Теоретические основы прогрессивных технологий Кузнецов Л.М. www.se.engec.ru www.webeco.narod.ru Литература: Глинка Н.Л Общая химия. 24-е изд., испр. - - презентация

1 Теоретические основы прогрессивных технологий Кузнецов Л.М. Литература: Глинка Н.Л Общая химия. 24-е изд., испр. - Л.: Химия, с.

2 Понятие о материи, формы существования материи, формы движения материи Материя (филос.) – объективная реальность данная нам в ощущениях. Материя (физич.) - фундаментальное понятие, связанное с любыми объектами, существующими в природе, о которых мы можем судить благодаря нашим ощущениям Вещество – вид материи, состоящий из различных элементарных частиц. (адронное, барионное, антивещество, нейтронное вещество, кварк-глюонная плазма) Поле – совокупность физических полей различной природы (электромагнитное, гравитационное) Струны – докварковые сверхплотные образования. Сочетают свойства полей и вещественных объектов. Струноподобные объекты в современной физической теории претендуют на роль наиболее фундаментальных материальных образований, к которым можно свести все элементарные частицы, т.е. в конечном счёте, все известные формы материи.

3 Структурные уровни организации материи – микромир, макромир, мегамир. физ поле элем частатомы крист. Горн. породы литосфера Земля солн. сист. галактика Вселенная молекулын. орг. Молек. комплексы гены клетки ткани органыорганизмы популяции биоценоз экосистема биосфера

4 Химические концепции Изучаются химические формы движения материи (превращения веществ) Химия- наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций. Предмет - химические элементы и их соединения, а также закономерности, которым подчиняются различные химические реакции. Химические – явления, при которых из одних веществ образуются другие.

5 Атомно-молекулярное учение Вещество - это форма материи, обладающая массой покоя и определенными физическими и химическими свойствами. Химия изучает большей частью вещества, организованные в атомы, молекулы, ионы и радикалы. Молекула – частица, состоящая из двух или более атомов, которая может самостоятельно существовать, это наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами Атом - наименьшая частица химического элемента, обладающая всеми его свойствами. Атом - предел химического разложения любого вещества. Простое вещество (если оно не является одноатомным, как, например, гелий, водород, сера) - разлагается на атомы одного вида. Сложное вещество - на атомы разных видов. Химический элемент - это вид атомов с определенным положительным зарядом ядра.

6 Стехиометрические законы 1.Закон сохранения массы - масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции. (Ломоносов М.В г.) 2.Закон постоянства состава - любое определенное химически чистое соединение независимо от способа его получения состоит из одних и тех же химических элементов, причем отношение их масс постоянны, а относительные числа их атомов выражаются целыми числами (Пруст Ж.Л., 1808г) 3.Закон кратных отношений – Если 2 элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то массы одного из элементов, приходящиеся в этих соединениях на одну и ту же массу другого, относятся между собой, как небольшие целые числа. (1803 Дж.Дальтон) CO – угарный газ O:C=16/12=1,33 CO 2 – углекислый газ O:C=32/12=2,66 2,66/1,33=2

7 4. Закон простых объемных отношений - при равных условиях объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа (Гей-Люссак, 1808г). 5. Закон Авогадро - В равных объемах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул. (1811г) Из закона Авогадро вытекают два следствия: Одинаковое число молекул любых газов при одинаковых условиях занимают одинаковый объем. Относительная плотность одного газа по другому равна отношению их молярных масс.

8 Число Авогадро – число частиц в моле любого вещества; N A =6, моль –1. Моль - единица измерения количества вещества в СИ. Соответствует количеству вещества, содержащему столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других частиц), сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа 12 C Молярный объем – объем моля любого газа при нормальных условиях; равен 22,4 лмоль –1. Молярная масса (M) – масса одного моля вещества, численно совпадающая с относительными массами атомов, ионов, молекул, радикалов и других частиц, выраженных в гмоль –1. 6. Закон эквивалентов - в молекулярных соединениях массы составляющих их элементов относятся между собой как их эквиваленты. (Вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам)

9 Химический эквивалент – реальная или условная частица вещества, способная соединиться и заместить 1 моль атомов водорода в реакциях присоединения и замещения или принять (отдать) 1 моль электронов в окислительно- восстановительных реакциях. Эквивалент вещества Эквивалент элемента

10 Атомные и молекулярные массы. Моль Абсолютная масса – масса, выраженная в абсолютных единицах массы (грамм, килограмм …) Относительная масса – масса выраженная в атомных единицах массы Атомная масса – масса атома. Молекулярная масса – масса молекулы. Для единицы измерения относительной атомной/молекулярной массы используют 1/12 массы изотопа углерода 12 С.

