Структура жидкостей порядок

В основе рассмотренного механизма перехода молекул жидкости в возбужденное состояние лежат обусловленные самопроизвольно протекающими в жидкости флуктуациями процессы локальной самоорганизации структуры жидкости типа беспорядок— порядок . В последние годы такого рода процессам, приводящим к образованию пространственного порядка в физических, химических, гидродинамических и других системах, уделяется большое внимание. Возникла новая научная дисциплина— синергетика, изучающая процессы самоорганизации в различных системах [14, 15]. Описанный механизм возбуждения молекул в жидких углеводородах и их смесях — одно из проявлений изучаемых синергетикой процессов самоорганизации. [c.28]

Работами Я. И. Френкеля, В. И. Данилова и других ученых доказано, что, во-первых, любой жидкости свойствен ближний порядок (определенная закономерность расположения частиц ближайшего окружения) и, во-вторых, структура жидкости, особенно вблизи температуры кристаллизации, сходна со структурой кристалла. [c.183]

Ранее считалось, что молекулы в жидкости расположены беспорядочно по-отношению друг к другу. Однако рентгенографические исследования показали,, что в весьма малых областях жидкости имеется определенный порядок расположения молекул. Принято считать, что структура жидкости характеризуется ближним порядком в отличие от кристаллов, которым свойственен дальний порядок. При этом следует учитывать, что области с квазикристаллическим порядком в жидкости во времени не постоянны, — возникнув в одном месте и просуществовав очень недолго, они распадаются и образуются в другом месте. [c.55]

Таким образом, особенность структуры жидкости состоит в том, что отсутствует дальний, но присутствует ближний порядок расположения частиц. Проявление ближнего порядка заключается в том, что молекулы, расположенные в первой сфере окружения данной молекулы, в большей мере задерживаются около нее и, таким образом, определяют некоторую упорядоченность. [c.164]

Жидкое состояние. Структура жидкости. Жидкость имеет много общего с твердым состоянием. Компактное расположение частиц обусловливает высокую плотность и малую сжимаемость по сравнению с газами. Структура и внутреннее строение жидкостей и твердых тел во многом схожи и характеризуются упорядоченным расположением частиц. У кристаллических твердых тел упорядочение распространяется на огромное количество межатомных расстояний, т. е. ближний порядок переходит в дальний. В жидкости вследствие относительно высокой подвижности частиц упорядоченность ограничивается небольшими островками (агрегатами, или кластерами ), причем последние ориентированы друг относительно друга беспорядочно и часть пространства между ними остается не заполненной веществом. Эти образования нестабильны, связи в них постоянно разрушаются и вновь возникают. При этом происходит обмен частицами между соседними кластерами. Таким образом, в структурном отношении для жидкости характерно наличие лабильного (подвижного) равновесия, обусловленного относительной сво- [c.238]

Термин структура жидкости весьма распространен. В отличие от кристаллической структуры твердого тела под структурой жидкости следует понимать статистическую закономерность межмолекулярных расстояний и ориентаций, характерную для любой плотноупакованной системы. Благодаря конечному размеру молекул силам межмолекулярного взаимодействия любой жидкости свойствен ближний порядок в расположении частиц и отсутствие дальнего порядка. Отсутствие дальнего порядка означает, что порядок в одном месте никак не действует на порядок в другом. [c.98]

Развитию статистической теории жидкости был дан толчок в результате экспериментальных исследований структуры жидкости, которые начались значительно позже исследований структуры кристаллов. Введение понятия радиальной функции распределения направило основные усилия теории на разработку способов теоретического расчета этой функции, наглядно характеризующей ближний порядок в жидкости. Знание одной этой функции распределения не решает всех задач теории жидкости. Но тем не менее принципиально важное значение имеет путь расчета этой функции, путь теоретического расчета структуры жидкости. Однако исторически раньше возникли приближенные теории, использующие лишь первую информацию, представляемую радиальной функцией распределения плотности. Речь идет о координационном числе в жидкости. С помощью радиальной функции распределения можно показать, что в среднем каждый атом в жидкости окружен таким числом ближайших соседей, что возможно говорить о близости структуры и характера теплового движения атомов в жидкости и твердом теле. Поскольку в первом приближении предполагаются короткодействующие силы между атомами, то для характеристики термодинамических свойств жидкости можно ограничиться учетом лишь взаимодействия данного атома с атомами его первой координационной сферы. Эти [c.327]

