Предыдущая Следующая
4.8.1. Вандерваальсовы силы. В 1873 г. голландский ученый И.
Ван-дер-Ваальс предположил, что существуют силы, обусловливающие притяжение между
молекулами. Эти силы позднее получили название вандерваальсовых сил. Они включают
в себя три составляющие: диполь-дипольное, индукционое и дисперсионное взаимодействия.
Диполь-дипольное взаимодействие. При сближении полярных молекул
они ориентируются таким образом, чтобы положительная сторона одного диполя была
ориентирована к отрицательной стороне другого диполя (рис.3.1). Возникающее между
диполями взаимодействие называется диполь-дипольным или ориентационным. Энергия
диполь-дипольного взаимодействия пропорциональна электрическому моменту диполя в четвертой степени
и обратно пропорциональна расстоянию между центрами диполей в шестой степени и абсолютной
температуре в первой степени.
Индукционное
взаимодействие. Диполи могут воздействовать на неполярные молекулы, превращая
их в индуцированные (наведенные) диполи (рис.3.1). Между постоянными и наведенными диполями возникает притяжение,
энергия которого пропорциональна электрическому моменту диполя во второй степени
и обратно пропорциональна расстоянию между центрами молекул в шестой степени.
Энергия индукционного взаимодействия возрастает с увеличением поляризуемости молекул,
т.е. способности молекулы к образованию диполя под воздействием электрического
поля. Величину поляризуемости выражают в единицах объема. Поляризуемость в однотипных
молекулах растет с увеличением размера молекул (табл. 14). Энергия индукционного
взаимодействия значительно меньше энергии диполь-дипольного взаимодействия (табл.
14).
Дисперсионное притяжение. В любой молекуле или
атоме благородного газа возникают флуктуации электрической
плотности, в результате чего появляются мгновенные диполи, которые в свою очередь
индуцируют мгновенные диполи у соседних молекул (рис.3.1). Движение мгновенных диполей становится
согласованным, их появление и распад происходит синхронно. В результате взаимодействия
мгновенных диполей энергия системы понижается. Энергия дисперсионного взаимодействия
пропорциональна поляризуемости молекул и обратно пропорциональна расстоянию между
центрами частиц. Для неполярных молекул дисперсионное взаимодействие является единственной
составляющей вандерваальсовых сил (табл. 14).
Предыдущая Следующая
|
