ASPEN | 极性体系、缔合体系、理想溶液-G0

2024-07-21 12:33   江苏  

极性体系与缔合体系


极性是指整个分子电荷分离的程度,分离程度越大,极性越大。所以通常含有N、O、卤素等吸电子基团的分子极性会比较大,但需要注意,氯仿极性比二氯甲烷大,因为氯仿多一个吸电子的氯,但四氯化碳极性小于氯仿,因为这是一个对称结构,这有点类似拔河。
化合物的极性决定于分子中所含的官能团及分子结构。对于基团对物质极性的影响应该跟物质的结构有关,不能简单的说成是上那个基团会使极性增大或减小,应综合分析,一般吸电子基团会使电子云发生偏移,产生极性,但是如果是对称的话,则物质可能为非极性的。 例如,水分子(H2O)就是一个极性分子,因为它的氧原子比氢原子更电负,导致电荷不均匀分布。

缔合体系:
在化学中,“缔合体系”(Associating System)通常指的是那些在溶液中通过分子间的相互作用形成更大聚集体的系统。这种相互作用可以是氢键、范德华力、离子键、金属-配体键等。以下是缔合体系的一些关键特点:

氢键缔合体系:
氢键是一种相对较弱的化学键,但足以使分子间形成稳定的缔合结构。例如,水分子可以通过氢键形成较大的缔合体。
范德华力缔合体系:
范德华力是分子间的一种弱相互作用力,包括色散力、偶极力和取向力。这种力在非极性分子中也可能导致缔合现象。
离子缔合体系:
在某些溶液中,带相反电荷的离子可以通过静电作用形成较大的离子缔合体,这种现象在电解质溶液中尤为常见。
金属-配体缔合体系:
金属离子和配体分子可以通过配位键形成复杂的缔合结构。这种缔合体系在金属有机化合物和某些生物分子中非常重要。
缔合平衡:
在缔合体系中,分子间的缔合和解缔合是一个动态平衡过程。这种平衡可以通过化学平衡常数来描述。
缔合度:
缔合度是指在缔合体系中,每个分子平均与其他分子缔合的次数。缔合度可以通过实验测量或理论计算获得。
缔合对溶液性质的影响:
缔合可以显著影响溶液的物理化学性质,如蒸气压、溶解度、粘度和导电性。例如,缔合可以降低溶液的蒸气压,增加溶液的粘度。
缔合对化学反应的影响:
缔合结构的形成可能会影响分子间的化学反应,因为缔合体的分子可能比单个分子更难以反应。



理想溶液与非理想溶液


理想溶液:一些结构、性质相近的液体组成的混合物,在全部浓度范围内都遵守或近似遵守Raoult定律,这些溶液就是理想溶液。

特征:
⑴分子结构相似,大小一样;
⑵分子间的作用力相同;
⑶混合时没有热效应;
⑷混合时没有体积效应。

非理想溶液

①正规溶液:指那些溶质和溶剂之间没有显著的相互作用的溶液。在这种溶液中,溶质分子和溶剂分子可以自由地混合,且混合过程中不发生能量变化。

②无热溶液:指的是混和热为零的溶液。对于这种溶液,H^E=0,没有热效应,交换能w=0。对无热溶液而言,混合过程中没有能量项的变化,混合性质完全取决于组合因子,只需要知道纯组分的摩尔体积就可以计算出活度系数了。

用最广泛的Wilson方程和NRTL方程和UNIQUAC方程都是在无热溶液基础获得的。






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