Методы, которые дают информацию о У-структуре, — это методы, использующие излучение или частицы, которые взаимодействуют с жидкостью только в течение короткого периода времени и обмениваются регистрируемой долей своей эиергии с молекулами в жидкости. Инфракрасная и рамановская спектроскопия так же, как и неупругое рассеяние нейтронов, удовлетворяет этим требованиям и является главным источником информации о У-структуре жидкости (рис. 4.2). Рассеяние нейтронов дает информацию о промежутках времени продолжительностью 10 " с. Поскольку это время совпадает с периодом Тп, рассеяние нейтронов является полезным методом исследования природы перемещения временных положений равновесия. Исследования релаксации диэлектрической поляризации и ядерного магнитного резонанса применяются для определения среднего времени между перемещениями. Порядок, в котором ниже рассматриваются свойства воды, основан на временном масштабе, о котором дают информацию указанные методы. [c.159]

На внутреннюю структуру ассоциированных жидкостей, т. е. на порядок расположения ее. молекул влияет не только температура, но и растворенное в этой жидкости вещество. При повышении температуры вследствие усиливающегося теплового движения степень упорядоченности молекул начинает уменьшаться и структура жидкости становится более рыхлой. Влияние на структуру жидкости ионов растворенного вещества определяется концентрацией и природой электролита. В заданном интервале температур и концентраций изменение энтропии под действием обоих этих факторов зависит от структуры жидкости, т. е. от степени упорядоченности ее молекул. Величина AS не обязательно постоянна, и, следовательно, уравнение (2.108) не всегда можно свести к уравнению (2.104). Поскольку растворенное вещество влияет на структуру растворителя, то нельзя ожидать, что при больших концентрациях растворенного электролита в ассоциированных жидкостях зависимость вязкости таких растворов от концентрации будет подчиняться какому-либо простому закону. Однако для некоторых электролитов этого типа зависимость 1пт)=/(1/7 ) остается линейной, тогда как для других электролитов наблюдаются отклонения от линейности даже в разбавленных растворах [76г]. [c.162]

В результате применения к жидкостям методов структурного анализа установлено, что по структуре жидкости подобны аморфным телам. В большинстве жидкостей наблюдается ближний порядок-число ближайших соседей у каждой молекулы и их [c.157]

Вследствие плотной упаковки и наличия взаимодействия между молекулами в жидком агрегатном состоянии молекулы располагаются в некотором порядке (ближний порядок). При этом образуются упорядоченные группы молекул (рои), порядок которых может нарушаться тепловым движением. Даже при постоянной температуре жидкости молекулы непрерывно меняют своих соседей, поэтому ближний порядок в жидкости следует понимать как усредненный порядок, т. е. порядок, при котором среднее число молекул в рое остается постоянным. При изменении температуры этот усредненный порядок изменяется. Расположение молекул жидкости нри данной температуре называется равновесной структурой жидкости. [c.137]

Рентгеноструктурные исследования простых жидкостей, с помощью которых в них были обнаружены упорядоченные образования, долгое время давали основание предполагать существование квазикристаллической структуры жидкости. В настоящее время от таких представлений отходят. Наблюдается тенденция к проведению аналогии между жидкостью и газом, тем более, что в газах вблизи критической температуры рентгенографически также обнаружен ближний порядок в расположении молекул. [c.103]

Основываясь на структуре жидкости, расплавляемые соли можно условно разделить на две группы. Первая группа состоит из ионных соединений типа галогенидов щелочных элементов. При плавлении структура этих веществ изменяется очень незначительно. Координационное число уменьшается от шести (кристалл) до примерно четырех (расплав). Дальний порядок, характерный для структуры кристаллов, нарушается, но ближний порядок (окружение каждого катиона анионами, и наоборот) еще сохраняется. [c.236]

