Atracție intermoleculară care acționează în punctele de contact ale corpurilor de frecare. Acum este important să învățăm un lucru - există atracție între moleculele de materie la distanțe foarte scurte.
Schema de origine a forțelor de dispersie ale interacțiunii dintre două particule pe modelul atomului de hidrogen. Atracția intermoleculară, datorată forțelor van der Waals, este unul dintre fenomenele comune ale naturii. Este caracteristică pentru toate substanțele și se manifestă în stările sale gazoase și vapori, lichide și solide. După cum am văzut, interacțiunea intermoleculară coezivă stă la baza stării agregate a materiei în condițiile fizice date.
Atracția intermoleculară nu este epuizată de interacțiunile orientale și inductive. Un număr mare de substanțe sunt cunoscute, cum ar fi, de exemplu, gaze nobile, ale căror molecule sunt nepolare și relativ puțin polarizate. Cu toate acestea, aceste substanțe se obțin atât în stare lichidă, cât și în stare solidă. El a arătat că repulsia electrostatică dintre electronii oricăror doi atomi sau molecule scade, în cazul în care mișcarea electronilor are loc într-un asemenea mod încât ei se dovedesc a fi cât mai departe unul de celălalt.
Atracția intermoleculară, care se datorează forțelor Van der Waals, este unul dintre fenomenele universale ale naturii. Este inerentă tuturor substanțelor și se manifestă în stările de gaz și vapori, lichide și solide ale acesteia și subliniază starea agregată a materiei în condițiile fizice date.
Punctele de topire fnj] și încălzirea molară a fuziunii DLAP a unor substanțe anorganice. Atracția intermoleculară, acționând în cristale cu o latură moleculară, este depășită de mișcarea termică chiar și la temperaturi moderate.
Atracția intermoleculară nu este epuizată de interacțiunile de orientare și de inducție. Sunt cunoscute un număr mare de substanțe, cum ar fi, de exemplu, gaze nobile ale căror molecule sunt nepolare și relativ puțin polarizabile. Cu toate acestea, aceste substanțe se obțin atât în stare lichidă, cât și în stare solidă. El a arătat că repulsia electrostatică dintre electronii oricăror doi atomi sau molecule scade, în cazul în care mișcarea electronilor are loc într-un asemenea mod încât ei se dovedesc a fi cât mai departe unul de celălalt. Cu o astfel de mișcare coordonată a electronilor, fiecare dintre atomi poate fi privit ca un dipol electric instantaneu, polul pozitiv al căruia este localizat în nucleul atomului, iar polul negativ este la locul unde este dat un electron. Cu o mișcare coordonată a electronilor, astfel de dipoli instant sunt orientați unul către celălalt cu capete opuse încărcate, ca urmare a căruia apar atracția lor electrostatică.
Având în vedere atracția intermoleculară, Frumkin a găsit o expresie mai complicată pentru dependența a (c), care este valabilă și pentru concentrații mari de componentă activă de suprafață.
Forțele de atracție intermoleculară care acționează între particulele neutre din punct de vedere electric și care sunt cauza apariției unei constante a în ecuația lui van der Waals au fost numite forța Van der Waals.
Energia de atracție intermoleculară nu se limitează la termenii Uop, t / ind. Pentru astfel de substanțe nepolare precum Ne și Ar, ambii termeni sunt egali cu zero, gazele nobile nu sunt lichefiate, ceea ce indică prezența unei alte componente a forțelor intermoleculare.
Prezența atracției intermoleculare este echivalentă cu presiunea suplimentară care presează moleculele una la cealaltă. Prin urmare, în loc de p, trebuie să scriem p ^, unde PBN este presiunea internă adițională în gaz. Evident, depinde de volum: cu cât volumul mai mic ocupă gazul, cu atât este mai mare forța de atracție intermoleculară.
Prezența atracției intermoleculare este echivalentă cu presiunea suplimentară care presează moleculele una la cealaltă. Prin urmare, în loc de p, trebuie să scriem p ^^, unde y0B este presiunea internă suplimentară în gaz. Evident, depinde de volum: cu cât volumul mai mic ocupă gazul, cu atât este mai mare forța de atracție intermoleculară.