11 Периодический закон и периодическая система 1869г. Менделеев Д.И. Закон: свойства элементов и образуемых ими простых и сложных веществ, стоят в периодической зависимости от их атомного веса (заряда ядра). Следствие периодического закона – периодическая система элементов. Вертикальные столбцы – группы Горизонтальные строки - периоды Две формы таблицы: компактная и широкая:

12 период ы РядыГРУППЫ ЭЛЕМЕНТОВ IIIIIIIVIVVVIVIII 1IH 1 1,0079 1S 1 ВОДОРОД 2 He ГЕЛИЙ 2IILi 3 6,94 2s 1 ЛИТИЙ Be БЕРИЛЛИЙ 5 B БОР 6 C УГЛЕРОД 7 N АЗОТ 8 O КИСЛОРО Д 9 F ФТОР 10 Ne 20,17 НЕОН 3IIINa S 1 НАТРИЙ Mg 12 24,31 МАГНИЙ 13 Al 26,98 АЛЮМИН ИЙ 14 Si 28,09 КРЕМНИЙ 15 P 30,97 ФОСФОР 16 S 32,06 СЕРА 17 Cl 35,45 ХЛОР 18 Ar 39,94 АРГОН 4IVK 19 39,09 4s 1 КАЛИЙ Ca 20 40,08 КАЛЬЦИЙ Sc 21 44,96 СКАНДИЙ Ti 22 47,90 ТИТАН V 23 50,94 ВАНАДИЙ Cr 24 51,99 ХРОМ Mn 25 54,94 МАРГАНЕ Ц Fe 26 55,84 ЖЕЛЕЗО Co 27 58,93 КОБАЛЬТ Ni 28 58,70 3d 8 4S 2 НИКЕЛЬ V29 Cu 3d 10 4S МЕДЬ 30 Zn 65,38 ЦИНК 31 Ga 69,72 ГАЛЛИЙ 32 Ge 72,5 ГЕРМАНИ Й 33 As 74,92 МЫШЬЯК 34 Se 78,96 СЕЛЕН 35 Br 79,90 БРОМ 36 Kr 83,80 КРИПТОН 5VIRb s 1 РУБИДИЙ Sr 38 87,62 СТРОНЦИ Й Y 39 88,91 ИТТРИЙ Zr 40 91,22 ЦИРКОНИ Й Nb 41 92,91 НИОБИЙ Mo 42 95,94 МОЛИБДЕ Н Tc 43 98,91 ТЕХНЕЦИ Й Ru ,07 РУБИДИЙ Rh ,91 РОДИЙ Pd ,44d 10 5S 0 ПАЛЛАДИЙ VII47 Ag 5S СЕРЕБРО 48 Cd 112,41 КАДМИЙ 49 In 114,82 ИНДИЙ 50 Sn 118,69 ОЛОВО 51 Sb 121,75 СУРЬМА 52 Te 127,60 ТЕЛЛУР 53 I 126,91 ИОД 54 Xe 131,30 КСЕНОН 6VIIICs S 1 ЦЕЗИЙ Ba ,33 БАРИЙ La 57 -Lu ,91 174,97 ЛАНТАН Hf ,49 ГАФНИЙ Ta ,95 ТАНТАЛ W ,85 ВОЛЬФРА М Re ,207 РЕНИЙ Os ,2 ОСМИЙ Ir ,22 ИРИДИЙ Pt ,09 ПЛАТИНА IX79 Au 5d 10 6S ЗОЛОТО 80 Hg 200,59 РТУТЬ 81 Tl 204,37 ТАЛЛИЙ 82 Pb 207,2 СВИНЕЦ 83 Bi 208,98 ВИСМУТ 84 Po 209 ПОЛОНИЙ 85 At 210 АСТАТ 86 Rn 222 РАДОН 7XFr S 1 ФРАНЦИЙ Ra ,03 РАДИЙ Ac 89 -Lr АКТИНИЙ Ku КУРЧАТОВ ИЙ Ns НИЛЬСБОР ИЙ

13 Строение атома 1897г открытие электрона (Дж.Томсон). В центре массивное ядро, состоящее из протонов и нейтронов. Вокруг ядра находятся электроны.