Поскольку в жидкостях отсутствует дальний порядок в расположении молекул, то понятие структуры жидкости является менее определенным, чем понятие структуры кристалла. В принципе, в понятии структура в применении к жидкости полезно различать два аспекта — геометрический и силовой, из которых [c.5]

Детальное исследование структуры любой жидкости связано со значительно большими трудностями, чем аналогичные исследования для твердых тел. Так, рентгеновские исследования позволяют только сделать вывод (о чем подробно говорилось в разделе I), что в жидкости сохраняется в основном характерный для твердого состояния ближний порядок, но не наблюдается дальний порядок. При всей своей важности этот вывод имеет лишь ограниченное применение при рассмотрении структуры жидкостей. Для изучения расплавленных электролитов имеет значение не тот факт, что в среднем во времени наблюдается ближний порядок, соответствующий твердому веществу, но скорее то, что он сохраняется в течение промежутка времени, малого по сравнению со временем экспозиции в рентгеновских лучах и большого (до 10 сек) по сравнению с периодом колебаний (Ю з сек) частиц в расплаве. [c.215]

В настоящее время вопрос о структуре жидкостей еще нельзя считать окончательно решенным, так как понятия ближний порядок и квазикристаллическая структура различными исследователями трактуются по-разному. [c.20]

В результате применения к жидкостям Методов структурного анализа установлено, что по структуре жидкости подобны аморфным телам. В большинстве жидкостей наблюдается ближний порядок-число ближайших соседей у каждой молекулы и их взаимное расположение приблизительно одинаковы во всем объеме жидкости. [c.161]

Для аморфных полимеров характерно изображение так называемого диффузионного (аморфного) гало на рентгенограмме — широко размытого кольца вокруг первичного пучка, указывающего на некоторую упорядоченность структуры (ближний порядок), специфическую для жидкостей. Ширина аморфного гало из-за разброса величин межатомных расстояний значительно больше ширины линий, образованных рефлексами на рентгенограммах кристаллических веществ. [c.252]

Вместе с тем нельзя слишком буквально понимать квази-кристалличность структуры жидкости. Вдали от температуры плавления ближний порядок и характер движения частиц в жидкостях и кристаллах различается очень сильно. Для несферических молекул ближний порядок в кристалле и жидкости бывает близким только для сравнительно узкой области температур (вблизи Гдл). При более высоких температурах свободное вращение молекул в жидкости приводит к возникновению высокосимметричных ячеек, которые не имеют себе аналогов среди кристаллических структур. Возможность выделять в жидкости примерно одинаковые по своим свойствам ячейки — это в первую очередь следствие высокой плотности жидкости, когда движение каждой молекулы ограничено присутствием близко расположенных соседних частиц. При достаточно высокой температуре среднее по времени силовое поле является сферически симметричным. [c.132]

Структура жидкостей. В идеальном кристалле атомы, ионы или молекулы находятся на определенных расстояниях от любого другого атома, иона или молекулы, который принят за начало координат. В газе молекулы в каждый данный момент находятся в произвольных положениях. Что касается жидкостей, то они занимают промен уточное положение между кристаллами и газами хотя молекулы в них и не располагаются в виде определенной решетки, но некоторый порядок все же имеется. При детальном анализе интенсивности рассеянных рентгеновских лучей мо кно вычислить распределение атомов или молекул в жидкости и построить график такого типа, какой изображен на рис. 22-15. [c.675]