Forțele de atracție intermoleculară scad foarte rapid, odată cu creșterea distanței dintre particule. Prin urmare, putem presupune că ele se manifestă numai în zonele de contact real între corpuri.
Forța de atracție intermoleculară depinde de natura forțelor intermoleculare, precum și de distanța dintre macromolecule și de distanța mai mică, cu cât interacțiunea dintre lanțuri este mai puternică.
Energia de atracție intermoleculară nu depășește de obicei 16 kJ / mol. Cu toate acestea, în moleculele cu lanțuri atomice lungi, numărul de contacte între atomi poate fi mare, iar energia intermoleculară totală de legare este suficientă pentru formarea de conglomerate moleculare puternice.
Forțele de atracție intermoleculară sunt destul de mari, deși ele sunt inferioare forțelor de valență ale interacțiunii intramoleculare.
Forțele de atracție intermoleculară care acționează între particulele neutre din punct de vedere electric și care sunt cauza apariției unei constante a în ecuația lui van der Waals au fost numite forța Van der Waals.
Energia de atracție intermoleculară nu se limitează la termenii / ap, il. Pentru astfel de substanțe nepolare precum Ne și Ar, ambii termeni sunt egali cu zero, gazele nobile nu sunt lichefiate, ceea ce indică prezența unei alte componente a forțelor intermoleculare.
Forțele de atracție intermoleculară țin moleculele în locurile lor, forțele repulsive împiedică distrugerea lor reciprocă. Din punct de vedere matematic, aceste tipuri de interacțiuni pot fi exprimate convenabil în termeni de funcții potențiale a căror gradienți sunt corelați cu forțele intermoleculare. Aceste funcții sunt funcții ale distanțelor dintre molecule.
Forțele de atracție intermoleculară în valorile lor absolute sunt foarte semnificative și ajung la un maxim la distanțele dintre particule mult mai mici decât dimensiunile lor. Cu mărirea dimensiunilor particulelor la distanțele corespunzătoare, forțele de atracție intermoleculară scad ușor.
Forțele de atracție intermoleculară F-du / dr, evident, variază invers cu a șaptea putere a distanței dintre molecule.
Mărimea diferită a atracției intermoleculare determină mobilitatea diferită a macromoleculelor una față de cealaltă și flexibilitatea acestora. Aceasta determină proprietăți precum elasticitatea, elasticitatea, duritatea materialului, temperatura tranziției de la o stare fizică la alta.
Datorită forțelor de atracție intermoleculară în soluții apoase, lanțurile de hidrocarburi sunt combinate în asocierea moleculelor cu formarea micelurilor sferice și lamelare având o greutate moleculară de 12 până la 22 mii.
Curbele de inversiune. Datorită prezenței atracției intermoleculare, atunci când se comprimă gazul, se eliberează un supliment (în comparație cu comprimarea unui gaz ideal), cantitatea de căldură eliberată de apa de răcire.
Acești doi termeni nu epuizează atracția intermoleculară. Interacțiunile orientale și inductive constituie doar o parte din atracția van der Waals observată, iar pentru mulți compuși, partea mai mică. Pentru aceleași substanțe ca și Ne și Ar, ambii termeni sunt egali cu zero (particulele acestor substanțe sunt nepolar și cochilii lor de electroni sunt foarte rigizi); totuși gazele nobile sunt lichefiate. Aceasta dovedește existența unei alte componente a forțelor intermoleculare.
Acești doi termeni nu epuizează atracția intermoleculară. Interacțiunile orientale și inductive constituie doar o parte a atracției van der Waals, iar pentru mulți compuși, partea mai mică. Pentru aceleași substanțe ca 1 Ne și Ar, ambii termeni sunt egali cu zero (particulele acestor substanțe sunt nepolar și cochilii lor de electroni sunt foarte rigizi); totuși gazele nobile sunt lichefiate. Aceasta dovedește existența unei alte componente a forțelor intermoleculare.
