最後一分鐘_金屬及離子化合物在物理性質上的分別

金屬及離子化合物分別組成巨型金屬結構及巨型離子結構，造成不同的物理性質。

由於兩者都有很強的化學鍵，他們的溶點、沸點、密度及硬度都很高。但離子化合物十分易碎 (Brittle)。這是由於離子層移位後就會和另一層互相排斥、最終碎裂︰

最後一分鐘系列_離子鍵 Ionic bond

和Giant metallic structure稍為相似的是巨型離子結構(Giant ionic structure)。礦物、大部分寶石、碳酸物及氧化物都擁有此結構。

單看原材料亦非常容易分得清楚︰離子結構就是來自金屬原子的陽離子(Cation，帶正極)和來自非金屬原子的陰離子(anion，帶負極)相互結合而成。既然金屬原子會放出電子，未穩定的非金屬原子(Group V / VI / VII)就可以冷手執個熱煎堆、把電子據為己有令自己變成Octet structure而穩定下來。

最後一分鐘系列之Structures & Bonding (1)

未來幾篇文會同大家一齊迎接Form Test來臨。今日先講structure & bonding。

根據Octet Rule，原子要穩定下來就要像貴氣體(Noble gas)一樣擁有8粒最外層電子(這結構又稱為Octet Structure) (註：氫Hydrogen及鋰Lithium除外，它們要和氦Helium一樣有2粒最外層電子才穩定、這稱為Dulpet Rule)。但原子上的電子並不能呼之則來、揮之則去，所以原子和原子之間會產生化學鍵以改變最外層電子的數量。這包括金屬鍵、離子鍵及共價鍵。而這些鍵都是靜電吸引力(Electronstatic force, 其實即係正負極粒子的吸引力)，引力會隨粒子電荷的增加及粒子尺寸的減少而增大。

Section 13: Industrial Chem_Activation Energy & Energy Profile_Part 1

為何每個反應都有不同速率？還記得Collision Theory的同學應該很清楚反應源於粒子的有效碰撞 (Effective collision)，而如何達到有效碰撞取決於兩大因素︰

Ø   粒子在碰撞過程獲得足夠K.E.(即Kinetic energy動能，由於中文名太核突版主唔想用)

Ø  粒子碰撞的方向正確

這理論亦以增加有效碰撞的機率來解釋為何增加溫度、濃度、表面面積及加入催化劑能增加反應速率。相信同學都不難掌握此部分，但又能否聯想起Chemical Energetics︰

Energetics這課除了教大家Enthalpy (焓，簡單講就是一隻物質的Potential energy，該物質enthalpy越高即是bond strength越弱，所以亦較不穩定)時就有講解化學反應導致enthalpy change的成因︰粒子反應時先會吸收周圍環境的能量 (即熱能)、將自行的bonding拆除，再組成新bonding來形成生成物 (此過程會放出能量)。至於一個反應會吸熱(endothermic, △H= +ve)還是放熱(exothermic, △H= -ve)就需比較反應物及生成物之間的bond strength︰

續談Rate Law (2)

2)      HKALE/2007/Paper II/Q.3(a):

(a)    Consider the reaction below:

Br₂ (aq) + HCO₂H (aq) à 2 Br^- (aq) + 2H⁺ (aq) + CO₂ (g)

The table below lists the experimental data obtained at a certain temperature:

Run	Volume used / cm3			Initial rate for the disappearance of Br2 (aq) / mol dm-3 s-1
	0.010 M Br2 (aq)	0.20 M HCO2H (aq)	H2O (l)
1	2.0	10.0	8.0	1.2 x 10-5
2	4.0	10.0	6.0	2.4 x 10-5
3	8.0	10.0	2.0	4.8 x 10-5

(i)    Suggest an experimental method to follow the change in concentration of Br₂(aq) in the reaction mixture Give a reason for your suggestion.
(ii)   Suggest how the initial rate for the disappearance of Br₂ (aq) can be found.
(iii)  Why is it necessary to keep the concentration of HCO₂H (aq) much higher than that of Br₂ (aq)?
(iv)    Deduce the order of the reaction with respect to Br₂ (aq).
(v)    Suggest how the order of the reaction with respect to HCO₂H (aq) can be determined.

