ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Межмолекулярные силы из "Основы общей химии Т 1" Личия твердого и жидкого агрегатных состояний веществ вытекает, что взаимное притяжение молекул несомненно существует. [c.103] Рассмотрим сначала наиболее простои случаи ция неполярной моле-неполярной молекулы (А, рис. 111-45). Если кулы. [c.103] При прочих равных условиях ориентация молекулы осуществляется тем легче, чем значительнее ее диполь. Поэтому сравнительно слабыми электрическими полями молекулы будут ориентироваться и притягиваться к источнику поля тем лучше, чем они более полярны. [c.104] На основе рассмотренного выше можно теперь перейти к вопросу о межмолекулярном взаимодействии. Пусть имеются две достаточно близко расположенные друг к другу поляр-н ы е молекулы. Так как одноименно заряженные концы (полюса) их диполей взаимно отталкиваются, а разноименно заряженные притягиваются, обе молекулы стремятся ориентироваться таким образом, чтобы по соседству оказывались именно разноименные полюса. При подобном их расположении (А, рис. 111-47) взаимное притяжение рааноименных полюсов лишь частично компенсируется взаимным отталкиванием находящихся дальше друг от друга одноименных. В результате между молекулами действуют силы притяжения, обусловленные рзаимодействием их постоянных диполей и носящие название ориентационных сил. Благодаря наличию последних обе молекулы сближаются (Б, рис. II1-47) и более или менее прочно стягиваются друг с другом. [c.104] Одновременно происходит некоторая деформация каждой из них под действием ближе расположенного полюса соседней молекулы. Возникающие в результате этой деформации индуцированные диполи взаимодействуют друг с другом аналогично постоянным, что создает так называемые индукционные силы, также проявляющиеся во взаимном притяжении молекул. Наложение этих сил на ориента-ционные связано с увеличением длин диполей (В, рис. 111-47) и ведет к усилению межмолекулярного взаимодействия. [c.104] Возникновение этих дисперсионных сил тесно связано с непрерывным движением, в котором находятся составные части молекул — атомные ядра и электроны. Некоторое модельное представление о дисперсионных силах можно получить на основе рис. 111-49. [c.105] Представим себе два близко расположенных друг к другу атома инертного газа (А, рис. 111-49). Благодаря непрерывному вращению электронов и колебательному движению ядер в каждом из этих атомов всегда может иметь место временное смещение некоторых электронных орбит относительно ядра и обусловленное этим временное возникновение диполя. Но каждый из таких диполей неизбежно будет влиять своими зарядами на ориентацию подобного же временного диполя, возникающего в соседнем атоме, притом влиять вполне определенно в смысле предпочтительного соседства разноименных полюсов (Б, рис. 111-49), а не одноименных (В, рис. 111-49). Хотя возникающие подобным образом диполи могут существовать лишь ничтожно малое время, однако известная согласованность ориента-ц и и будет сохраняться и при каждом следующем их появлении (Г, рис. 111-49). Соседство разноименных полюсов возобновляется практически непрерывно. Этим и обусловлены те постоянно действующие между частицами силы притяжения, которые носят название дисперсионных сил. [c.105] Если кулоновское взаимодействие может выражаться и в притяжении (при разноименных зарядах частиц), и в отталкивании (при одноименных зарядах), то межмолекулярные силы проявляются только в притяжении. [c.106] Однако при очень тесном сближении любых частиц начинает резко сказываться взаимное отталкивание их внешних электронных слоев. Возникающие подобным образом силы отталкивания, чрезвычайно значительные в условиях непосредственного контакта частиц, вместе с тем ослабевают по мере увеличения расстояния гораздо быстрее сил притяжения (рис. III-50). В результате общее взаимодействие частиц при их-сближении выражается сначала все возрастающим взаимным притяжением, которое затем ослабевает и, наконец, переходит в отталкивание. Расстояние между центрами частиц (d), при котором притяжение уравновешивается отталкиванием, отвечает устойчивому равновесию и является характерным для пространственной структуры соответствующего вещества. [c.106] Следует подчеркнуть, что вода занимает исключительное положение как правило, деформируемость сильно полярных молекул значительно выше, чем у Н2О, и основную роль в их взаимодействии играют дисперсионные силы. Тем более это относится к малополярным и неполярным молекулам. [c.108] Второй важной особенностью дисперсионных сил является их приблизительная аддитивность каждая частица может одновременно находиться в дисперсионном взаимодействии с любым числом достаточно близко расположенных к ней частиц. Вместе с тем каждый атом той или иной молекулы может более или менее независимо вступать в дисперсионное взаимодействие с атомами других молекул. Поэтому общее дисперсионное взаимодействие сложных молекул можно грубо представлять себе слагающимся из взаимодействий отдельных их атомов. [c.108] Третьей важной особенностью дисперсионных сил является их универсальность. Если для возможности проявления кулоновских сил необходимо наличие у взаимодействующих частиц электрических зарядов, а для проявления ориентационных сил — наличие постоянных диполей, то для дисперсионных сил все подобные ограничения отпадают при достаточно тесном контакте дисперсионное взаимодействие возникает между любыми частицами. Хотя дисперсионные силы и гораздо слабее кулоновских, однако они все же играют известную роль даже при взаимодействии между ионами. [c.108] Вернуться к основной статье