În interacțiunea nespecifică, atracția intermoleculară este determinată de forțele de dispersie cauzate de mișcarea coordonată a electronilor (fluctuații ale densității electronilor) în atomii interacțioși. În acest caz, parametrul C poate fi exprimat prin diferite formule mecanice cuantice aproximative.
Rază forțele de atracție intermoleculară estimată, de obicei, pentru 10 - 7 cm, ceea ce înseamnă că grosimea necompensată a stratului de suprafață trebuie să constea numai câteva molecule (1 - 3), în funcție de mărimea lor. Acest strat de suprafață trebuie să exercite o presiune foarte mare asupra straturilor moleculare subiacente ale lichidului.
Există 3 tipuri de atracție intermoleculară: moleculele de polimer la molecula de polimer, o moleculă de solvent la molecula de solvent și moleculele de solvent la molecula de polimer. Dizolvarea are loc numai dacă interacțiunea polimerului cu solventul este suficient de mare pentru a depăși forțele de agregare a moleculelor de polimer rezultate din acțiunea forțelor de coeziune.
În polietilena forțele de atracție intermoleculară sunt mici. Luăm cantitatea în mod arbitrar pentru unitate. Datorită dimensiunii reduse a acestor forțe, lanțurile de polietilenă au o mare flexibilitate. Materialul este elastic la temperatura camerei și are o temperatură scăzută de tranziție vitroasă.
Pentru a depăși forțele de atracție intermoleculară, este necesar să extindeți o anumită energie, care va duce la creșterea energiei potențiale a interacțiunii moleculelor.
Datorită acțiunii forțelor de atracție intermoleculară, fluidele au o frecare internă.
Energia de toate tipurile de non-legat, atractie intermoleculare (dipol-dipol, dipol - indus dipol instantaneu ny dipol - dipol induse) și repulsie intermoleculare se numește energia interacțiunii intermoleculare Van der - Waals și reprezintă suma algebrică a energiilor interacțiunilor individuale sunt posibile pentru acest sistem . Interpretarea fenomenelor chimice necesită prezența unor experiențe și a unei intuiții chimice.
Moleculele unui fluid sunt ținute împreună printr-o atracție intermoleculară, dar energiile lor cinetice sunt comparabile cu adâncimea unui puț potențial. Ca rezultat, în ciuda faptului că lichidele sunt o fază independentă (și separate de solide și gaze prin tranziții de fază), structura în cazul se dovedește a fi mobilă. În cazul gazelor, descompunerea virială oferă o legătură între teorie și experiment și, în cazul lichidelor, este nevoie de un concept care să facă posibil același lucru. Conceptul este de a introduce funcțiile de distribuție radială.
În cazul ambalării dense, apare o atracție intermoleculară mai puternică, ceea ce duce la o creștere a densității, a rezistenței, a temperaturii de înmuiere și a unei scăderi a solubilității.
În funcție de magnitudinea atracției intermoleculare în sistemele nonideale, coeficienții de activitate pot fi mai mari și mai puțin decât unul. Valoarea numerică a coeficientului de activitate este o funcție a tuturor celorlalte componente ale soluției și a concentrațiilor acestora. De exemplu, pentru componenta A într-un amestec binar ya 1, dacă xa 1, deoarece lichidele pure sunt considerate soluții ideale. Aceeași dependență se observă și pentru alte componente.
Adsorbția cauzată de forțele de atracție intermoleculară se numește fizică. Dacă adsorbția se datorează acelor forțe care determină interacțiunea atomilor în reacțiile chimice, se numește adsorbție chimică sau chimisorbție.
Polaritatea, crescând forțele de atracție intermoleculară, dă rigiditatea polimerului, rezistența la căldură.
Să presupunem că forțele de atracție intermoleculară pot fi neglijate. Sfera descrisă de raza dublată a moleculei din apropierea centrului moleculei, atunci când nu există forțe intermoleculare, este o sferă de acțiune moleculară.
