Химия. Лобачева Г.К. - 40 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

— 40 —
Äâèæåíèå ìîëåêóë è ìåæìîëåêóëÿðíîå âçàèìîäåéñòâèå
Ñëåäóåò ðàçëè÷àòü äâèæåíèå ìîëåêóëû â öåëîì — ïîñòóïà-
òåëüíîå è âðàùàòåëüíîå — è äâèæåíèå âíóòðè ìîëåêóëû îòäåëü-
íûõ åå ñîñòàâíûõ ÷àñòåé — ÿäåð, ýëåêòðîíîâ, àòîìîâ è ðàäèêà-
ëîâ.
Ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ìîëåêóëû ðàâíà ñóììå ýíåðãèè ýëåêò-
ðîííîãî U
)
, êîëåáàòåëüíîãî U
(k)
è âðàùàòåëüíîãî U
â
äâèæå-
íèé, òî åñòü:
U
ì
= U
ý
+ U
ê
+ U
â
,
U
ý
> U
ê
> U
â
.
Èçó÷åíèå ìîëåêóëÿðíûõ ñïåêòðîâ ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü ýíåð-
ãèþ ýëåêòðîíîâ â ìîëåêóëå, ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíî-
ñòè, ýíåðãèþ õèìè÷åñêîé ñâÿçè è ïðèðîäó åå, íàëè÷èå îïðåäå-
ëåííûõ ãðóïï â ìîëåêóëå, ïðîñòðàíñòâåííóþ ñòðóêòóðó ìîëå-
êóë, ðàçìåðû ñâÿçåé è ìîëåêóë è óãëû ìåæäó ñâÿçÿìè.
Èçâåñòíû ñëåäóþùèå àãðåãàòíûå ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâ: ãàçî-
îáðàçíîå, æèäêîå è òâåðäîå.
Ëþáîå âåùåñòâî ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ ìîæåò áûòü
ïîëó÷åíî âî âñåõ òðåõ àãðåãàòíûõ ñîñòîÿíèÿõ. Êàæäîå èç ýòèõ
ñîñòîÿíèé îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì ìåæäó ñèëàìè îòòàëêèâà-
íèÿ è ïðèòÿæåíèÿ ìîëåêóë. Ñèëû ïðèòÿæåíèÿ íàçûâàþòñÿ âàí-
äåð-âààëüñîâûìè (Âàí-äåð-Âààëüñ — ãîëëàíäñêèé ó÷åíûé).
 ãàçàõ ýíåðãèÿ ìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ íåâåëèêà
— â 10—100 ðàç ìåíüøå ýíåðãèè âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ìîëå-
êóëàìè.
 æèäêîì ñîñòîÿíèè ðàññòîÿíèå ìåíüøå ìåæäó ìîëåêóëà-
ìè, à ïîýòîìó âàí-äåð-âààëüñîâû ñèëû ïðîÿâëÿþòñÿ â áîëüøåé
ñòåïåíè.
Ìîëåêóëû æèäêîñòè «ñêîëüçÿò» îäíà îêîëî äðóãîé è òîëü-
êî òå èç íèõ, êîòîðûå îêàæóòñÿ ó ïîâåðõíîñòè, ìîãóò ïðåîäî-
ëåòü ñèëû ìåæìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ è ïåðåéòè â ïàðî-
îáðàçíóþ ôîðìó.
 òâåðäûõ òåëàõ ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå ìîëåêóë îòñóò-
ñòâóåò, ÷àñòèöû ìîãóò ñîâåðøàòü ëèøü êîëåáàòåëüíîå äâèæåíèå.
Ñèëû ìåæìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â äàííîì àãðåãàòíîì
ñîñòîÿíèè èìåþò íàèáîëüøåå çíà÷åíèå. Âàí-äåð-âààëüñîâû ñèëû
îáóñëàâëèâàþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèìè ïîëÿìè ìîëåêóë èëè àòîìîâ.
  Äâèæåíèå ìîëåêóë è ìåæìîëåêóëÿðíîå âçàèìîäåéñòâèå