14 Размеры атомов порядка 10 –10 –10 –9 м. Размеры ядра в раз меньше (10 –15 –10 –14 м). Заряд электрона 1,6х кл. Заряд ядра соответствует порядковому номеру элемента в периодической системе, сл-но число электронов в атоме соответствует порядковому номеру элемента в п.с. Квантовая теория Бора. Постулаты 1. Электрон в атоме может находиться только на определенных (стационарных) орбитах 2. Двигаясь по орбите электрон не излучает электромагнитную энергию 3. Излучение происходит при скачкообразном переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую Теория Бора основана на механике классических частиц с дополнением в виде квантовых постулатов

15 АТОМ ВОДОРОДА. Изображены шесть круговых орбит, отвечающих стабильным энергетическим уровням отдельного электрона.

16 Строение атома в квантовой механике Всем элементарным частицам присущ корпускулярно- волновой дуализм Е – энергия волны h – постоянная Планка, 6,62х Дж·с λ – длина электромагнитной волны - уравнение Де Бройля Электрон рассматривается как электронное облако – область вблизи ядра атома, где сосредоточена большая часть массы электрона.

17 Квантовые числа электрона в атоме При решении волнового уравнения Шрёдингера для атома водорода возникают три квантовых числа, обычно обозначаемые символами n, l и m 1.Главное квантовое число: n. Определяет возможные энергетические состояния электрона в атоме. Значения 1,2.3….. Радиус орбиты электрона: a – радиус первой Боровской орбиты 5,29· м Энергетический уровень – совокупность электронов с одинаковым значением n KLMNOPQ

18 Формы электронных облаков на подуровнях 0123 spdf 2. Орбитальное. l – определяет форму электронного облака. Значения от 0 до n-1. Энергетический подуровень – совокупность электронов с одинаковым значением l. Подуровни: s, p, d, f

19 3. Магнитное квантовое число. (m) 2l+1 значений от -l до +l. Определяет ориентацию электронного облака в пространстве. s- электроны (l=0) m=0 p- электроны (l=1) m= (-1,0,+1) d-электроны (l=2) m= (-2,-1,0,+1,+2)

20 электрон имеет собственный момент импульса, или спин, т.е. его можно представить себе вращающимся вокруг собственной оси одновременно с вращением по орбите вокруг ядра. 4. спиновое квантовое число (S): +1/2 или -1/2 Принцип Паули: в каждом отдельном квантовом состоянии может находиться только один электрон. Квантовое – состояние характеризующееся 4-мя квантовыми числами. Максимальное число электронов в подоболочке (подуровне) равно 2(2l + 1), а максимальное число подоболочек составляет n. Для каждого n полностью заполненная оболочка содержит 2n 2 электронов. Атомная электронная орбиталь – состояние, характеризующееся опр. значением n, m, l. Обозначается Спаренные электроны – находящиеся на одной орбитали с противопложными спинами:

21 S – подуровень. l=0, m=0 сл-но, есть только одна орбиталь P -подуровень l=1, m=3 сл-но, есть три орбитали d- подуровень l=2, m=5 сл-но, есть пять орбиталей f - подуровень l=3, m=7 сл-но, есть семь орбиталей S 1 1s 1 водород 1 S Гелий 1 1s 2 p S Li 11s 2 2s 1 2S 2p 2S 2p Ве В

22 2S 2p 2S 2p С N 2S 2p 2S 2p 2S 2p OF Ne 3S 3p 3d 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 Na 3S 3p 3d 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 Mg Правило Хунда: устойчивому состоянию атома соответствует такое распределение электронов в пределах энергетического подуровня, при котором абсолютное значение суммарного спина атома максимально 3S 3p 3d 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 Ar 3S 3p 3d 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 1 4S K

23 Первое правило Клечковского: при увеличении заряда ядра атома последовательное заполнение электронных орбиталей происходит от орбиталей с меньшим значением суммы главного и орбитального квантового числа к орбиталям с большим значением этой суммы. 3S 3p 3d 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 4S Ca 3d n=3, l=2 4S n=4, l=0 Второе правило Клечковского: при одинаковых значениях суммы n+l заполнение орбиталей происходит в направлении увеличения n.

