Δεσμοί, τάξη και χάος

Question 1

Πώς αλλιώς λέγονται οι ιοντικοί δεσμοί;

Answer 1

Ιοντικοί δεσμοί ή γέφυρες άλατος ή ηλεκτροστατικές αντιδράσεις

Question 2

Πως προκύπτουν οι ιοντικοί δεσμοί;

Answer 2

Είναι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ διακριτών ηλεκτρικών φορτίων των ατόμων. Συνήθως αναπτύσσονται μεταξύ ατόμων που φέρουν ένα πλήρως αρνητικό φορτίο και ένας πλήρως θετικό φορτίο

Question 3

Πού είναι ποιο ισχηρές οι ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις;

Answer 3

Στο κενό όπου η διηλεκτρική σταθερά του είναι ίση με 1

Question 4

Ποια είναι η διηλεκτρική σταθερά του νερού και τι επίπτωση εχει αυτή στις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις;

Answer 4

Η διηλεκτρική σταθερά του νερού είναι ίοη με 80, ενω το νερό ως μόριο εξασθενεί τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις

Question 5

Τι αποτέλεσμα έχει η κίνηση brown στα διαλυτά μόρια;

Answer 5

Η κίνηση Brown προωθεί τις συγκρούσεις ανάμεσα στα διαλυτά μόρια και πολλές
από αυτές καταλήγουν σε στιγμαίες αλλά παραγωγικές αλληλεπιδράσεις.

Question 6

Ποια είναι η απόσταση για μέγιστη ισχύ δεσμού στις γέφυρες άλατος;

Answer 6

3 Angstrom

Question 7

Πόση ενέργεια έχει ένας δεσμός υδρογόνου;

Answer 7

2-5 kcal mol-

Question 8

Πόση ενέργεια έχει ένας ομοιοπολικός δεσμός μεταξύ οξυγόνου και άνθρακα;

Answer 8

100 kcal mol-

Question 9

Τι μήκος έχει ενας δεσμός υδρογόνου;

Answer 9

Οι δεσμοί υδρογόνου έχουν ελαφρώς μεγαλύτερο μήκος από τους ομοιοπολικούς
δεσμούς, 1,5-2,6 Angstrom

Question 10

Πότε ένας δεσμός υδρογόνου είναι ισχυρότερος;

Answer 10

Οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ δύο μορίων θα διακοπούν από το νερό, στο μέτρο που
το νερό από μόνο του θα σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου με τα μόρια. Αντίστροφα, η
σύνδεση με δεσμό υδρογόνου μεταξύ δύο μορίων είναι ισχυρότερη απουσία νερού.

Question 11

Ποια μόρια μπορούν να συνδεθούν με τις αλληλεπιδράσεις Van der Waals

Answer 11

Πολλά βιομόρια δεν είναι ούτε πολικά ούτε φορτισμένα. Αυτά μπορούν να
αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους μέσω των αλληλεπιδράσεων van der Waals.

Question 12

Πως προκύπτουν οι αλληλεπιδράσεις Van der Waals;

Answer 12

η κατανομή του ηλεκτρονικού φορτίου γύρω από ένα άτομο αλλάζει με την πάροδο του χρόνου και ανά πάσα στιγμή, η κατανομή του φορτίου δεν είναι συμμετρική → περιοχές με μερικώς θετικό φορτίο και μερικώς αρνητικό φορτίο (παροδική ασυμμετρία) έχουν ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις, οι οποίες προκαλούν μία συμπληρωματική ασυμμετρία στην κατανομή των ηλεκτρονίων γύρω από τα γειτονικά άτομα → επακόλουθη έλξη μεταξύ ζευγαριών ατόμων αυξάνεται καθώς πλησιάζουν.

Question 13

Πια είναι η απόσταση επαφής για τις αλληλεπιδράσεις Van der Waals;

Answer 13

Η απόσταση επαφής είναι 3-4 Angstrom

Question 14

Τι γίνεται σε περίπτωση που συμπλησιάσουν πού κοντα τα άτομα κατα τις αλληλεπιδράσεις Van der Waals;

Answer 14

Σε αποστάσεις μικρότερες από αυτήν έχουμε ισχυρές απωστικές δυνάμεις, διότι τα εξωτερικά νέφη των ηλεκτρονίων αλληλοεπικαλύπτονται.

Question 15

Πόσο ενέργεια έχει μια αλληλεπίδραση Van der Waals;

Answer 15

0,5-1 kcal mol

Question 16

Πόσο ισχυρές μπορούν να γινουν αθροιστικά οι αλληλεπιδράσεις Van der Waals;

Answer 16

Αθροιστικά μπορεί να είναι πολύ σημαντική π.χ. σαμιαμίδια και περπάτημα πάνω σε τοίχους και στο ταβάνι, αψηφώντας την βαρύτητα.