     Ñëåäóåò ðàçëè÷àòü äâèæåíèå ìîëåêóëû â öåëîì — ïîñòóïà-
òåëüíîå è âðàùàòåëüíîå — è äâèæåíèå âíóòðè ìîëåêóëû îòäåëü-
íûõ åå ñîñòàâíûõ ÷àñòåé — ÿäåð, ýëåêòðîíîâ, àòîìîâ è ðàäèêà-
ëîâ.
     Ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ìîëåêóëû ðàâíà ñóììå ýíåðãèè ýëåêò-
ðîííîãî U(ý), êîëåáàòåëüíîãî U(k) è âðàùàòåëüíîãî Uâ äâèæå-
íèé, òî åñòü:
                     Uì = Uý + Uê + Uâ,
                         Uý > Uê > Uâ.
     Èçó÷åíèå ìîëåêóëÿðíûõ ñïåêòðîâ ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü ýíåð-
ãèþ ýëåêòðîíîâ â ìîëåêóëå, ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíî-
ñòè, ýíåðãèþ õèìè÷åñêîé ñâÿçè è ïðèðîäó åå, íàëè÷èå îïðåäå-
ëåííûõ ãðóïï â ìîëåêóëå, ïðîñòðàíñòâåííóþ ñòðóêòóðó ìîëå-
êóë, ðàçìåðû ñâÿçåé è ìîëåêóë è óãëû ìåæäó ñâÿçÿìè.
     Èçâåñòíû ñëåäóþùèå àãðåãàòíûå ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâ: ãàçî-
îáðàçíîå, æèäêîå è òâåðäîå.
     Ëþáîå âåùåñòâî ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ ìîæåò áûòü
ïîëó÷åíî âî âñåõ òðåõ àãðåãàòíûõ ñîñòîÿíèÿõ. Êàæäîå èç ýòèõ
ñîñòîÿíèé îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì ìåæäó ñèëàìè îòòàëêèâà-
íèÿ è ïðèòÿæåíèÿ ìîëåêóë. Ñèëû ïðèòÿæåíèÿ íàçûâàþòñÿ âàí-
äåð-âààëüñîâûìè (Âàí-äåð-Âààëüñ — ãîëëàíäñêèé ó÷åíûé).
     Â ãàçàõ ýíåðãèÿ ìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ íåâåëèêà
— â 10—100 ðàç ìåíüøå ýíåðãèè âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ìîëå-
êóëàìè.
     Â æèäêîì ñîñòîÿíèè ðàññòîÿíèå ìåíüøå ìåæäó ìîëåêóëà-
ìè, à ïîýòîìó âàí-äåð-âààëüñîâû ñèëû ïðîÿâëÿþòñÿ â áîëüøåé
ñòåïåíè.
     Ìîëåêóëû æèäêîñòè «ñêîëüçÿò» îäíà îêîëî äðóãîé è òîëü-
êî òå èç íèõ, êîòîðûå îêàæóòñÿ ó ïîâåðõíîñòè, ìîãóò ïðåîäî-
ëåòü ñèëû ìåæìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ è ïåðåéòè â ïàðî-
îáðàçíóþ ôîðìó.
     Â òâåðäûõ òåëàõ ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå ìîëåêóë îòñóò-
ñòâóåò, ÷àñòèöû ìîãóò ñîâåðøàòü ëèøü êîëåáàòåëüíîå äâèæåíèå.
Ñèëû ìåæìîëåêóëÿðíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â äàííîì àãðåãàòíîì
ñîñòîÿíèè èìåþò íàèáîëüøåå çíà÷åíèå. Âàí-äåð-âààëüñîâû ñèëû
îáóñëàâëèâàþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèìè ïîëÿìè ìîëåêóë èëè àòîìîâ.


                            — 40 —