24 3S 3p 3d 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 1 4S 2 4S Sc 3S 3p 3d 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 10 4S 2 4S Zn Связь размеров атомов с положением в периодической системе В периоде размеры уменьшаются слева направо, т.к. растет заряд и сила притяжения электронов к ядру. В группе нет четкой зависимости, т.к увеличивается и заряд и количество электронных слоев.

25 Строение атомных ядер Ядра всех атомов состоят из протонов и нейтронов, имеющих почти одинаковую массу, но лишь протон несет электрический заряд.

26 Нейтрон на 0,1% тяжелее протона. Свободные нейтроны (вне ядра) претерпевают радиоактивный распад, превращаясь в протон и электрон. Протон (P) имеет массу 1,00728 а.е.м, заряд +1 Нейтрон (n) имеет массу 1,00867 а.е.м, заряд 0 Число протонов = заряд ядра = порядковый номер элемента Число нейтронов = масса атома - порядковый номер элемента Протоны и нейтроны = нуклоны. Нуклоны удерживаются в ядре ядерными силами (короткодействующие, сильные взаимодействия). Дефект масс – масса ядра меньше чем масса нуклонов, из которых оно составлено. Энергия связи ядра - энергия, выделяющаяся при его образовании из нуклонов. Изотопы – атомы, обладающие одинаковым зарядом ядра, но разным числом нейтронов.

27 Средняя энергия связи, приходящаяся на один нуклон, E B /A,

28 Элементарные частицы Адроны – составные частицыЛептоны - фундаментальные участвуют в сильном взаимодействии (наряду с электромагнитным и слабым). участвуют только в электромагнитном и слабом взаимодействии мезоны (адроны с целым спином, т. е. бозоны); барионы (адроны с полуцелым спином, т. е. фермионы). К ним, в частности, относятся частицы, составляющие ядро атома, - протон и нейтрон. Электроны мюоны, тау-лептоны Нейтрино (электронное, мюонное, тау- нейтрино).

29 Калибровочные бозоны – фундаментальные частицы Это частицы, посредством обмена которыми осуществляются взаимодействия: фотон - частица, переносящая электромагнитное взаимодействие; восемь глюонов - частиц, переносящих сильное взаимодействие; три промежуточных векторных бозона W +, W и Z 0, переносящие слабое взаимодействие; гравитон - гипотетическая частица, переносящая гравитационное взаимодействие. Существование гравитонов, хотя пока не доказано экспериментально, но считается вполне вероятным. Адроны и лептоны образуют вещество. Калибровочные бозоны - это кванты разных видов излучения. самыми элементарными, точечными частями вещества сейчас считаются лептоны и кварки

30 Кварковая гипотеза материи Гипотеза М.Гелл-Манна и Д.Цвейга (1964 г): вся видимая материя во Вселенной – на Земле и в космосе – состоит из фундаментальных частиц трех разных видов: электронов и двух типов кварков Верхний кварк (U-кварк)= +2/3ē Нижний кварк (d-кварк) = -1/3ē Протон: P=UUd Нейтрон: n=Udd ПротонНейтронП+ МезонП- Мезон

31 Современные представления о кварках

32 адроны состоят из кварков, а силы между кварками обусловлены обменом глюонами. Все обнаруженные адроны состоят из кварков пяти различных типов ("ароматов"). Кварк каждого "аромата" может находиться в трех "цветовых" состояниях, или обладать тремя различными "цветовыми зарядами" Квантовая хромодинамика Цветовой заряд – силы взаимодействия между кварками. Термин «цвет» взят из оптики: три основных цвета при смешении дают белый (нейтрализация цветового заряда) Обычная материя образуется из электронов и кварков, группирующихся в объекты, нейтральные по цветовому, а затем и по электрическому заряду.

