ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ван-дер-ваальсовы силы из "Теоретическая неорганическая химия Издание 3" Хотя представление о ковалентной, ионной и металлической связи может быть использовано для объяснения строения молекул большого числа веществ в твердом, жидком и газообразном состояниях, все же есть немало систем, существование которых нельзя объяснить наличием этих связей. Наиболее наглядным примером служат инертные газы. Атомы этих элементов обладают сферической симметрией и не способны образовать ни одной из выше названных связей. Но поскольку при температуре вблизи абсолютного нуля инертные газы все-таки могут быть переведены в жидкое или твердое состояние, то должны быть и какие-то силы, стягивающие атомы этих элементов. Видимо, такие же силы имеют место при взаимодействии насыщенных молекул, например На, N2, СН4 и т. п. В этих молекулах валентные электроны использованы для образования связей между атомами, и у них, по-види-мому, не осталось возможностей для связей друг с другом. [c.204] Существование таких слабых сил притяжения было впервые обнаружено Ван-дер-Ваальсом, когда он ввел величину a v в уравнение состояния газа для учета этих сил, поэтому их называют ван-дер-ваальсовыми силами. [c.205] Хотя эти два фактора имеют большое значение при оценке ван-дер-ваальсовых сил, ни один из них не может быть использован для объяснения твердого или жидкого состояний таких веществ, как инертные газы, Hj, lg, N,, СН4 и т. п. К тому же было найдено, что ни одно из приведенных выше уравнений, ни их совместное использование не дают результатов, согласующихся с опытными данными. [c.205] Лондоновские дисперсионные силы действуют между любыми атомами и молекулами независимо от их строения. Наглядно можно представить, что дисперсионные силы возникают вследствие синхронизации мгновенных диполей взаимодействующих частиц. [c.206] Атом гелия имеет сферическую симметрию, поэтому не имеет дипольного момента. Однако такое представление основано на усреднении во времени. Если снять мгновенную фотографию атома гелия, то будет видно несимметричное распределение электронов вокруг ядра в данный момент. Следовательно, должен быть мгновенный диполь. Такой диполь вызовет также мгновенный диполь в другом атоме, что может привести к синхронному полю по всей системе. От этого произойдет уменьшение энергии системы, но взаимодействие будет очень слабым. [c.206] С помощью этих трех факторов можно вполне удовлетворительно подсчитать ван-дер-ваальсовы силы. Для симметричных атомов или молекул единственно действующими будут лондоновские силы. Чем более полярна или поляризуема молекула, тем сильнее будут проявляться первые два эффекта. Это видно из табл. 5-3, где показан вклад разных эффектов в ван-дер-ваальсовы силы, обусловливающие межмолекулярное притяжение. [c.206] Можно учесть взаимодействие диполь—квадруполь и квадру-поль—квадруполь величинами, соответственно пропорциональными 1/г и 1/г , но их влияние сказывается незначительно, поэтому ими обычно пренебрегают. [c.206] Вернуться к основной статье