Составители:
Рубрика:
возникают из-за корреляции в флюктуацпях распределения электрон-
ной плотности соседних молекул. Флюктуации электронной плотности
в одной молекуле вызывают появление у нее мгновенного диполъного
момента, который, в свою очередь, индуцирует мгновенный диполь-
ный момент в другой молекуле. Два образовавшихся диполя притяги-
ваются друг к другу. Сила притяжение в этом случае определяется
поляризуемостью обеих молекул, а энергия взаимодействия зависит
от расстояния между молекулами как (г"
6
}.
Остается понять, почему происходят флюктуации электронной плот-
ности, т.е. причину появления мгновенных дипольных моментов у мо-
лекулы. Хорошей моделью атомов и молекул является их представление
в виде квантовых гармонических осцилляторов, которые в отличие от
классических осцилляторов совершают колебания даже при абсолют-
ном нуле температуры (так называемые нулевые колебания). Именно
вследствие не исчезающих ни при каких условиях квантовых нулевых
колебаний (их энергия hv/2, v частота осциллятора) и происходит сме-
щение зарядов в молекуле, т.е. появление мгновенных диполей, вели-
чина и направление дипольных моментов которых хаотически меня-
ется во времени. (В среднем по времени дипопьный момент неполярной
молекулы оказывается равным нулю).
Таким образом, дисперсионные силы связаны с существованием ну-
левой энергии колебаний квантовых осцилляторов. Потенциальная энер-
гия может быть записана в виде
Uдисп - -В1*В2r-
6
,
где В1 и В2 - поляризуемости молекул. Отметим, что дисперсионные
силы действуют между всеми молекулами и атомами.
Относительный вклад различных эффектов в полную энергию межмо-
лекулярного притяжения различен. Для молекул воды, например, ори-
ентационные силы почти в три раза больше дисперсионных, в то время
как для молекул СО, HJ, НВг дисперсионные силы в десятки и сотни
раз превышают все остальные. Как правило, наименьшую величину
имеет индукционное взаимодействие. Соотношение между
ориентационным и дисперсионными взаимодействиями зависит от
природы молекул: чем полярнее молекула, тем больший вклад вносит
ориентационный эффект.
АРТОБОЛЕВСКАЯ Елена Сергеевна
ЛЮБУТИНА Людмила Григорьевна
СОКОЛОВ Валерий Петрович