33 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ - фермионы ЧастицаМасса покоя, МэВ/с 2 Электрический заряд Цветовой зарядСлабый заряд КВАРКИ u -кварк 350+2/3 Красный, зеленый, синий +1/2 d- кварк 350–1/3 Красный, зеленый, синий –1/2 ЛЕПТОНЫ Нейтрино

34 Фермионы 12 ароматов фермионов разделяются на 3 семейства (поколения) по 4 частицы в каждом. Шесть из них - кварки. Другие шесть - лептоны, три из которых явялются нейтрино, а оставшиеся три несут единичный отрицательный заряд: электрон, мюон и тау- лептон. Поколения частиц Первое поколениеВторое поколениеТретье поколение Электрон: e Мюон: μ Тау-лептон: τ Электронное нейтрино: ν e Мюонное нейтрино: ν μ Тау-нейтрино: ν τ u-кварк («верхний»): u c-кварк («очарованный»): c t-кварк («истинный»): t d-кварк («нижний»): ds-кварк («странный»): sb-кварк («прелестный»): b

35 Античастицы Существуют 12 фермионных античастиц, соответствующих вышеуказанным двенадцати частицам. Античастицы Первое поколениеВторое поколениеТретье поколение позитрон: e + Положительный мюон: μ+ Положительный тау-лептон: τ + Электронное антинейтрино:Мюоное антинейтрино:Тау-антинейтрино u-антикварк: ū c-антикварк t-антикварк t d-антикварк: d s-антикварк b-антикварк b

36 Принцип неопределенности Гейзенберга В квантовой физике так называют закон, который устанавливает ограничение на точность (почти)одновременного измерения переменных состояния, например, положения и импульса частицы. Принцип неопределённости в квантовой механике иногда объясняется таким образом, что измерение координаты обязательно влияет на импульс частицы Отношения неопределенности Гейзенберга - это теоретический предел точности любых измерений. Существует точная, количественная аналогия между отношениями неопределённости Гейзенберга и свойствами волн или сигналов. Рассмотрим переменный во времени сигнал, например звуковую волну. Бессмысленно говорить о частотном спектре сигнала в какой-либо момент времени. Для точного определения частоты необходимо наблюдать за сигналом в течение некоторого времени, таким образом теряя точность определения времени. Другими словами, звук не может иметь и точного значения времени, как например короткий импульс, и точного значения частоты, как, например, в непрерывном чистом тоне. Временно́е положение и частота волны во времени походят на координату и импульс частицы в пространстве.

37 Чем точнее мы измерим координату частицы, тем неопределеннее станет ее скорость и наоборот. Таким образом, частица не может двигаться по траектории, так как траектория подразумевает одновременное существование и скорости и координаты. Что изображено на картинке? Волна! Какова ЧАСТОТА этой волны? Два колебания на единицу! Каково МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ этой волны? Волна-то длинная, бесконечная, она простирается от 0 до 10, то есть, она везде!

38 Что изображено? Тоже волна! Какова ее частота? Полтора колебания на единицу, или меньше! Каково местоположение этой волны? Примерно между 4 и 6, (в районе 5)! Что изображено? Волна Где она расположена! На цифре 3! Какова частота-то этой волны? Нельзя сказать!

39 Химическая связь и строение молекул Теория строения хим. Соединений по Бутлерову 1.Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности. Изменение этой последовательности приводит к образованию новых веществ. 2.Соединение атомов происходит в соответствии с валентностью 3.Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от их хим. строения. Значение теории Бутлерова 1.Возможность определения строения молекул по данных об их химических свойствах и наоборот. 2.Систематизация веществ 3.Разработка технологий синтеза химических соединений

40 Способы изображения строения молекул Структурные формулы Валентные схемы Хлорноватис тая кислота хлороводород Хлорноватая кислота Этиловый спирт Метиловый спирт аммиак вода Диоксид углерода метан

41 Ковалентная связь Ковалентная связь - связь, образованная направленными валентными электронными облаками Ковалентную связь образуют атомы (или группы атомов), на валентных орбиталях которых имеются неспаренные электроны. Обобществление последних ведет к формированию общей для связывающихся атомов электронной пары ++-

42 Виды ковалентной связи Неполярная – зона перекрытия симметрична относительно ядер взаимодействующих атомов. Полярная - зона перекрытия смещена к одному из ядер взаимодействующих атомов. Относительная электроотрицательность -мера способности атома в веществе притягивать к себе электроны, связывающие этот атом с другими атомами

43

44 Способы образования ковалентной связи

45 Обменный механизм реализуется за счет неспаренных электронов возбужденного (1) и невозбужденного (2) атома: 2S 2p С 2S 2p С* ЭНЕРГИЯ Оксид углерода 3S 3p 3d Cl Cl* 1 2 Особенности ковалентной связи: 1.Насыщаемость 2.Направленность

46 Направленность ковалентной связи S-облака образуют связь - связь. Две области перекрывания Ионная связь Простые ионы Na +, K +, F -, Cl - Сложные NH 4 +, OH -, NO 3-, SO Направленность - отсутствует. Насыщаемость - отсутствует.

