Составители:
Рубрика:
первых, что все молекулы во внешнем электрическом поле приобре-
тают индуцированный дкполъвъш момент благодаря смещению отри-
цательных и положительных зарядов в противоположные стороны:
где постоянная B является характеристикой атома или молекулы и
называется соответственно атомной или молекулярной поляризуемо-
стью. Приведем для сравнения поляризуемости (в единицах 10~
24
см
3
)
некоторых атомов (Рп} и молекул (Дим):
атомы | Не Н
С 1 молекулы
Н
2
0
2
СН
4
В 0.21
0.66
В мол
0.76
1.6
2.6 1
Многие молекулы обладают электрическими дипольными моментами
в отсутствие электрического поля. Это так называемые полярные мо-
лекулы, которые не симметричны даже в нормальном состоящих. К ним
относятся все двухатомные молекулы, состоящие по различных ато-
мов, и многочисленные молекулы с несимметричным строением (на-
пример, молекулы воды, аммиака и др.). Собственные дипольные мо-
менты, как правило, гораздо больше индуцированных моментов.
Ориентационное взаимодействие (взаимодействие типа жесткий ди-
поль - жесткий диполь) имеет место только для полярных молекул.
При сближении молекула действующие на них силы стремятся развер-
нуть их электрические диполи так, чтобы они стали параллельными
друг другу, в то время как тепловое движение стремится нарушить
их взаимную ориентацию. Потенциальная энергия ориентационного
взаимодействия молекул U
op
зависит не только от расстояния между
молекулами, но и от температуры:
Здесь p1 и р2 - дипольные моменты взаимодействующих молекул.
Индукционное взаимодействие (взаимодействие типа жесткий ди-
поль - индуцированный диполь) обычно дает небольшой вклад в пол-
ную энергию. Индукционные силы действуют между полярной и не-
полярной молекулами, а также между двумя полярными молекулами,
Полярная молекула создает электрическое поле , которое поляризует
другую молекулу - индуцирует в ней дипольный момент. Вклад в
энергию, где pi - собственный дипольный момент первой молекулы, В
- поляризуемость второй молекулы. Очевидно, что индукционный
эффект тем значительнее, чем легче деформируется молекула, т.е.
чем больше ее поляризуемость.
Этими двумя слагаемыми межмолекулярное притяжение не исчер-
пывается. Ориентационное и индукционное взаимодействия составляют
лишь часть Ван-дер- Баальсовского притяжения, причем для многих ве-
ществ - меньшую его часть. Для таких же веществ, как благородные
газы (Ее, We, AT и др.) оба слагаемые вообще равны нулю. Атомы бла-
городных газов обладают высокой электрической симметрией, ввиду
чего невозможно приписывать им в статическом состоянии постоян-
ный дипольный или даже квадрупольный момент. Тем не менее бла-
городные газы сжижаются. Это свидетельствует еще об одной соста-
вляющей межмолекулярных сии. Какова же ее природа?
Дисперсионный эффект. Третий источник межмолекулярного
притяжения - взаимодействие мгновенных диполей (индуцированный
диполь - индуцированный диполь). Этот эффект, имеющий
квантовомехани-ческую природу, получил название дисперсионного
эффекта. Дисперсионные силы являются разновидностью
самовозбуждающихся сил и
