Макеты страниц § 57. ПОТЕНЦИАЛ ПАРНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛЕКУЛПо своим электрическим свойствам молекулы всех веществ делятся на полярные (дипольные) молекулы и неполярные. В молекулах первого типа центры отрицательных и положительных электрических зарядов не совпадают; к таким молекулам, в частности, относятся молекулы воды. В неполярных молекулах центры положительных и отрицательных зарядов совпадают (молекулы азота, кислорода, водорода, бензола, насыщенных углеводородов и др.). Межмолекулярные взаимодействия часто называют ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями. Природа ван-дер-ваальсовых сил взаимодействия молекул электрическая. Для неполярных молекул усредненное взаимодействие зависит только от расстояний между иими
Электронная теория вещества позволяет записать в явном виде только вторую составляющую (57.1), обусловливающую притяжение между молекулами:
где Отметим, что для полярных молекул выражение (57.2) дополняется третьим слагаемым, учитывающим усредненное дипольное взаимодействие и зависящим не только от расстояния, но и от температуры. Положительная потенциальная энергия отталкивания двух молекул меняется с изменением расстояния быстрее (см. рис. 6.12, а), чем отрицательная энергия притяжения. Графически зависимость
Рис. 6.12. полной потенциальной энергии
Кривая Учитывая, что
и исключая из уравнений (57.2), (57.3) и (57.4) постоянные
Силы межмолекулярного взаимодействия определяются производной
Сопоставление зависимостей (57.5) и (57.6), представленных графиками, дано на рисунке 6.13. При
Согласно соотношениям (57.7) рисунки 6.12 и 6.13 чрезвычайно схематичны. В действительности «потенциальные ямы» взаимодействия молекул очень «узки», что свидетельствует о небольшой области проявления заметных межмолекулярных сил. Рассмотрим на основе зависимости (57.5) процесс сближения и соударения молекул. Поместим центр одной из молекул в начало координат (рис. 6.14), а центр второй молекулы будем считать перемещающимся по оси
Рис. 6.13.
Рис. 6.14. Приближаясь к первой молекуле, вторая под действием сил притяжения до расстояния
где Из рисунка 6.14 видно, что при увеличении начального запаса энергии второй молекулы потенциальная кривая поднимается круто, поэтому при изменении температуры Наиболее надежные значения параметров Таблица XI (см. скан) Параметры потенциала 6—12 для некоторых веществ
|
Оглавление
|