Силы притяжения лондоновские дисперсионные

Близко следуя гайтлер-лондоновской теории молекулы водорода (гл. 13), Уонг рассчитал энергию взаимодействия двух атомов водорода на больших расстояниях путем включения члена, учитывающего притяжение между мгновенным диполем одного атома и индуцированным диполем другого атома, обусловленным в свою очередь электрическим полем мгновенного диполя. Эту энергию теперь называют дисперсионной энергией, а силу притяжения, которая за нее ответственна, дисперсионной силой. [c.352]

Поскольку все молекулы содержат колеблющиеся электроны, постольку между ними всегда действуют силы притяжения, изменяющиеся обратно пропорционально шестой степени межмолекулярного расстояния. Этот результат, полученный Лондоном [7], широко используется в физической химии. Его можно легко сопоставить с опытом, поскольку экспериментальные данные по скрытым теплотам исиарения дают падежные сведения о зависимости потенциальной энергии молекул от межмолекулярных расстояний, а данные по дисперсии света дают значения поляризуемости молекул а и частоты электрических колебаний v (см. гл. IX). Межмолекулярные силы, вызванные связью квантованных электрических осцилляторов, изменяются обратно пропорционально седьмой степени расстояния эти силы часто называются лондоновскими или дисперсионными силами. Вольно и менее точно их называют силами Ван-дер-Ваальса главным образом потому, что они дают объяснение сил притяжения, действующих между неполярными газовыми молекулами. Однако следует учесть, что в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса принимается, что силы взаимодействия молекул изменяются обратно пропорционально четвертой степени межмолекулярного расстояния. [c.169]

Тот факт, что между коллоидными частицами существуют силы притяжения, был установлен еще в начале этого столетия Смолуховским по кинетике коагуляции золей. В 1932 г. Кальман и Вильштеттер их приписали силам Ван-дер-Ваальса, действующим между атомами и молекулами. Как известно, эти силы состоят из ориентационной, индукционной и дисперсионной составляющих, причем все они убывают обратно седьмой (энергия — шестой) степени расстояния, т. е. действуют на очень малых расстояниях. Однако, как показали Де Бур и Га-макер, для макроскопических тел, например коллоидных частиц, состоящих из многих тысяч атомов (молекул), эти силы складываются, в результате чего суммарная энергия притяжения частиц изменяется гораздо медленнее — по кубическому или квадратичному закону. Иначе говоря, эти силы в определенных условиях достаточно велики и соизмеримы с силами отталкивания двойных электрических слоев. Основной вклад в молекулярное притяжение дисперсных тел вносят силы дисперсионного взаимодействия (лондоновские силы), так как ориентационные и индукционные эффекты отдельных молекул для достаточно большого ансамбля взаимно компенсируются. [c.15]

При очень высоких заполнениях, когда молекулы адсорбата расположены близко друг от друга, существенную роль могут играть лондоновские дисперсионные силы. Энергия притяжения, обусловленная этими силами, учитывается путем введения члена, пропорционального 9 . Однако при столь высоких значениях 0 форму адсорбционной изотермы определяет в основном предэкспоненциальный член [ ленгмюровский , ср. уравнение (28а)], а экспоненциальный член, зависящий в данном случае от 0 , практически постоянен. [c.427]

Силы притяжения. Разность потенциальных энергий зависит от разности молекулярных объемов компонентов и от различия сил притяжения между молекулами. Эти силы могут быть разделены на две группы. С одной стороны, имеются силы, действующие на близком расстоянии, обычно называемые ван-дер-ваальсовскими или лондоновскими (дисперсионными) силами, которые действуют между любыми молекулами. С другой стороны, имеются силы, действующие на далеком расстоянии и обязанные электростатическому притяжению, которое играет заметную роль только для молекул, имеющих сравнительно большой дипольный момент. Отвлекаясь сначала от электростатических сил, так как естественно предполагать, что они отсутствуют в регулярных растворах, можно считать, что притяжение между молекулами обусловлено исключительно силами Ван-дер-Ваальса. В этом случае потенциальная энергия притяжения равна А/г , где к — константа и г — расстояние между двумя молекулами На основании этого, пренебрегая энергией отталкивания, которая заметно сказывается на очень малых между-молекулярных расстояниях, и предполагая, что молекулы обладают сферической симметрией, Скэтчард [1 , Гильдебранд и Вуд [ ] вывели соотношения, которые можно записать в следующей форме [c.397]

Рассмотрим зависимость от расстояния энергии притяжения частиц— молекулярной составляющей расклинивающего давления. Из сил Ван-дер-Ваальса наиболее универсальны и существенны лондоновские силы дисперсионного взаимодействия. Как уже отмечалось, дисперсионное взаимодействие слабо экранируется, поэтому взаимодействие между двумя частицами легко определить суммированием взаимодействий между молекулами или атомами в обеих частицах, например, с помощью интегрирования. Такой приближенный расчет в предположении аддитивности межмолекулярных (межатомных) взаимодействий был проведен де Буром и Гамакером. [c.379]