Ассоциация молекул и структура жидкостей и твердых тел. Молекулы таких жидкостей, как НР, вода и спирты, могут при образовании водородных связей выступать как акцепторы и доноры электронного заряда одновременно. В результате этого образуются димеры (НР)з, (Н.,0)2, (СНзОН)2, трнмеры, тетрамеры и т. д., пока тепловое движение не разрушит образовавшегося кольца или цепочки молекул. Когда тепловое движение понижено, через водородные связи создается кристаллическая структура. Известная аномалия плотности воды и льда обусловлена водородными связями в кристаллах льда каждая молекула воды связана с четырьмя соседями водородными связями через две неподеленные пары атома кислорода молекула образует две докорные Н-связи и через два атома Н —две акцепторные. Эти четыре связи направлены к вершинам тетраэдра. Образующаяся гексагональная решетка льда благодаря этому не плотная, а рыхлая, в ней большой объем пустот. При плавлении порядок, существующий в кристалле (дальний порядок), нарушается, часть молекул заполняет пустоты, и плотность жидкости оказывается выше плотности кристалла. Но в жидкости частично сохраняется льдообразная структура вокруг каждой молекулы (ближний порядок). Эта структура делает воду уникальным по свойствам растворителем. Ассоциация через водородные связи приводит к аномально высоким значениям диэлектрической проницаемости таких жидкостей, как НС , НзО, метанол и др. Водородные связи типа —СО...Н—N1 — [c.139]

Имеющиеся данные показывают, что по структуре жидкости существенно отличаются от газов частицы жидкости предельно сближены и в характере их взаимного расположения намечается некоторая упорядоченность, подобная упорядоченности в кристаллических телах. Но порядок в структуре жидкости относителен, он соблюдается лищь на малых расстояниях и не распространяется на отдаленные частицы, т. е. в жидкостях присутствует так называемый ближний порядок . Он связан с наличием дырок в структуре жидкости, т. е. пустот в местах, где по всем признакам должна быть частица (рис, 1.5). Именно этим объясняется то, что плотность жидкости меньше плотности соответствующих кристаллических тел (за исключением НаО). [c.26]

Второе предположение сводится к преставлению о квазикристал-лической структуре, жидкости каждая молекула окружена соседними, которые располагаются вокруг нее почти так же, как и в кристалле того же вещества. Однако во втором слое появляются отклонения от упорядоченности, которые увеличиваются по мере отдаления от первоначально взятой молекулы иначе говоря, отступление от правильного расположения по мере удаления от данной молекулы систематически возрастает и на большом расстоянии становится очень значительным — в жидкости существует ближний порядок. Этим строение жидкости отличается От строения кристаллов, характеризующегося строгой повторяемостью одного и того же элемента структуры (иона, атома, группы атомов, молекул) во всех направлениях, т. е. дальним порядком. Таким образом, при Тжидкость является искаженным кристаллом, в котором утрачен дальний порядок. [c.278]

Ассоциация молекул и структура жидкостей. Молекулы таких жиД Хостей, как НР, вода и спирты, могут при образовании водородных связей выступать как акцепторы и доноры электронного заряда одновременно. В результате этого образуются димеры (НР)2, (НзО) , (СНзОН)2 и т. д. Однако ассоциация на этом не останавливается, образуются тримеры, тетрамеры и т. д., пока тепловое движение не разрушает образовавшеюся кольца и]ш цепочки молекул. Энергия на одну водородную связь в таких цепочках возрастает с числом молекул в димере воды 26,4, в тримере 28,4 кДж/моль, Для фтористого водорода в цепочках (НР)2, (НР)з, (НР)4 и (НР)5 и в кольце (НР)б на одну водородную связь приходится 28,9 32,5, 34,6 36,9 и 39,5 кДж/моль соответственно [к-32]. Когда тепловое движение понижено (в кристалле), через водородные связи создается кристал тическая структура. Известная аномалия плотности воды и льда обусловлена водородными связями в кристаллах льда каждая молекула воды связана с четырьмя соседями водородными связями через две неподеленные пары атома кислорода молекула образует две донорные Н-связи и через два атома Н — две акцепторные. Эти четыре связи направлены к вершинам тетраэдра. Образующаяся гексагональная решетка льда благодаря этому не плотная, а рыхлая, в ней большой объем пустот. При плавлении порядок, существующий в кристалле (дальний порядок), нарушается, часть молекул заполняет пустоты и плотность жидкости оказывается выше плотности кристалла. Но в жидкости частично сохраняется льдообразная структура вокруг каждой молекулы (б.иижний порядок). Эта структура воды определяет многие свойства воды и растворов. Структурированы и спирты, но по-иному, так как молекула спирта образует одну донорную и одну акцепторную связь. Эта структура разрушается тепловым движением значительно легче. Возможно структурирование и смещанных растворителей, как водно-спиртовые смеси и др. Оказывая особое влияние на структуру воды, водородные связи налагают отпечаток на всю термодинамику водных растворов, делая воду уникальным по свойствам растворителем. [c.274]

