ?
无机化学
三,气体扩散定律
英国物理学家格拉罕姆（ Graham） 指出：同温同压
下，气体的扩散速度与共密度的平方根成正比
i
u i
?
1
?
A
B
B
A
u
u
?
?
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RT
PM
??
即
由于
A
B
B
A
M
M
u
u
?
无机化学
气体扩散定律的获得
无机化学
2.1.2 气体分子运动
A
z
y
x
设容器内有 N个
质量为 m的气体
分子。
一个分子沿 X轴运
动碰撞 A壁，由于
碰撞时无能量损
失，
大小不变。2u
每次碰撞，分子动量改变值为
222 2 umumum ?????
分子每秒碰撞 A壁次数为 lu /2
该分子每秒钟动量总改变值为 lum /)(2 22?
而该分子施于 A壁的压力为 lum /)(2 22
容器内有 N个分子，各面器壁共受力为
luNm /)(2 22
容器面积为,26l 则器壁所受气体的压强为
VuNmlluNmP 3/)(6/)(2 22222 ???
22 )(
3
1 uNmPV ?
因气体分子的平均动能同绝对温度有关
kTum
2
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2
1 22 ?
n R TN k TPV ??
此式可解释扩散定律
无机化学
2.1.3 实际气体状态方程
理想气体的 P
为一常数,而实
际气体的 P 则不
是常数。
主要原因是气
体处于高压时分子
自身的体积不容忽
视，另外高压时分
子间的引力不容忽
视。
V~
V~
因此状态方程修正为
n R TnbVPP ??? )(）（ 内
2
?
?
?
?
?
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aP内
因此实际气体状态方程为
n R TnbV
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2
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无机化学
2.1.4 气体的液化
? 临界温度 Tc
? 临界压强 Pc
? 临界体积 Vc
无机化学
2.2 液体
液体没有固定的外形和显著的膨胀
性，但有着确定的体积，一定的流动性、
一定的掺混乱性、一定的表面张力，固
定的凝固执点和沸点。
无机化学
2.2.1 液体的蒸发
液体分子运动到接近
液体表面,并具有适当的
运动方向和足够大的动
能时,它可以挣脱邻近分
子的引力逃逸到液面上
方的空间变为蒸气分子,
RTE
i NeN
/0??
无机化学
2.2.2 饱和蒸气压
? 相同温度下，不同
液体由于分子间的
引力不同，蒸气压
不同。
? 同一液体，温度越
高，蒸气压越大；
无机化学
Clansius-Clapeyron方程
B
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?
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无机化学
液体的沸点
当 P蒸 = P外 时 的温度为沸点
P外P蒸
无机化学
2.3 固体
固体
非晶体
晶体
立方体 —— P； I； F
四方体 —— P； I
正交体 —— P； C； F； I
六方体 —— H
三方体 —— R
单斜体 —— P； C
三斜体 —— P
7 种晶系 （ 14种点阵型式，未列出）
立方 Cubic
a=b=c,
?=?=?=90°
四方 Tetragonal
a=b?c,
?=?=?=90°
六方 Hexagonal
a=b?c,
?=?=90°,
?=120°
正交 Rhombic
a?b?c,?=?=?=90°
三方 Rhombohedral
a=b=c,?=?=??90°
a=b?c,?=?=90°
?=120°
单斜 Monoclinic
a?b?c
?=?=90°,
??90°
三斜 Triclinic
a?b?c
?=?=?=90°
α
β
γ
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a
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三种立方点阵形式：面心、体心、简单立方 晶胞
配位数,12
质点数,4
配位数,8
质点数,2
配位数,6
质点数,1
无机化学
晶胞中质点个数的计算
无机化学
面心立方晶胞中的原子个数