Молекулярные силы для тел одной природы выступают всегда как силы притяжения. В случае разной природы поверхностей, разделенных жидкой прослойкой, молекулярные силы могут вызывать и отталкивание, если взаимодействие тел с жидкой средой будет больше, чем друг с другом [98]. Возможность действия дисперсионных сил на больших (по сравнению с размерами атомов) расстояниях долгое время подвергалась сомнению, так как лондоновские силы, действующие между молекулами, обратно пропорциональны седьмой степени расстояния. [c.30]

Рассмотрим зависимость от расстояния энергии притяжения частиц — молекуляриой составляющей расклинивающего давлс ния. Из сил Ван-дер-Ваальса наиболее универсальными и существенными силами притяжения являются лондоновские силы дисперсионного взаимодействия. Как уже отмечалось, дисперсионное взаимодействие слабо экранируется, и поэтому взаимодействие между частицами легко определить суммированием взаимодействий между молекулами или атомами в обеих частицах, например, с помощью интегрирования. Такой приближенный расчет в предположении аддитивности межмолекулярных (межатомных) взаимодействий был проведен де Буром и Гамакером. Для вывода уравнения энергии молекулярного притяжения между частицами воспользуемся уравнением энергии притяжения одной молекулы (атома) к поверхности адсорбента (в данном случае частицы), приведенном в разд. III. А, посвященном адсорбции (111.6) [c.328]

Доминирующая роль сил притяжения обусловлена колебательной природой орбитальных электронов, благодаря которой могут индуцироваться переходные диполи образование диполей ведет к появлению так называемых лондоновских дисперсионных сил>. Эти силы заставляют молекулы притягиваться друг к другу, причем энергия притяжения обратно пропорциональна шестой стенени межмолекулярного расстояния (высшим и членами пренебрегаем). Следует отметить, что эти силы существуют даже в тех случаях, когда молекулы сферически симметричны и когда, согласно классической электростатике, не должно возникать никакого взаимодействия. , [c.85]

Силы, действующие между полярными молекулами, как и между неполярными, делятся на силы отталкивания, вызываемые перекрытием электронных облаков, и лондоновские дисперсионные силы притяжения. В дополнение к этому следует отметить, что полярность определяется постоянным несимметричным распределением заряда, которое приводит к появлению электростатической составляющей потенциальной энергии. Математическое описание этих явлений очень сложно [33, 36]. Обычно составляющую потенциальной энергии выражают в виде бесконечного ряда обратных степеней межмолекулярного расстояния. Такой ряд называется [c.89]

Электронные оболочки валентно-несвязанных атомов взаимно отталкиваются. Силы дисперсионного притяжения между парой валентно-несвязанных атомов уравновешиваются отталкиванием электронных оболочек. Это отталкивание было аппроксимировано Леннард-Джонсом введением слагаемого, обратно пропорционального т-й степени расстояния [47]. Слейтер [48] описал отталкивание экспоненциальной функцией, которая была модифицирована Букингемом [49] и носит его имя. В расчетах белков наиболее часто используют аппроксимацию Леннард-Джонса с /и= 12. С учетом лондоновского члена для дисперсионных сил [45] это приводит к простому в вычислительном отношении потенциалу 6—12, пример которого приведен на рис, 3.1. Оба параметра, необходимых для определения этой функции, описаны в подписи к рисунку. Потенциал на рис. 3.1 имеет минимум в отрицательной области ири расстоянии. Поэтому атомы слабо связаны на этом расстоянии (Е — энергия притяжения). [c.39]

К силам притяжения, действующим между молекулами, относятся силы Ван-дер-Ваальса, имеющие общую элект ромаг-нитную природу. Ван-дер-ваальс01вы взаимодействия принято считать да льнодействующим и, слабыми, объемными, коллективными и универсальными. В общем случае ван-дер-вааль-сово взаимодействие складывается из трех эффектов ориентационного (или диполь-дипольного), индукционного (диполь-наведенный диполь) и дисперсионного ( лондоновское взаимодействие) [c.9]

Силы, действующие при образовании комплекса фермент—субстрат, часто относят к нековалентным , объединяя этим термином электростатнческие взаимодействия, дисперсионные силы, водородную связь и гидрофобные эффекты. Собственно электростатические силы делят на ионные (энергия их обратно пропорциональна первой степени расстояния), иоино-дииольные (энергия обратно пропорциональна четвертой степени расстояния) и дипольные, т.е. силы взаимодействия между постоянными диполями и постоянным диполем и индуцированным им диполем (в обоих случаях энергия обратно пропорциональна шестой степени расстояния). Так же изменяется с расстоянием и энергия притяжения, обусловленная дисперсионными (лондоновскими) силами, называемыми обычно ван-дер-ваальсовыми. Вклады дисперсионных взаимодействий в энергию связи невелики [c.324]