47 Взаимная поляризация ионов. Поляризуемость ионов Li + Rb + >Cs + Металлическая связь Металлическая связь возникает в результате частичной делокализации валентных электронов, которые достаточно свободно движутся в решетке металлов, электростатически взаимодействуя с положительно заряженными ионами. Силы связи не локализованы и не направлены, а делокализированные электроны обусловливают высокую тепло- и электропроводность.

48 Водородная связь ВнутримолекулярнаяМежмолекулярная ацетилацетон Водородная связь – межмолекулярная связь, образованная за счет частичного акцептирования неподеленной пары электронов атома не связанным с ним химической связью атомом водорода.

49 Химическая термодинамика и кинетика Энергетика химических процессов. Термодинамика – это наука о тепловых явлениях. Внутренняя энергия вещества складывается из кинетической энергии всех атомов и молекул и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. Внутренняя энергия является функцией состояния. Тепловой эффект реакции – количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся в ходе химической реакции. Экзотермическая Эндотермическая

50 Термохимические уравнения. З-н Гесса. 2H 2 +O 2 =2H 2 O+571 кДжN 2 +O 2 =2NO кДж 2NaOH+H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +2H 2 O кДж NaOH+H 2 SO 4 = NaHSO 4 + H 2 O+61.7 кДж NaHSO 4 + NaOH= Na 2 SO 4 + H 2 O+69.7 кДж Закон: тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса Следствие: тепловой эффект реакции равен сумме теплот образования продуктов реакции минус сумма теплот образования исходных веществ. Теплота образования – количество теплоты, выделяющееся при образовании одного моля соединения из простых веществ. Н ,8 кДж/моль

51 В термодинамике используют следующие термодинамические величины: Энтропия (S)- определяет меру необратимого рассеивания энергии. В статистической физике как мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; Больцман постулировал, что: где константу k=1,3810 –23 Дж/К мы знаем теперь как постоянную Больцмана, а Ω является числом микросостояний, которые возможны в имеющемся макроскопическом состоянии (статистический вес состояния). Принцип Больцмана связывает микроскопические свойства системы (Ω) с одним из её термодинамических свойств (S). Согласно определению Больцмана, энтропия является просто функцией состояния. Так как Ω может быть только натуральным числом (1,2,3,…), то энтропия Больцмана должна быть положительной исходя из свойств логарифма.

52 . В теории информации энтропия - мера неопределенности какого- либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы и т.д. Термодинамическая энтропия - функция состояния термодинамической системы, равная в равновесном процессе кол-ву теплоты сообщенной системе или отведенной от системы. Предел величины энтропии равновесной системы при стремлении температуры к абсолютному нулю полагают равным нулю. Существует мнение, что мы можем смотреть на Ω и как на меру беспорядка в системе. Рассмотрим, например, распределение молекул идеального газа. В случае идеального газа наиболее вероятным состоянием, соответствующим максимуму энтропии, будет равномерное распределение молекул. При этом реализуется и максимальный "беспорядок", т.к. при этом будут максимальные возможности конфигурирования.

53 Энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал свободная энтальпия) - один из потенциалов термодинамических системы. Обозначается G, определяется разностью между энтальпией H и произведением энтропии S на термодинамическую температуру Т: G = H - T·S. Изотермический равновесный процесс без затраты внешних сил может протекать самопроизвольно только в направлении убывания энергии Гиббса до достижения ее минимума, которому отвечает термодинамическое равновесное состояние системы. Энтальпия (H) – это термодинамическое свойство вещества, которое указывает уровень энергии, сохраненной в его молекулярной структуре. Это общее количество доступной энергии вещества, которое можно преобразовать в теплоту.