Жидкое состояние. Структура жидкости. Жидкость имеет много общего с твердым состоянием. Компактное расположение частиц обусловливает высокую плотность и малую сжимаемость по сравнению с газами. Структура и внутреннее строение жидкостей и твердых тел во многом схожи и характеризуются упорядоченным расположением частиц. В кристаллических твердых телах упорядочение распространяется на огромное количество межатомных расстояний, т.е. ближний порядок переходит в дальний. В жидкости вследствие относительно высокой подвижности частиц упорядоченность ограничивается небольшими островками (агрегатами или кластерами), причем последние ориентированы друг относительно друга беспорядочно и часть пространства между ними остается не заполненной веществом. Эти образования нестабильны, связи в них постоянно разрушаются и вновь возникают. При этом происходит обмен частиц между соседними кластерами. Таким образом, в структурном отношении для жидкости характерно наличие лабильного (подвижного) равновесия, обусловленного относительной свободой перемещения частиц. Образование лабильных агрегатов в жидкости наблюдается даже при температурах, намного превышающих температуру кристаллизации. С понижением температуры стабильность таких агрегатов увеличивается и вблизи температуры кристаллизации жидкости имеют квазикристалличе-ское строение, т.е, возрастает количество агрегатов, они становятся больше по размерам и начинают определенным образом ориентироваться друг относительно друга. [c.144]

Если макромолекула достаточно гибка, стремление ее к уменьшению своей поверхности приведет к тому, что она свернется в сферический клубок, или глобулу, подобно тому, как это происходит с жидкостью при образовании капель это сходство проявляется еще в том, что глобулы почти всегда имеют жидкостную структуру (ближний порядок). Нередко такие глобулярные формы возникают непосредственно в процессе образования полимера прн температурах выше -Тст, при этйм образующиеся вначале глобулы растут аналогично мицеллам при эмульсионной полимеризации за счет еще непрореагировавшего мономера. Хотя форма клубка вследствие ограниченной гибкости цепи обычно отклоняется от шарообразной, все же в ряде случаев можно наблюдать возникновение настоящих сфер. Такие сферические частицы иногда способны переходить в развернутые , но если их форма фиксирована вследствие образования дополнительных связей между [c.431]

Координационное число гидратации не является постоянным даже в данном растворе, так как оно зависит также от трансляционного движения ионов. Локальное разрыхление -структуры жидкости при трансляционном движении уменьшает координационное число. Следует учитывать также, что количественное описание структуры жидкости требует применения соответствующих функций распределения, которые отражают наличие ближнего порядка в расположении молекул жидкости. Для описания ближнего порядка молекул и их теплового движения пригодна модель, соответствующая решетчатой структуре, но ее применение требует известной осторожности. Иногда жидкость можно рассматривать как испорченное твердое тело, т. е. кристалл, содержащий много вакансий. Однако представление о квазикристаллической структуре жидкости иногда приводит к путанице, как это было отмечено Хильдебрандом в работе [9а], ибо, кроме того, что в жидкостях отсутствует дальний порядок, трансляционное движение х молекул, как и в кристаллах, также осуществляется в рамках ближнего порядка. Основная особенность ближнего порядка проявляется в том, что в жидкости оказываются предпочтительными некоторые определенные расстояния между молекулами и некоторая [c.527]

