Study Guides (238,477)
Canada (115,151)
York University (9,811)
Chemistry (154)
CHEM 1000 (31)

exam theory notes.docx

10 Pages
Unlock Document

York University
CHEM 1000
Michael Hempstead

GASES Unit Conversion Factor Atmosphere 1 atm Millimeter of mercury 760 mmHg Torr 1 torr Pascal 101325 Pa Kilopascal 101.325 KPa Bar 1.01325 bar Millibar 1013.25 mbar Daltons Partial Pressure Law  • Total prs of a mixture of gases in the sum of the pressure of the components  • In a gas mixture each component in gas mix fills the container and exerts the prs as if it were alone Kinetic Molecular Theory of Gases 1. A gas is composed of a large # of extremely small particles in constant random straight line motion 2. Molecules of a gas are separated by great distances, mostly empty space 3. Molecules collide only fleetingly with one another and the walls 4. Assumed to be no forces btw molecules except during collisions. Each molecules acts independent 5. Individual molecules gain/lose energy during collisions but total energy remains constant Van Der Waals Equation • Correction of kinetic molecular theory to account for real gas behavior  • When a/b = 0 then z=1 and the gas is ideal • B factor – molecules themselves have volume, leaves less space for the molcules to travel • A factor – vdw/intermol forces exist btw molecules, # of collisions and impact of each collision is less  • (+) deviations are due to the B factor  • (­) deviations are due to the A factor THERMOCHEMISTRY Terminology  • Energy – capacity to do work • Work – done when a force acts through a distance • Kinetic energy – energy of a moving object (u=velocity)  • Potential energy – energy from position/condition/composition associated with attraction/repulsion forces btw  object  • PEN = KEN      |      PEN = KEN • Thermal energy – kinetic energy associated w/ random molecular motion o Temp – higher temp = more vigorous molecule movement  o # of particles – small sample at high temp has less thermal EN than a large sample at a low temp  • Law of conservation of energy – energy remains constant and is neither created nor destroyed  Heat • Energy transferred btw system/surroundings as a result of temp difference • Can melt/vapourize materials by altering bonds • Isothermal – process occurring at constant temp • A system does not contain heat, it only transfers and it has internal EN  Heats of Reaction and Calorimetry  • Exothermic rxn – temp increase (isolated), gives off heat (nonisolated), qrxn<0 • Endothermic rxn – temp decrease (isolated), gains heat (nonisolated), qrxn>0 Work • Prs­vol work – work involved in compression/expansion of gases • As volume increases ( ∆ h) prs decreases • Gas expands ­  ∆ V>0 and w<0 (energy leaves system as work) • Gas compressed ­  ∆ V<0 and w>0 (energy enters system as work) The First Law of Thermodynamics • EN entering system is (+) – heat absorbed q>0 and work done on system w>0 • EN leaving system is (­) – heat given off q<0 and work done by system w<0 • State function – value depends only on the exact condition/state in which sys was found and not how that  system was reached ( ∆ U) • Path dependent functions – values depend on the path followed when a sys undergoes a change (q/w) • Reversible process – can reverse its direction and is in equilibrium w/ surroundings • Irreversible process – stepwise process that cannot be reversed, not in equilibrium w/ surroundings  • In the ideal gas law, the internal EN is the kinetic EN  ELECTRONS IN ATOMS Electromagnetic Radiation • EN transmission form where electric/magnetic fields are propagated as waves thru medium/vacuum • Wave – disturbance that transmits energy through a space/medium  • Wavelength – distance btw tops of 2 successive crests/troughs ( ) • Frequency ­ # of crests/troughs that pass through a given point per unit of time (v) (Hertz­ Hz) Quantum Theory (Max Planck)  • Energy – discontinuous with limited # of discrete values • Blackbody radiation = light emission from heated solids • Light intensity varies w/ wvl, peaking at wvl fixed by source temp • Photoelectric effect  o Electron emission = light freq > Vo (threshold) o Light intensity  = # of photoelectrons  o Kinetic energies of emitted electrons depend on light frequency  o Excited e­ = photon energy > energy binding e­ to surface o Photochemical rxns – rxns induced by light, photons shown as reactant (O3) The Bohr Atom • Electron moves in circular orbits around the nucleus  • Electron has fixed orbits – constant energy (angular momentum) • An electron can only go from one allowed orbit to the other (not in btw) • Problems with the Bohr Model  o Cannot explain emission spectra for multi­electron atoms o Cannot explain magnetic field effect on spectra o No reason for fixed, quantized orbits  Quantum Mechanics  • Wave/particle duality – particles can show wave type properties o Photoelectric effect – light is a wave w/ particle like properties  o Duality only important in small object (atomic/nuclear size) o Large objects have wvls too small to measure (seen as particles) • Heisenburg uncertainty principal – cannot measure position/momentum at same time w/ accuracy Wave Mechanics  • Description of electron considered to be a wave • Only standing waves can describe electrons o Has nodes, wvls with particular energies, crests/troughs at fixed positions  o Parts of a travelling wave will interfere and the wave will not survive  • Describing the wave o ψ  (wave function w/ no physical meaning), amplitude of wave is a function of position  o ψ2  relates to electron charge density  THE PERIODIC TABLE AND SOME ATOMIC PROPERTIES Sizes of Atoms and Ions • Atomic radius – hard to define, electron density extends to infinity  • Effective atomic radius – where 95% of all electron charge density is found • Covalent radius – alf the distance btw identical atoms in a covalent bond • Ionic radius – determined from separation btw ions joined by ionic bonds • Metallic radius – half the distance btw metal atoms in a crystalline solid • Down a group – more shells = larger atom and e­ density is higher (increase top­bottom) • Across a period – Zeff increases due to more shielding, more electrons added (decrease left­right) o Transition metals ­ more shielding (electrons go into inner shell), outer electrons stay same  o Radius remains similar across series (outer e­ see same nuclear charge) • (­) ion = more e­s = same nuclear charge = less attraction = increase in size • (+) ion = less e­s = same nuclear charge = more attraction = decrease in size  • Effective charge  Zeff = Z – S (nuclear charge – shielding)  Ionization Energy (IE) • Energy required to remove an electron to make an ion (+) • Further electron from nucleus = lower IE • Exceptions: full s orbital has higher IE than half P orbital (shielding/attraction) Electron Affinity • Energy change when an atom gains an electron to make an ion (­) • Atom releases energy when it gains the electron • High EA is on atoms that fill valence shells by gaining  Magnetic Properties • Atom will only respond to magnetic field if it has one itself (unpaired) • Diamagnetic – all electrons paired and weakly repels a magnetic field  • Paramagnetic – has unpaired electrons and attracted by a magnetic field CHEMICAL BONDING PART ONE Lewis Theory • Ionic bonds – electrons are transferred btw, create ions and attract each other thru electrostatic forces • E­s are shared/transferred to allow each atom to acquire a stable e­ configuration (full valence shell ) • Ionic compounds – 1 anion attached to many cations (or vice versa)  Covalent Bonding • Multiple covalent bonds – often the sharing of a pair of e­s does not fill the valence shell of an atom Polar Covalent Bonds and Electrostatic Potential Maps  • Polar covalent bond – e­s are not shared equally btw two atoms (e­s more towards nonmeta
More Less

Related notes for CHEM 1000

Log In


Don't have an account?

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.