Ван-дер-ваальсовы межатомные взаимодействия ( /вдв) складываются из дисперсионного притяжения ( /дисп) и отталкивания (С/от) атомов. Квантовомеханическая теория сил притяжения была развита в 1937 г. Ф. Лондоном. Понижающие конформационную энергию дисперсионные, или лондоновские, силы есть результат взаимодействия мгновенных диполей, индуцированных поляризующим атомные системы движением внешних электронов. Они действуют между всеми атомами полярных и неполярных молекул, т.е. вне зависимости от наличия статического дипольного момента. Силы отталкивания возникают на малых расстояниях между [c.113]

В работах Я. И. Фенкеля дано молекулярно-кинетическое истолкование процессов адсорбции и конденсации. Разработка теории конденсации и вывод условий образования новой фазы, повидимому, наиболее важные достижения в этой области. Большое число исследователей занималось изучением природы действуюш,их при адсорбции сил. Выяснению роли электростатических сил притяжения, вызываемых постоянными и индуцированными электрическими моментами, посвящ[ены работы Б. В. Ильина. Электростатические силы, видимо, играют суш ественную роль при окклюзии газов металлами и вещ ествами, образующими ионные кристаллы. При квантово-механической трактовке поверхностных явлений, и, в частности, в теории адсорбции первостепенное значение придается аддитивному взаимодействию виртуальных электрических моментов, т. е. дисперсионным, лондоновским силам. Наибольшее значение в этой области имеют работы Д. И. Блохинцева. [c.6]

Адсорбция газов электродами и диспергированными твердыми телами происходит под влиянием физических и химических сил притяжения, действующих на поверхности этих тел. Подобным же образом, если раствор привести в контакт с твердым телом, в случае инертного растворителя возможна адсорбция растворенного вещества. К силам, ответственным за физическую адсорбцию, относятся дисперсионные (лондоновские) силы, короткодействующее отталкивание и дипольные силы в твердых телах теплота реакции имеет тот же порядок величины, что и теплота конденсации газов, т.е. приблизительно от 1 до 10 ккал моль . В случае хемосорбции происходит переход электронов между твердым телом и адсорбированным слоем, в котором принимают участие силы валентности, и теплота этого процесса фавнима с теплотой химических реаидда (10-100 ккал моль 1). Физическая адсорбция обратима, тогда как химическая необратима. Как в случае адсорбции газа, так и в случае адсорбции из раствора количество адсорбированного вещества на грамм твердого тела зависит от природы адсорбента и адсорбата, условий равновесия, включая температуру, давление, концентрацию. Физическая адсорбция газов на твердых телах максимальна вблизи точки кипения адсорбатов. Это обстоятельство широко используется для измерения поверхности и структуры пор в электродах. Химическая адсорбция в большинстве случаев происходит при таких значениях температуры, давления и соотношениях адсорбата и твердого тела, при которых можно ожидать начала химической реакции между адсорбатом и поверхностью твердого тела. Согласно Зммету [1], "химическая адсорбция имеет место в процессе посадки водорода на металлы, азота на поверх- [c.303]

О составной молекуле и применяют для описания такой системы метод молекулярных орбиталей (МО). Вычисления по методу молекулярных орбиталей для небольших межато.мных расстояний, когда суш,ествепными являются только силы отталкивания, в особенности вычисления для системы Не — Не, рассмотрены в предыдуш,е.м разд. 111-1. С увеличением расстояния К перекрывание между двумя молекулами уменьшается, и в конце концов при некотором К таким перекрыванием можно пренебречь. Тогда, раскладывая потенциал взаимодействия обоих молекул по мультиполям и ограничиваясь в разложении только дипольным членом, приходим к выражению —С/Л для потенциала дальнодействую-щих лондоновских дисперсионных сил притяжения. Следует отметить, однако, что неясно, при каких расстояниях между атомами указанное разложение справедливо. Выражение, полученное с точностью до членов второго порядка теории возмущений и описывающее взаи.модействия лондоновского типа, содержит сумму по всем возбужденным виртуальным состояниям обоих атомов. При этом, конечно, предполагается, что-отсутствует перекрывание между волновыми функциями но только в основном, но и в возбужденных состояниях. Однако боровский радиус пропорционален п , и поэтому разложение по мультиполям должно быть справедливым при значительно больших расстояниях, чем это обычно предполагается [8]. [c.232]