留意雖然題目有提供initial rate但沒有提供濃度，同學或可計算各反應物的no. of mole再除以該混合物的總容量(Vol. of Br₂ + Vol. of HCO₂H + Vol. of H₂O)來找出反應物濃度，但實際上還有更簡易的方法。詳閱(iv)。

續談 Rate Law(1)

今次先講解一條有關Rate Law的文憑試試題。

1)      HKDSE/Sample Paper/Paper II/Q.1(a)(i)(ii)(iii)

In acid solution, chlorate ions (ClO₃^-) slowly oxidize chloride ions to chlorine. The following kinetic data are obtained at 25℃:

Run	[ClO3–(aq)] /mol dm-3	[Cl–(aq)] /mol dm-3	[H+(aq)] /mol dm-3	Initial rate /mol dm-3 s-1
1	0.08	0.15	0.20	1.0 x 10-5
2	0.08	0.15	0.40	4.0 x 10-5
3	0.16	0.15	0.40	8.0 x 10-5
4	0.08	0.30	0.20	2.0 x 10-5

(i)   Write the balanced equation for this reaction. (1 mark)
(ii)   Determine the order of the reaction with respect to each reactant. (3 marks)
(iii)   Determine the rate constant at this temperature. (3 marks)

化學網站精選

由於版主近來忙到趴左係度、未有時間出post繼續討論Rate Law既問題。係度先分享幾個有關科學同化學既網站俾大家：

1) BBC News about Science & Environment (http://www.bbc.com/news/science_and_environment)
大家對科學既認識或者就係學習真理，但事實上現今科學理論只係人類暫時得到對解釋世界不同現象的結論，大家所學的知識難保將來不會被科學家推翻，中學科學如是、大學如是。
同學可多閱讀科學新聞，透過最新科學既研究及成果見證理論更替既時刻。當中亦包含大量氣候環境既新聞。大自然環境與科學息息相關，環保亦係現今世界潮流，作為國際都會既一份子更應多加了解。

2) Science Alert (http://www.sciencealert.com/)
Science Alert亦以報導科學及環境新聞為主。比起BBC新聞，佢會報導更多有關心理同行為方面既研究，包括兩性關係及選擇行為。呢兩個網站對象為冇科學基礎既大眾，所以唔需要太擔心會好多複雜野。而且英文用詞及語法都唔會好深，大家可以順便學下英文。

Section 13: Industrial Chem_Rate Law

A.  Relationship between Reaction rate & Concentration of reactant(s)

先研究速率及濃度之間的關係，參閱以下例子（簡化起見，此處不用實例）：

Case 1:  A à B (30℃)

Conc. of A (M)	Initial Rate (M/s)
1	0.1
2	0.2
3	0.3
4	0.4
5	0.5

注意研究濃度的影響應使用Initial rate (初速，即是反應剛剛開始時的速率)，因為我們只知反應開始時的濃度，當其隨時間下跌，就難以判斷它和速率的關係。

Industrial Chemistry

Industrial Chemistry講解的概念就係要有系統地大量生產單一/一系列chemicals。以Industrial scale和Lab scale去製造同一樣chemical係差好遠。如果在實驗室整一種chemical並唔需要考慮太多問題，不外乎有沒有自己想要的product及製造方法是否安全。但設計一個Industrial production除了要滿足上述兩個條件，還要顧及成本問題，故此需考慮以下因素：

1) Percentage Yield (受反應性質及其他環境影響，就算加入合乎比例的反應物亦未必得出預期的份量)

2) 反應速率 (Reaction rate)：如果做得太慢既浪費能量 (維持反應所需temp. & pressure) 、亦影響生產效率。

3) 如果合成方法涉及可逆反應  (reversible reaction)，更要清楚如何增加收成量
i.e. shift equilibrium position to product side.

有關Chem is Meow

此博客專為中六化學學生而設，歡迎大家在此討論及發問，但本人會優先處理中六同學的學習疑難。內容主要以廣東話為主，輔以化學英文詞語解釋。請注意版主會視乎個人心情及中六學生的需要而不定期出帖，不得異議。