Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Силы, обеспечивающие ионную и ковалентную связи, называются химическими. Эти силы убывают с возрастанием расстояния между атомами

Межмолекулярные силы.

 

Но между нейтральными атомами и молекулами действуют еще и дальнодействующие силы притяжения. Они обусловлены кулоновским взаимодействием заряженных частиц, входящих в состав нейтральных атомов и молекул на расстояниях, значительно превосходящих размеры молекул. К ним относят силы, возникающие при взаимодействии

- постоянных дипольных моментов атомов или молекул (диполь – дипольное взаимодействие)

- постоянных диполей с диполями индуцированными (индукционное взаимодействие),

- между мгновенными диполями (дисперсионное взаимодействие) (силы Ван-дер-Ваальса).

Диполь – дипольное (ориентационное) взаимодействие является наиболее сильным, оно возникает при сближении двух полярных молекул. Минимальная энергия взаимодействия соответствует ориентации, при которой положительный полюс одной молекулы соседствует отрицательным полюсом другой. В газах и жидкостях ориентации полярных молекул препятствует тепловое движение.

Энергия диполь – дипольного взаимодействия

~,

где - дипольный момент молекулы, - температура, - расстояние между центрами диполей.

Полярная молекула создает электрическое поле, которое поляризует неполярную молекулу – индуцирует в ней дипольный момент. Потенциальная энергия индукционного взаимодействия

~ ,

где - дипольный момент полярной молекулы, - поляризуемость молекулы, - межмолекулярное расстояние.

Дисперсионное взаимодействие в чистом виде проявляется у инертных газов. У неполярных молекул дипольное взаимодействие возникает следующим образом – вследствие движения электронов в атомах возникают мгновенные дипольные моменты, отличные от нуля.

Дисперсионное взаимодействие связано с наличием у невозбужденных атомов или молекул нулевых колебаний, не зависящих от температуры.

Предположим, что колебания электронов происходят вдоль прямой, соединяющей атомы. При отклонении электронов от положения равновесия на и у атомов появляются дипольные моменты и . Потенциальная энергия взаимодействия диполей будет

,

где - расстояние между диполями. Из этого выражения видно, что , значит, атомы притягиваются друг к другу.

Для диполя в постоянном электрическом поле дипольный момент

.

где - поляризуемость атома.

Для гармонического осциллятора сила, действующая на заряд равна , и при равновесии

, откуда .

В результате получается

.

Для реальных атомов

,

где - энергия ионизации атома, - коэффициент порядка единицы.

К молекулярным силам относятся также силы отталкивания. Возникновение этих сил связано с тем, что при достаточном сближении происходит соприкосновение электронных оболочек частиц. Дальнейшее сближение невозможно, т.к. это приведет к взаимному проникновению электронных оболочек, что запрещено принципом Паули. Силы отталкивания являются короткодействующими и быстро убывают с увеличением расстояния между атомами и молекулами. Точно рассчитать для межмолекулярного отталкивания невозможно. Обычно пользуются формулой Ленарда-Джонса:

,

где параметры и определяют экспериментально.

Короткодействие сил отталкивания используют в идеализированной модели для газов: молекулы и атомы рассматриваются, как упругие шарики, при столкновении которых возникают большие силы отталкивания.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Орбитали двухатомной молекулы | Спектры молекул
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 324; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.