電氣工程師《普通化學》知識點：物質的聚集狀態

物質的聚集狀態是指物質的存在形式。從根本上講物質的存在形式取決於其內部微粒之間的相互作用。下面是小編整理的電氣工程師考試《普通化學》知識點：物質的聚集狀態，對重要知識點進行強化練習，要記得這些知識點，考試很有用的，希望對大家有所幫助!

　　一、物質的不同聚集狀態與物理性質

　　二、電漿體(物質的第四態)及其應用

1、電漿體(Plasma) ：是帶電粒子密度達到一定程度(如>0.1%)的電離氣體。由電子、原子、離子、分子或自由基等粒子組成。

2、電漿體的基本特性：

(1)導電性：由於存在自由電子和帶正電荷的離子，所以電漿體有很強的導電性;

(2)電中性：粒子所帶正負電荷總數相等;

(3)與磁場可作用性：可用磁場控制它的位置、形狀和運動，同時帶電粒子集體運動又可形成電磁場;

(4)活潑的反應性：由於電漿體空間富集了離子、電子、激發態的原子、分子及自由基，因此產生相應的高活性物種，易於參加各種化學反應。

3、電漿體的分類――依據粒子溫度分類

設電漿體中離子溫度為Ti ;中性重粒子溫度為Tg的;電子溫度為Te。

巨集觀溫度主要取決於離子溫度Ti和中性重粒子溫度Tg。

當Te=Ti時，稱熱電漿體或高溫電漿體，由於氣體分子與電子反覆劇烈碰撞，使整個氣體與電子溫度達到平衡，其溫度可達到5×103K~2×104K。這種電漿體一般是在高氣壓(大氣壓水平)、平衡條件下獲得的，所以又稱高壓平衡電漿體。

當Te>Ti時，稱冷電漿體或低溫電漿體，這類電漿體中，大部分氣體粒子仍為中性，電子溫度可以高達104K以上，而氣體或離子溫度卻可低到300K~500K。是在低氣壓、非平衡條件下獲得的。

4、電漿體的應用

電漿體空間富集的離子、電子、激發態的原子、分子及自由基，是極活潑的反應物種，它有利於產生“高能量”、“高密度”的化學反應條件。

(1)導電流體

(2)高能量密度的熱源

(3)化學合成、薄膜製備、表面處理和精細化學加工等。

(4)微量元素分析

　　三、物質的第五態即超固態――“玻色―愛因斯坦凝聚態”

“玻色―愛因斯坦凝聚”概念是在1924年由印度物理學家玻色提出的，愛因斯坦將其理論用於原子氣體中，進而做出預言：物質除四態外，還存在另外的一種狀態。當溫度足夠低、運動速度足夠慢時，大部分原子會突然跌落到最低的能級上，此時所有的原子“凝聚”到同一狀態，就像一個“超級原子”一樣，具有完全相同的物理性質。

然而，實現及研究“玻色―愛因斯坦凝聚”的條件極為苛刻：一方面需要達到極低的`溫度(絕對零度的十億分之幾度)，另一方面還需要原子體系處於氣態。這在當時幾乎是自相矛盾的，一直到理論提出71年之後，美國國家標準與技術研究院和科羅拉多大學的科學家才有所發現，於銣原子蒸氣中第一次直接觀測到了“玻色―愛因斯坦凝聚”。此後三位科學家因對它的研究獲得2001年度的諾貝爾物理學獎。

四、氣體的分壓定律

1、氣體分子運動論――基本要點：

(1)氣體由不停頓地作無規則運動的分子所組成。

分子的直徑與它們之間的距離相比可以忽略不計，亦即分子本身的體積與氣體所佔有的體積相比可以忽略。

(2)氣體分子間互相作用力很小，氣體分子的運動與其他分子無關，分子可視為獨立運動。

(3)氣體分子在運動中，分子不僅相互碰撞，而且對器壁進行連續撞擊產生壓力(壓強)。

(4)氣體分子的平均平動能與氣體的熱力學溫度成正比。

壓力(壓強)：因大量分子碰撞所產生的垂直作用於單位面積上的力;

溫度：氣體分子平均動能的度量，氣體分子的平均平動能越大，系統的溫度越高，它們都是大量分子行為的統計平均結果，是一種統計量。因此，說一個分子的壓力或溫度是沒有意義的。

體積：則是氣體分子自由運動的空間。

2、理想氣體狀態方程：

理想氣體：指分子是一個沒有體積的質點、分子間也沒有任何作用力的氣體。

pV= nRT

式中：p―壓力(Pa)，V―體積(m3)，n―物質的量(mol)，T―熱力學溫度(K，T/K = 273.15+t / ℃)，R―摩爾氣體常數(8.314J?mol -1?K-1)。

推論：物質的量n與質量m、摩爾質量M的關係為

注意：任何實際氣體(real gas，RG)，都不能完全嚴格地滿足理想氣體的條件。但對於處於低壓、高溫下的實際氣體來說，分子間距離很大，相互作用很弱，分子本身大小相對於整個氣體的體積也可以略去不計。因此，可以近似地看作理想氣體。

3、(道爾頓)分壓定律 (1801)

分壓力(partial pressure) ：溫度為 T時，組分 i單獨佔據總體積 V時所具有的壓力，定義此壓力為混合氣體中i組分的分壓力，簡稱分壓。

前人在研究低壓下的混合氣體時，得到了兩個經驗定律。嚴格來說，它們都只適用於理想氣體。

分壓定律內容：總壓力等於分壓力之和。

p = p1+p2+…+pN ==∑pi

分壓定律是氣體遵守IG定律的必然結果：

p == nRT/V == n1RT/V+n2RT/V+…+nNRT/V === p1+p2+…+pN == ∑pi

分壓定律的另一形式： pi = yi p

yi――i組分的摩爾分數(mole fraction)(氣體混合物的摩爾分數常用yi表示，液體混合物的摩爾分數，則常用xi表示)。