Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Межмолекулярное взаимодействие в физике

Реальные среды (твёрдые тела, жидкости, реальные газы) отличаются от идеального газа тем, что между удалёнными друг от друга молекулами среды действуют силы притяжения или отталкивания, т.е. молекулы нельзя рассматривать, как упругие шарики.

Несмотря на общую электромагнитную природу таких сил, в разных случаях они проявляются по-разному, что приводит к разнообразию свойств реальных сред.

а) Самые сильные связи возникают за счёт сил обменного взаимодей ствия, которые являются следствием квантовых эффектов. В результате действия этих сил суммарная энергия системы из двух одинаковых атомов становится минимальной при определённом расстоянии d0 между атомами.
Такая  связь  называется  ковалентной.  Условным классическим аналогом, объясняющим появление ковалентной связи, является неполярная двухатомная молекула : так как внешняя электронная оболочка обоих атомов N имеет максимальную плотность в центре молекулы, то она создаёт там некоторый эффективный отрицательный заряд "-", к которому притягиваются положительно заряженные ионы N+.  При сближении или удалении ионов возникают обменные силы, стремящиеся вернуть ионы в положение, соответствующее минимуму энергии. Таким образом у молекул появляются дополнительные колебательные степени свободы.

Подобным же образом обменные силы выстраивают атомы в периодическую структуру - кристаллическую решётку твёрдого тела.

б) Приблизительно так же сильна ионная связь: в системе из двух разнородных атомов электрону из внешней оболочки одного атома энергетически выгодно перейти в оболочку второго атома. Поэтому в полярных молекулах с ионной связью электронные облака ионов почти соприкасаются, но не перекрываются. Ионные связи способны выстраивать полярные молекулы в решётку ионных кристаллов, таких, например, как кристалл поваренной соли.
в) Водородная связь аналогична ионной, но заметно слабее её: атом водорода теряет электрон, отдавая его в оболочку соседнего атома.

г) Наиболее слаба связь между молекулами, электронные облака которых не перекрываются; хотя в целом любая молекула электрически нейтральна, её отрицательный и положительный заряды могут быть немного смещены друг относительно друга. Такая система называется электрическим диполем. Но электрические моменты полярных молекул направлены в разные стороны, беспорядочно (что соответствует минимуму энтропии системы). Силы притяжения молекул (диполей), имеющие электрическую природу и называемые силами Ван-дер-Ваальса, очень быстро убывают при увеличении расстояния r между молекулами. Такие силы могут при низкой температуре выстроить молекулы в кристаллическую решётку. Подобные кристаллы называются  молекулярными.

Дата публикации:2012-10-16

Просмотров:4806

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.