Химическая связь в курсе неорганической химии (Межмолекулярное взаимодействие). Афиногенов Ю.П - 21 стр.

UptoLike

21
âàëåíòíûå îðáèòàëè àòîìîâ èñïîëüçîâàíû íà îáðàçîâàíèå ïðî÷íûõ êî-
âàëåíòíûõ ñâÿçåé ìåæäó íèìè èëè çàíÿòû íåñâÿçûâàþùèìè ýëåêòðîíà-
ìè. Âàëåíòíûå âîçìîæíîñòè âçàèìîäåéñòâóþùèõ ÷àñòèö (àòîìîâ è ìî-
ëåêóë), òàêèì îáðàçîì, èñ÷åðïàíû.
Âìåñòå ñ òåì, äîêàçàòåëüñòâîì òîãî, ÷òî ìåæäó ðàññìàòðèâàåìûìè
àòîìàìè è ìîëåêóëàìè ìîãóò äåéñòâîâàòü ñèëû ñöåïëåíèÿ (ïðèòÿæåíèÿ)
ñëóæàò, íàïðèìåð, ñëåäóþùèå ôàêòû: à) îòêëîíåíèå ãàçîâ îò èäåàëüíîñ-
òè, íà ÷òî â 1873 ãîäó óêàçàë ãîëëàíäñêèé ôèçèê Âàí-äåð-Âààëüñ, âïåðâûå
îáðàòèâøèé âíèìàíèå íà ñóùåñòâîâàíèå ýòèõ ñèë ïðèòÿæåíèÿ;
á) âûäåëåíèå ýíåðãèè ïðè êîíäåíñàöèè â æèäêóþ è òâåðäóþ ôàçû áëàãî-
ðîäíûõ ãàçîâ, ÷òî òàêæå ñâèäåòåëüñòâóåò î äåéñòâèè ñèë ñöåïëåíèÿ; â)
ðàñøèðåíèå ãàçîâ, ñîïðîâîæäàþùååñÿ îõëàæäåíèåì ïðè ïðîòåêàíèè èõ
÷åðåç ìåìáðàíó (ýôôåêò Äæîóëÿ-Òîìñîíà), óêàçûâàþùåå íà òî, ÷òî ïðè
ýòîì ïðåîäîëåâàþòñÿ ñèëû ïðèòÿæåíèÿ ìåæäó àòîìàìè èëè ìîëåêóëàìè.
Áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ýòè ñèëû ïðîÿâëÿþòñÿ â ïðîöåññàõ ôèçè÷åñêîé àäñîð-
áöèè ãàçîâ è æèäêîñòåé òâåðäûìè òåëàìè, ïðè ðàñòâîðåíèè ãàçîâ è ò.ï.
 ÷åñòü Âàí-äåð-Âààëüñà, êîòîðûé ïðåäëîæèë èçâåñòíîå óðàâíåíèå
ñîñòîÿíèÿ (P+P
âí.
)(V-b)=RT äëÿ íåèäåàëüíîãî (ðåàëüíîãî) ãàçà, ó÷èòûâà-
þùåå ñèëû âçàèìíîãî ïðèòÿæåíèÿ ìîëåêóë ïîñðåäñòâîì ââåäåíèÿ ïîïðà-
âî÷íîãî ÷ëåíà P
âí.
* (ãäå P
âí.
âíóòðåííåå äàâëåíèå, íå ðàâíîå íóëþ è ïðÿ-
ìî ïðîïîðöèîíàëüíîå êâàäðàòó ïëîòíîñòè ãàçà, ò.å. îáðàòíî ïðîïîðöèî-
íàëüíîå êâàäðàòó åãî îáúåìà, V ìîëüíûé îáúåì, b** - ïîïðàâî÷íûé
÷ëåí, ó÷èòûâàþùèé ñîáñòâåííûé îáúåì ìîëåêóë è âçàèìíîå ðàññòîÿíèå
ìåæäó íèìè íà ìàëûõ ðàññòîÿíèÿõ), ýòè ñèëû ïðèòÿæåíèÿ áûëè íàçâàíû
âàíäåðâààëüñîâûìè (èíîãäà èõ íàçûâàþò ìåæìîëåêóëÿðíûìè, îñòàòî÷-
íûìè). Òåì ñàìûì áûëî ïîä÷åðêíóòî, ÷òî èìåííî íàëè÷èå ýòèõ ñèë ñöåï-
ëåíèÿ ìåæäó àòîìàìè è ìîëåêóëàìè îáúÿñíÿåò îòëè÷èå ðåàëüíûõ ãàçîâ
îò èäåàëüíûõ, ñîñòîÿíèå êîòîðûõ îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì PV=nRT.
Ìîæíî óêàçàòü íà ñëåäóþùèå îñíîâíûå ñâîéñòâà âàíäåðâààëüñîâûõ ñèë:
à) Ýòè ñèëû, èìåÿ ýëåêòðè÷åñêóþ ïðèðîäó, íå âûçûâàþò îáðàçîâàíèå
íîâûõ õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, ïðîÿâëÿþòñÿ íà çíà÷èòåëüíî áîëüøèõ
ðàññòîÿíèÿõ è ñëàáåå îáû÷íîé êîâàëåíòíîé ñâÿçè â ñîòíè ðàç. Èõ èíîãäà
*
âí.
2
P
V
a
=
- âûðàæàåò âëèÿíèå ñèë ïðèòÿæåíèÿ ìåæäó ìîëåêóëàìè, ãäå à
ïîñòîÿííàÿ âåëè÷èíà äëÿ äàííîãî ãàçà, îïðåäåëÿåìàÿ ïðèòÿæåíèåì ìåæäó
ìîëåêóëàìè.
** b=2/3π
δ
3
N, , ãäå δ äèàìåòð ìîëåêóëû, N ÷èñëî Àâàãàäðî, ò.å. «b»
ïðèáëèæåííî ðàâíî ó÷åòâåðåííîìó îáúåìó âñåõ ìîëåêóë.
�����������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
���������������������������������
    ������� �� ����� ���������������� ������ ���� ������ ����������������
������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
����������� ��������� ��� �������������� ����� ���� �����������
�������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������� ��������������� ��
����������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
    �� ������ ����������������� �������� ���������� ���������� ���������
����������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������
    ������������������������������������������������������������������
    ����������������������������������������������������������������
������ ����������� ������������ ������������ ��� ������������ �������
���������������������������������������������������������������������
         �
�� ���� = � ������������������������������������������������������������
         �
��������������������������������������������������������������������
�����������
��� ����3π ⋅ δ3N, �� ���� δ� �� �������� ���������� �� �� ������ ���������� ����� ���
����������������������������������������������������

                                                                                  ��