Question 17

Τι είναι εντροπία;

Answer 17

Μέτρο βαθμού της ταχύτητας

Question 18

Τι είναι Ενθαλπία;

Answer 18

Η θερμότητα που ανταλλάσσεται κατά τη διάρκεια μιας μεταβολής που πραγματοποιείται υπό σταθερή πίεση

Question 19

Ποιος είναι ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής;

Answer 19

Είναι μια διατύπωση της αρχής διατήρησης της ενέργειας, και ορίζει την ενέργεια σαν μια ακόμα θερμοδυναμική ιδιότητα. Ειδικότερα, δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί, ούτε να καταστραφεί, μπορεί μόνο να μετατραπεί από τη μια μορφή στην άλλη.

Question 20

Ποιος είναι ο δευτερος νόμος της θερμοδυναμικής;

Answer 20

Η συνολική εντροπία ενός συστήματος και του περιβάλλοντος αυξάνει πάντοτε μέσω μιας αυθόρμητης διαδικασίας

Question 21

Ποιος είναι ο τρίτος νόμος της θερμοδυναμικής;

Answer 21

Η εντροπία ενός συστήματος σε απόλυτη θερμοκρασία (Τ = 0 Κ) είναι μηδέν (δηλαδή S = 0). Η φυσική ερμηνεία αυτού του νόμου, υποδεικνύει ότι είναι αδύνατον η θερμοκρασία ενός συστήματος να φτάσει μέσω μιας διεργασίας στο απόλυτο μηδέν της κλίμακας Κέλβιν σε πεπερασμένο αριθμό βημάτων.

Question 22

Δωσε ένα παράδειγμα με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής σε ένα σύστημα με νέρο με ένα μόριο βενζόλιου.

Answer 22

Το βενζόλιο δεν έχει κάποιο χημικό τρόπο να αλληλεπιδράσει με το μόριο του νερού, άρα θα σχηματίσει μία κοιλότητα. Η κοιλότητα αυτοί διακόπτει προσωρινά τους δH μεταξύ των μορίων του νερού. Τότε τα εκτοπισμένα μόρια νερού επαναπροσανατολίζονται για να σχηματίσουν τον μέγιστο αριθμό νέων δH. Παρόλο αυτά υπάρχουν πολύ λιγότεροι τρόποι για να σχηματιστούν δH γύρω από το μόριο του βενζολίου από ότι στο καθαρό νερό. Τα μόρια ύδατος γύρω από το μόριο του βενζολίου έχουν πολύ καλύτερη διάταξη από οποιοδήποτε άλλο σημείο του διαλύματος. Η εισαγωγή του μη πολικού μορίου στο νερό έχεις ως αποτέλεσμα την μείωση της εντροπίας του νερού.

Question 23

Δωσε ένα παράδειγμα με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής σε ένα σύστημα με νέρο με δύο μόρια βενζόλιου

Answer 23

Εάν έχουμε δύο μόρια βενζολίου στο νερό, τα δύο μόρια δεν θα παραμείνουν σε κοιλότητες
αλλά θα αρχίσουν να οργανώνονται σε μία μεγαλύτερη κοιλότητα. Από την σύνδεση των
μορίων του βενζολίου απελευθερώνονται μόρια νερού με τη μεγαλύτερου βαθμού διάταξη.
Έτσι αυξάνεται η εντροπία του συστήματος. Τα μόρια των μη πολικών διαλυμένων ουσιών
κατευθύνονται το ένα στο άλλο επειδή έχουν υψηλή χημική συγγένεια μεταξύ τους, αλλά
κυρίως επειδή όταν συνδέονται απελευθερώνουν μόρια νερού.
Αυτή η σύνδεση που περιγράφηκε προωθείται από την εντροπία και ονομάζεται φαινόμενο
υδροφοβικότητας. Σχηματίζονται αυθόρμητα -δεν χρειάζεται εισροή ενέργειας- αφού
σχηματίζονται όταν αυξάνεται η εντροπία του νερού.

Question 24

Δώσε ενα παράδειγμα ενός αμφίφιλου μορίου με παράδειγμα τα φωσφολιπίδια

Answer 24

Στα φωσφολιπίδια (συγκροτούν την μεμβράνη), η κορυφή του μορίου, η οποία ονομάζεται ομάδα κεφαλής, είναι υδρόφιλη, αποτελούμενη από πολικά και φορτισμένα μέρη. Ωστόσο, το υπόλοιπο μόριο, το οποίο αποτελείται από δύο υδρόφοβες μεγάλες αλυσίδες, δεν μπορεί να αλληλεπιδράσει με το νερό.

Question 25

Τι θα γίνει αν ένα φωσφολιπίδιο εκτεθεί σε νερό, πως θα αντιδράσει;

Answer 25

Όταν εκτίθεται στο νερό, τα μόρια του προσανατολίζονται με τρόπο ώστε οι υδρόφιλες κεφαλές να αλληλεπιδρούν με το υδατικό μέσο, ενώ οι υδρόφοβες ουρές να απομονώνονται από το νερό και να αλληλεπιδρούν μόνο μεταξύ τους. Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, μπορούν να σχηματιστούν μεμβράνες. Τα λιπίδια σχηματίζουν μια συνεχόμενη, κλειστή διπλοστιβάδα, με δύο υδρόφιλα εξωτερικά και δύο υδρόφοβα εσωτερικά επίπεδα, τα οποία σταθεροποιούνται με αλληλεπιδράσεις van der Waals μεταξύ των υδρόφοβων ουρών.