Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 206 стр.

вия между молекулами адсорбируемого вещества и частицами, находящи-
мися в приповерхностных слоях адсорбента.
      Благодаря постоянным колебаниям центров зарядов (электронных
оболочек и ядер) атомов около среднего положения непрерывно возникают
и исчезают дипольные, квадрупольные, высшие мультипольные моменты.
Они создают в пространстве вокруг атомов пульсирующие электрические
поля, характеристики которых могут быть вычислены в простейших слу-
чаях по уравнениям квантовой механики. Силы, возникающие при взаимо-
действии квантовых электрических полей частиц, участвующих в процессе
адсорбции, и называют Ван-дер-ваальсовыми или дисперсионными сила-
ми. Дисперсионные силы действуют на границе раздела фаз и аналогичны
силам взаимодействия между молекулами в объеме газа (силам межмоле-
кулярного взаимодействия), обуславливающим отклонение характеристик
реальных газов от идеальных. Согласно квантовомеханическим расчетам,
силы Ван-дер-Ваальса резко убывают с увеличением расстояния между
центрами зарядов взаимодействующих частиц (обратно пропорциональны
6-й степени расстояния) и на несколько порядков слабее обменных сил,
создающих химическую связь. Однако, в отличие от объемных сил, дис-
персионные могут действовать на относительно больших расстояниях
(превышающих размеры молекул) и характеризуются ненасыщаемостью.
Поле, создаваемое мгновенными дипольными моментами одной молекулы,
может взаимодействовать с полями многих других молекул.
      Принимается, что при дисперсионных взаимодействиях обобществ-
ления электронов не происходит, и химическая связь не образуется. Одну
из двух граничных моделей адсорбции, предполагающую, что при удержа-
нии молекул газа на поверхности адсорбента не происходит электронного
обмена и образования химической связи, называют физической адсорбци-
ей или зачастую просто адсорбцией.
      В теоретических расчетах учитывают кроме дисперсионного притя-
жения силу отталкивания зарядов, принимая ее обратно пропорциональной
12-й степени расстояния между центрами зарядов. Если взаимодействую-
щие частицы имеют постоянные дипольные моменты (например, молеку-
лы воды или ионные поверхности) или свободные электроны (металличе-
ские поверхности), то между ними возникают и классические электроста-
тические силы. Точный теоретический расчет их величины невозможен,
хотя на практике они вносят существенный вклад в силу взаимодействия, а
иногда и определяют характер процесса адсорбции. Так, например, гораздо
более широкое применение в производственных условиях активированных
углей по сравнению с синтетическими полярными адсорбентами - силика-
гелями, цеолитами, объясняется тем, что угли ввиду неполярности поверх-
ностных частиц одинаково взаимодействуют как с полярными, так и с не-

                                  206