Помимо упомянутых выше электростатических факторов важную роль в образовании того или иного типа координационного окружения могут играть эффекты, обычно рассматриваемые как вторичные . Ких числу относятся, например, лондоновские дисперсионные силы притяжения, которые способствуют образованию систем с высокими координационными числами эти силы вносят до 20—30 ккал/моль в энергию решетки кристаллического (6 6) га-логенида серебра [42] и, возможно, играют определяющую роль в структуре СзС1, построенного по типу остальных галогенидов цезия (за исключением СзР). Ко вторичным факторам относится также образование водородной связи, имеющее важное значение для структуры солей аммония. В ряде случаев нельзя также не учитывать мультипольные взаимодействия [43] для несферических ионов типа НРа или ЫОд . На примере фторидных комплексов ЫззТаРв, КгТаР, и СзТаРв можно видеть [10], что подобные факторы определяют не только конфигурацию, но также и химический состав комплекса. [c.367]

Теоретическая функция Ван-дер-Ваальса состоит из двух частей. На больших расстояниях (г) между двумя атомами де11-ствуют силы притяжения, пропорциональные 1/г . Эти силы, имеюш,ие электронное происхождение, называют иногда лондоновскими или дисперсионными [99]. На более коротких расстояниях нри достаточном сближении атомов их вандерваальсовы радиусы перекрываются, и отталкивание между ядрами и между электронами доминирует над силами притяжения. Энергия отталкивания обычно аппроксимируется как ехр —аг), или как 1М . Поскольку силы отталкивания возрастают очень резко, а силы иритяжения увеличиваются постепенно, в результате получается хорошо известная кривая Ван-дер-Ваальса (рис. 7-2). [c.527]

Для объяснения конформационной стабильности синтетических полипептидов и белков все больший акцент делается на влияние ван-дер-ваальсовых и электростатических взаимодействий боковых цепей друг с другом и с пептидным остовом. В связи с этим предпринимаются попытки связать наблюдаемую конформацию с аминокислотным составом и последовательностью. Ван-дер-ваальсовы взаимодействия имеют электрическую природу. Они обусловлены взаимодействием электронных оболочек атомов. На больших расстояниях между парой атомов действуют силы притяжения. Они получили название дисперсионных сил. Их теория была выработана Ф. Лондоном [32] в 1930 г. и Дж. Сле-тером и Дж. Кирквудом [33] в 1931 г. Дисперсионные, лондоновские, силы определяются взаимодействием "мгновенных" диполей двух атомов, возникающих вследствие квантовомеханического движения электронов они пропорциональны 1/г , где г - расстояние между атомами. При дальнейшем сближении атомов возникают силы отталкивания, которые на малых расстояниях становятся доминирующими. Отталкивание возникает из-за невозможности пространственного совмещения двух электронных систем. Силы отталкивания пропорциональны 1/г или е (с - эмпирическая константа). [c.236]

Рядом авторов теоретически разработаны и экспериментально подтверждены представления о силах ван-дер-ваальсова притяжения коллоидных частиц. Притяжение молекул, обусловленное ван-дер-паальсовыми силами, складывается из трех компонентов ориентационного, индукционного и дисперсионного (лондоновского) эффектов. Наиболее универсальными являются дисперсионные силы, которые приобретают особое значение при взаимодействии коллоид-1ГЫХ частиц. Поскольку дисперсионные силы мало экранируются, т. е. мало зависят от присутствия соседних молекул, в отличие от других сил молекулярного притяжения, взаимодействие между коллоидными частицами получается суммированием дисперсионного притяжения между всеми молекулами, образующими обе частицы. Поэтому силы молекулярного (дисперсионного) притяжения коллоидных частиц простираются на значительные расстояния и могут вызвать слипание сблизившихся частиц. С позиций физической кинетики молекулярное притяжение частиц является основной причиной коагуляции системы, ее агрегативной неустойчивости. [c.96]

Из двух фундаментальных типов взаимодействия — химического и физического (ван-дер-ваальсова)—в силу своей универсальности всегда реализуется именно последний. В условиях возникновения сильных типов связей адгезионное взаимодействие в основном обусловлено физическими силами. В общем случае адгезионное взаимодействие является результатом проявления ван-дер-ваальсовых сил, поскольку из-за смещения молекул наблюдается малое число разрывов ковалентных связей. Энергия физических сил складывается, как известно, из ориентационной, поляризационной и дисперсионной составляющих, ответственных за притяжение молекул, а также из репульсивных сил, обусловливающих их отталкивание. Наибольший вклад в суперпозицию вносят дисперсионные (лондоновские) силы, возникающие при взаимном индуцировании за счет флуктуаций электронной плотности отдельных атомов. В соответствии с этим [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология