Molekulová fyzika

Velmi často se uplatňuje statistická fyzika

Kinetická teorie látek

Je na ní postavená celá molekulová fyzika a termodynamika

1. Látky se skládají z částic – atomů, molekul a iontů

2. Částice se v látce stále neuspořádaně pohybují – pohyb kmitavý, posuvný, nebo otáčivý

3. Mezi částicemi dochází k vzájemné silové interakci, částice na sebe působí přitažlivými a odpudivými silami

Experimentální důkazy

• ad 1. Elektronový mikroskop

• ad 2. Difuze:

  Např. čaj (kapalina–kapalina), 2 druhy plastelíny (pevná látka – pevná látka)

  Nejrychleji probíhá u plynů, nejpomaleji u pevných látek

  = Samovolné pronikání částic z jedné látky do druhé

• ad 2. Osmóza:

  Podobná, jako difuze, ale částice probíhají pouze jedním směrem přes polopropustnou membránu

• ad 2. Tlak plynu

• ad 2. Brownův pohyb:

  Jedna vybraná částice se pohybuje, protože do ní narážejí jiné částice

• ad 3. Soudržnost:

  = Přitažlivé síly mezi částicemi 1 látky

• ad 3. Přilnavost:

  = Přitažlivé síly mezi částicemi 2 látek

• ad 3. Nestlačitelnost některých látek:

  Po stlačení do určité meze se částice začnou odpuzovat

• ad 3. Pružina:

  Natahuje a smršťuje se

Vazebná energie

= Potenciální (polohová) energie v rovnovážném stavu částic ($r = r_0$)

Je rovna práci, kterou je potřeba vykonat působením vnější síly k rozrušení vazeb mezi částicemi

Základní veličiny molekulové fyziky

1. Relativní atomová hmotnost:

   $$\begin{align*} A_r &= \frac{m_a}{m_u} \\[0.5em] [A_r] &= 1 \end{align*}$$

   $m_u$ ... atomová hmotnostní konstanta, je rovna $\frac{1}{12}$ hmotnosti ${}_6^{12}\text{C}$

   $$m_u = 1.66 \cdot 10^{-27} \space \text{kg}$$

2. Relativní molekulová hmotnost:

   $$\begin{align*} M_r &= \frac{m_m}{m_u} \\[0.5em] [M_r] &= 1 \end{align*}$$

3. Látkové množství:

   $$\begin{align*} n &= \frac{N}{N_A} \\[0.5em] [n] &= \text{mol} \end{align*}$$

   $N_A$ ... Avogadrova konstanta, je rovna počtu částic ve $12 \space \text{g}$ uhlíku ${}_6^{12}\text{C}$

   $$N_A = 6.022 \cdot 10^{23} \space \text{mol}^{-1}$$

4. Molární hmotnost:

   $$\begin{align*} M_m &= \frac{m}{n} \\[0.5em] [M_m] &= \text{kg} \cdot \text{mol}^{-1} \end{align*}$$

   Udává hmotnost 1 molu látky

   $$M_m = M_r \cdot 10^{-3} \space \text{kg} \cdot \text{mol}^{-1}$$

5. Molární objem:

   $$\begin{align*} V_m &= \frac{V}{n} \\[0.5em] [V_m] &= \text{m}^3 \cdot \text{mol}^{-1} \end{align*}$$