Молекулярная физика. Термодинамика. Кузнецов С.И. - 85 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

85
ствуют силы отталкивания, которые с увеличением расстояния сменя-
ются силами притяжения. Межмолекулярные взаимодействия имеют
электрическую природу и складываются из сил притяжения (ориента-
ционных, индукционных) и сил отталкивания.
Ориентационные силы действуют между полярными молекулами
– молекулами, обладающими дипольными или квадрупольными момен-
тами. Сила притяжения между молекулами зависит от их взаимной ори-
ентации, поэтому они и называются ориентационными. Хаотическое те-
пловое движение непрерывно меняет ориентацию полярных молекул,
но среднее по всем ориентациям значение силы не равно нулю (рисунок
7.1).
Рисунок 7.1
Среднее значение потенциальной энергии ориентационного меж-
молекулярного взаимодействия равно U
ор
(r) ~ p
1
p
2
r
−6
, где p
1
,
p
2
– ди-
польные моменты взаимодействующих молекул. Сила ориентационного
взаимодействия F
ор
= – ∂U/∂r ~ r
−7
убывает с расстоянием значительно
быстрее, чем кулоновская сила взаимодействия заряженных час-
тиц F
кул
~ r
– 2
.
Индукционные (поляризационные) силы действуют между поляр-
ной и неполярной молекулами, а также между полярными молекулами.
Полярная молекула создает электрическое поле, которое поляризует
другую молекулу – индуцирует в ней дипольный момент. Потенциаль-
ная энергия межмолекулярного взаимодействия в этом случае пропор-
циональна дипольному моменту p
1
полярной молекулы и поляризуемо-
сти α
2
второй молекулы: U
инд
~ p
1
α
2
r
– 6
. Индукционные силы убывают
по тому же закону, что и ориентационные F
инд
~ r
–7
.
Дисперсионное молекулярное взаимодействие возникает благода-
ря виртуальному нарушению электронейтральности молекулы в отдель-
ные моменты времени. Мгновенный диполь поляризует соседние моле-
кулы – возникает взаимодействие мгновенных диполей. Данное взаимо-
действие называется дисперсионным, его энергия определяется поляри-
зуемостью молекул
α
1
, α
2
: U(r) ~ α
1
α
2
r
–6
, а сила убывает по закону
F
дисп
~ r
–7
. Обычно дисперсионные силы превосходят ориентационные
и индукционные. Например, при взаимодействии таких полярных моле-

Страницы