Однако убедительнее всего структурное подобие жидкого и твердого состояний подтверждается результатами рентгеновского анализа. Кривые рассеяния рентгеновских лучей в жидкостях могут быть теоретически обоснованы, если представить себе структуру жидкости либо как скопление громадного числа чрезвычайно лалых значительно деформированных кристалликов (микрокристаллическая структура), либо в виде непрерывной структурной сетки, в которой элементы ст]зуктурного порядка ограничиваются только ближайшими соседними частицами, а по мере увеличения расстояния структурный порядок все более и более нарушается (квазикристаллическая структура). [c.47]

Все дело в том, что молекулы реагирующих веществ в растворителе не могут двигаться столь же хаотично, как в газовой фазе. Жидкости в большей или меньшей степени обладают упорядоченной структурой. Во всяком случае, на расстояниях, соизмеримых с диаметром молекул ( ближний порядок ), эта упорядоченность проявляется весьма отчетливо даже в тех жидкостях, молекулы которых неассоциированы. Каждый элемент структуры жидкости называется клеткой . Попадая в такую клетку , молекулы реагирующих веществ могут вырваться из нее, лишь затратив определенную энергию Поэтому время пребывания друг около друга молеку/ реагирующих веществ в такой клетке больше, чем г случае реакций в газовой фазе. А раз больше врем пребывания, то выше и вероятность столкновения, г следовательно, и скорость реакции. Подобное явлени [c.76]

Часто на основании данных о структурах, возникающих при кристаллизации переохлажденных жидкостей, делаются выводы о структуре самой жидкости. При сопоставлении структуры фаз, образующихся при кристаллизации жидкости, со структурой последней необходимо учитывать тип упаковки атомов и ближний порядок в расположении атомов разных сортов. При изоконцентрационной кристаллизации в случае больших скоростей охлаждения и переохлаждений существенно сходство типа упаковки атомов в жидкой и твердой фазах. Это, по-видпмому, имеет место в упоминавшихся сплавах Ре—N1 (до 32% N1) и КЬ—Са ( 25% Оа). Роль характера блнжнего порядка в расположении разносортных атомов выявляется при кристаллизации расплава после нагревания его до различных температур. Повышение температуры расплава способствует приближению структуры жидкости и взаимного расноложення атомов компонентов к статистически неупорядоченным, а это, наряду с дезактивацией посторонних активных центров кристаллизации, способствует его переохлаждению и кристаллизации метастабильных фаз. Примером системы, в которой существенную роль в определении структуры фаз, наиболее благоприятной для быстрой кристаллизации, играет ближний порядок в расположении атомов компонентов, является система 8Ь—Сс1. При выдержке кидкости, близкой по [c.96]

Подобно твердому телу жидкость обладает определенной структурой. Например, структура жидкой воды напоминает структуру льда молекулы НгО также соединены друг с другом посредством водородных связей, и для большинства молекул сохраняется тетраэдрическое окружение. Однако в отличие от льда в жидкой воде проявляется лишь ближний порядок — за счет изгиба и растяжения водородных связей относительное расположение тетраэдрических структурных единиц оказывается неупорядоченным. Кроме того, вследствие перемещения молекул часть водородных связей разрывается и состав структурных единиц постоянно меняется. Непрерывное перемещение частиц определяет сильно выраженную самодиффу-зию жидкости и ее текучесть. Представление о жидкости как разу-порядоченном твердом теле ввел в науку советский ученый Я- И. Френкель. [c.119]

Характерный для жидкости вид функции ф (4), выраженной в виде отношения локальной плотности к средней плотности жидкости, в зависимости от межмолекулярного расстояния представлен на рис. 2.2. Как следует из этого рисунка, на расстоянии до 4—6 межмолекулярных расстояний в жидкостях наблюдается некоторая упорядоченность, выражаюнцаяся во флуктуациях плотности и аналогичная упорядоченности расположения атомов в кристаллической решетке твердого тела. Вместе с тем по рис. 2.2 можно установить, что под влиянием теплового движения ближний порядок, обусловленный межмолекулярными силами, нарушается и на расстояниях больше указанных полностью исчезает. Такая структура [c.29]