În funcție de magnitudinea atracției intermoleculare în sistemele nonideale, valorile coeficienților de activitate pot fi mai mari și mai mici decât unitatea. Valoarea numerică a coeficientului de activitate este o funcție a tuturor celorlalte componente ale soluției și a concentrațiilor acestora. De exemplu, pentru componenta A într-un amestec binar de cha1, dacă xa, deoarece lichidele pure sunt tratate ca soluții ideale. Aceeași dependență se observă și pentru alte componente.
În funcție de magnitudinea atracției intermoleculare în sistemele nonideale, coeficienții de activitate pot fi mai mari sau mai mici decât unitatea. Valoarea coeficientului de activitate este o funcție a tuturor celorlalte componente ale soluției și a concentrațiilor acestora. De exemplu, pentru componenta A într-un amestec dublu în A 1, dacă XA 1, deoarece lichidele pure sunt considerate soluții ideale. Aceeași dependență se observă și pentru alte componente.
Sunt forțele de atracție intermoleculară legate de alte proprietăți ale lichidelor, cum ar fi vâscozitatea sau temperatura de solidificare. Uitați-vă în cărțile de referință și puneți pentan, octan și decan în ordinea vâscozității crescătoare. Profesorul vă va verifica datele.
Sub tCT (fK), atracția intermoleculară exclude rotația în jurul legăturilor, dar nu este suficient de puternică pentru a exclude astfel de rotații sub acțiunea unei sarcini externe.
În gazele reale, există forțe de atracție și repulsie intermoleculară. Este esențial ca aceste forțe să acționeze împreună. Forțele repulsive se manifestă în timpul coliziunilor reciproce ale moleculelor între ele și cu pereții vasului. Apoi vom arăta că în coliziuni reciproce, moleculele de gaz se comportă ca niște bile elastice absolute cu un diametru d care depinde de natura chimică a gazului. Acest diametru efectiv al moleculei indică prezența forțelor repulsive între molecule. Nel și aceste forțe nu ar exista, atunci moleculele s-ar putea converti la distanțe mici arbitrar.
În gazele reale, există forțe de atracție și stagnare intermoleculară. Este esențial ca aceste forțe să acționeze împreună. Dacă nu ar exista nici un fel de forțe, de exemplu, nu ar exista forțe repulsive, atunci toate moleculele de gaz se vor adera unii pe alții sub acțiunea forțelor de atracție, iar însăși existența gazului ar fi imposibilă. Forțele repulsive se manifestă în timpul coliziunilor reciproce ale moleculelor între ele și cu pereții vasului. Apoi vom arăta că în coliziuni reciproce moleculele de gaz se comportă ca niște bile elastice absolute cu un diametru d care depinde de natura chimică a gazului. Acest diametru efectiv al moleculei indică prezența forțelor repulsive între molecule. Dacă nu ar exista astfel de forțe, atunci moleculele s-ar putea converti la distanțe mici, arbitrar.
În gazele reale, există forțe de atracție și repulsie intermoleculară. Forțele de repulsie reciprocă a moleculelor se manifestă prin coliziuni ale moleculelor de gaz reciproc și cu pereții vasului. În secțiunea 13.1 se va arăta că, în ciocniri, moleculele de gaz se comportă ca niște mici bile absolut elastice ale căror diametru d depinde de natura chimică a gazului și se numește diametrul efectiv al moleculelor. Între moleculele-bile acționează forțe de atracție reciprocă.
Dacă diferențele în intensitatea forțelor intermoleculare de atracție pentru interacțiunile diferitelor tipuri (1 - 1 2 - 2 1 - 2) Influența în primul rând pe entalpia soluției, puțin afectează, în cazul forțelor centrale, entropie, diferențele în dimensiunile moleculelor 1 și 2 afectează doar pe excesul de entropie. Efectul acestor diferențe asupra entropiei sistemului este reflectat de modelul soluției athermice, pentru care HE 0, GE - TSE (vezi Sec.
Într-un gaz real, ca urmare a atracției intermoleculare, presiunea cinetică crește în comparație cu presiunea într-un gaz ideal.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: