Дисперсионные силы (силы Лондона)

Дисперсионное взаимодействие. Если оба вещества неполярны, то взаимодействие их молекул определяется дисперсионными силами, открытыми Лондоном. Дисперсионные силы притяжения вызываются взаимными короткими, периодически возникающими диполями. Молекулы неполярных веществ обладают флуктуирующими диполями. Это такие колебания (флуктуации), которые вызывают мгновенные отклонения распределения электронной плотности от среднего распределения. Положение электрона относительно ядра можно рассматривать как кратковременный вращающийся диполь, заставляющий молекулу другого вещества в данное мгновение ориентироваться относительно этой молекулы (рис. 2). [c.44]

Самыми существенными силами второго порядка являются не силы, обусловленные искажением электронных оболочек за счет взаимодействия между постоянными электрическими моментами, а силы, вызванные более тонким искажением распределения электронов в молекулах за счет их взаимодействия. Характер образующихся связей обусловлен механизмом кулоновского взаимодействия между электронами и ядрами двух молекул. В отличие от индуцированных сил эти силы существуют также и в случае взаимодействия сферически симметричных частиц, причем в этом смысле они являются универсальными. Фундаментальное квантовомеханическое объяснение природы этих сил с точки зрения электронных связей впервые было дано Лондоном [60]. Он отметил также, что электронные связи наиболее существенны для сил второго порядка, вызывающих рассеяние света. Эти силы обычно называются лондоновскими или дисперсионными силами. Ниже будет дано простое полуклассическое объяснение природы этих сил, которое не следует рассматривать как строгое. Такое объяснение оказывается полезным при физической интерпретации некоторых этапов математической обработки. [c.199]

Дисперсионный эффект Лондона. Дисперсионные силы притяжения вызываются взаимными коротко периодическими возмущениями электронов в сближающихся молекулах, приводящими к временному возникновению диполей. Такие диполи могут существовать только очень короткое время. Однако непрерывное возникновение таких диполей благодаря эффекту многократной поляризации молекул и их согласованная ориентация влекут за собой постоянно возобновляющиеся силы притяжения. [c.158]

Универсальной составной частью молекулярных сил являются дисперсионные силы (силы Лондона), обусловленные наличием у любой молекулы мгновенных диполей, возникающих в результате флуктуаций плотности электронного облака молекул и атомов. [c.40]

При этом если выбор значения т — является в какой-то мере обоснованным (если иметь в виду лондоновские диполь-дипольные дисперсионные силы), то значение га = 12 взято совершенно произвольно. Борн и Майер [2], рассматривая эксперименты по измерению сжимаемости ионных кристаллов, предложили заменить степенную функцию Л/г" экспоненциальной С ехр (—г/р). Было показано, что параметр р почти не меняется для большинства галогенидов щелочных металлов и составляет приближенно 0,35 А. Позднее Блейк и Майер [31 подтвердили преимущества использования экспоненциального закона перед степенным. Они вычислили по методу Гайтлера — Лондона отталкивание между двумя атомами с заполненными оболочками (с восемью электронами) и установили, что во всем интервале межатомных расстояний от 1,8 А до 3,1 А экспоненциальная функция приводит к лучшему соответствию с экспериментом. Однако значение р, вычисленное этими авторами, оказалось несколько меньшим (на 0,2 А), чем это следовало из экспериментов по сжимаемости кристаллов галогенидов щелочных металлов. Блейк и Майер объяснили расхождение между теоретическим и экспериментальным значениями р большей размытостью волновых функций отрицательных ионов по сравнению с нейтральными атомами, в результате чего увеличивается радиус взаимодействия, т. е. значение р. [c.208]

Дисперсионные силы (силы Лондона). Эти силы возникают под действием электрического поля, которое создается быстро изменяющимися мгновенными диполями, образованными ядрами и электронами атомов взаимодействующих молекул. Взаимодействие между мгновенными диполями молекул приводит к их притяжению. Энергия сил Лондона Ел определяется уравнением [c.193]

Дисперсионные силы (силы Лондона) — единственный источник энергии взаимодействия при растворении неполярных соединений в неполярных же растворителях, хотя они проявляются и в других случаях растворения. Обусловлены эти силы тем, что неполярные молекулы обладают виртуальными диполями, индуцирующими у других неполярных молекул диполи такого же рода. [c.170]

Дисперсионные силы (силы Лондона) [c.94]

Силы Лондона — Ван-дер-Ваальса, возникающие между отдельными атомами, проявляются на очень малых расстояниях порядка атомных размеров. При взаимодействии коллоидных частиц вследствие аддитивности дисперсионных сил взаимодействие между частицами проявляется на значительно больших расстояниях. [c.416]

В то время как собственно ионообменные процессы направляются в основном кулоновыми силами, в процессах, носящих специфический характер, определенное значение имеют и силы ближнего действия к электрическому полю, которое создается в макромолекулах обменника благодаря ионам активных групп и противоионам, добавляется поле, создаваемое поляризационными и дисперсионными силами (силами Лондона. и силами Ван-дер-Ваальса). [c.158]

Энергию притяжения неполярных молекул можно частично объяснить наличием в них отличных от нуля квадрупольного и мультипольного моментов. Однако основную роль здесь играют так называемые дисперсионные силы, теория которых разработана Ф. Лондоном в 1928 г. Эти силы, присущие как полярным, так и неполярным молекулам, имеют квантово-механический характер. Дисперсионные силы действуют между молекулами, не обладающими ни дипольным, ни квадрупольным, ни мультиполь-ным моментами, и не зависят от температуры. [c.39]

Пусть имеются два атома благородного газа. Если рассматривать статическое распределение зарядов в них, то эти атомы не должны влиять друг на друга. Но опыт и квантовая теория говорят о том, что в любых условиях (в том числе и при абсолютном нуле температуры) содержащиеся в атоме частицы находятся в непрерывном движении. В процессе движения электронов распределение зарядов внутри атомов становится несимметричным, в результате чего возникают мгновенные диполи. При сближении молекул движение этих мгновенных-диполей перестает быть независимым, что и вызывает притяжение. Взаимодействие мгновенных диполей — вот третий источник межмолекулярного притяжения. Этот эффект, имеющий квантовомеханический характер, получил название дисперсионного эффекта, так как колебания электрических зарядов вызывают и дисперсию света — различное преломление лучей света, имеющих различную длину волны. Теория дисперсионного взаимодействия была разработана Лондоном в 1930 г. Из изложенного следует, что дисперсионные силы действуют между частицами любого вещества. Их энергия приближенно выражается уравнением [c.241]

Наконец, между молекулами действуют дисперсионные силы. Они возникают в силу происходящего на очень короткое время смещения ядер и электронной оболочки, в результате чего возникает мгновенный диполь. Взаимодействие таких существующих короткое время диполей и создает силы дисперсионного взаимодействия (силы Лондона). Энергия дисперсионного взаимодействия между одинаковыми двухатомными молекулами зависит от поляризуемости молекулы а и нулевой частоты колебаний атомов vq i/дисп = В зависимости от [c.337]

Взаимодействие атомов и молекул. Силы Ван-дер-Ваальса могут слагаться из трех компонент 1) диполь-дипольного взаимодействия (силы Кеезома) 2) индукционного взаимодействия (силы Дебая) 3) дисперсионного взаимодействия (силы Лондона). Существование первых двух типов взаимодействий предполагает наличие по крайней мере наведенного дипольного момента у обеих молекул. Между неполярными молекулами действуют только дисперсионные силы, которые обусловлены флуктуациями зарядов, возникающими вследствие движения электронов. Электронные флуктуации в атомах или молекулах приводят к появлению изменяющихся во времени диполей. Взаимное влияние флуктуационных диполей вызывает фазовый сдвиг колебаний (при малых расстояниях он составляет 0°) и поэтому две неполярные молекулы всегда притягиваются друг к другу. [c.31]

Следующий член зависит от действия дисперсионных сил по Лондону между ионом и молекулами воды. Он определяется выражением [c.340]

Если обе молекулы неполярны, то их взаимодействие может быть обусловлено так называемыми дисперсионными силами, обязанными переменным по величине и направлению мгновенным диполям, возникающим в молекулах в результате движения электронов. Дисперсионное взаимодействие присуще и полярным молекулам. Теория этого взаимодействия была развита Лондоном (1930 г.), почему дисперсионные силы часто называют лондоновскими силами. [c.284]

Результат 148. При расстоянии между атомами ртути 3,5 А дисперсионная сила по Лондону [222] равна 0,15 эВ/А . При этом же расстоянии между центрами водородных мостиков дисперсионная сила протонов будет равна 0,08 эВ/А. Видно, что эти силы сравнимы с дисперсионными силами между атомами ртути, несмотря, на то что расчет проводили для ртути в вакууме, тогда как туннельные протоны взаимодействуют в среде с е=4. Таким образом, протонные дисперсионные силы зна- [c.290]

Важными моментами, которые надо отметить в этих трех выражениях, являются следующие 1) дисперсионные силы ие зависят от температуры, они зависят через константу ионизации от числа и прочности связи электронов, особенно валентных электронов 2) ориентационные силы изменяются прямо пропорционально четвертой степени дипольного момента и обратно пропорционально абсолютной температуре. Лондон [40] вычислил относительные значения этих трех потенциальных энергий некоторые из них приведены в табл. 34, которая показывает, что относительное значение дисперсионных и ориентационных сил изменяется очень сильно и что индукционные силы играют лишь незначительную роль. Если ориентационные силы действительно изменяются пропорционально р , то их величина для сильно полярных веществ, таких, как тетраметиленсульфон (р =4,69) [46], будет составлять более 8000. Эти соотношения были найдены для изолированных пар диполей, и не следует ожидать, что они будут количественно справедливы для жидкостей поэтому желательно [c.329]

Дисперсионное взаимодействие (эффект Лондона). Существуют молекулы, у которых нет не только дипольного, но и квадрупольного, октупольного и других электрических моментов. Таковы одноатомные молекулы благородных газов. Однако и эти газы при охлаждении под давлением сжижаются и (кроме гелия) отвердевают. Силы, действующие при этом между молекулами, назьшают дисперсионными. Они играют большую роль при взаимодействии молекул всех типов. Б отличие от электростатического (ориентационного) и индукционного дисперсионное взаимодействие нашло объяснение только в рам- [c.133]

Эта составляющая связана с движением электронов в молекулах. Систему электрон - ядро можно рассматривать как диполь, отрицательный полюс которого (электрон) быстро перемешается. В молекулах, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга, движение электронов становится в известной мере согласованным, так что диполи ядро - электрон оказываются часто обращенными друг к другу противоположно заряженными полюсами. Это обусловливает притяжение молекул. Данное взаимодействие называют дисперсионным (это название связано с тем, что колебания электрических зарядов вызывают дисперсию света - различное преломление лучей света, имеющих разные длины волн). Теория дисперсионного взаимодействия была разработана Лондоном в 1930 г. Дисперсионные силы действуют между частицами любого вещесгва. Энергия дисперсионного [c.145]

При расчете статической (температурно-независимой) части Д 1 для достаточно толстых слоев требуется учитывать и так называемое электромагнитное запаздывание. Этот эффект вытекает из самой природы дисперсионных сил Лондона, которые определяют межмолекулярное взаимодействие. Для константы взаимодействия Ри двух одинаковых молекул Лондон получил выражение — a hv, где а — поляризуемость молекулы данного типа, а [c.169]

Силы притяжения Ван-дер-Ваальса обратно пропорциональны шестой степени расстояния между атомами и, следовательно, быстро уменьшаются с его ростом. Они складываются из трех компонентов. Дисперсионные силы или силы Лондона действуют всегда. При сближении в молекуле двух связанных атомов внешние движущиеся электроны одного из них индуцируют во втором атоме диполь. Возникающий при этом потсициал является причиной возникновения дисперсионных сил. Они не направлены, и величина их возрастает по мере роста подвижности электронов, т. е. чем дальше последние от ядра. Поэтому дисперсионные силы между двумя атомами иода больше, чем между атомами фтора. Силы, ориентации диполя и индукционные силы действуют лишь в том случае, когда молекулы или их части обладают собственным дипольным моментом. [c.80]

Четвертая глава посвящена водородной связи в Н2О. На примере полиморфных форм льдов (полностью водородосвязанных структур) показывается, что большие амплитуды атомных колебаний протонов во льдах определяют большую анизотропную поляризуемость молекул Н2О, В результате чего дальнодействующее взаимодействие в водородосвязанной структуре одинаковых молекул осуществляется при помощи дисперсионных сил типа Лондона, обусловленных колебаниями атомов молекулы Н2О, Возможность дисперсионного взаимодействия водородной связи, определяемую туннельными переходами протона в растворах кислот и оснований, рассматривал Цундель (1972). Однако близость спектральных характеристик льдов с дефектами кристалла и без дефектов показывает, что процессы переходов протонов от молекулы к молекуле не определяют водородную связь во льдах и воде. [c.6]

Для полного выражения ван-дер-ваальсовых сил был введен третий дополнительный фактор — дисперсионные силы, описанные в 1930 г. Лондоном. Пользуясь квантовомеханическими представлениями, Лондон нашел уравнение [c.185]

Природу этих так называемых дисперсионных сил удалось установить лишь сравни-гельно недавно (Лондон, 1930 г.), причем оказалось, что возникновение их тесно связано с непрерывнь. м движением, в котором находятся внутренние составные части молекул—атомные электроны. Некоторое модельное представление силах можно получить на основе рис. 49. [c.75]

Дисперсионные силы Лондона, разработавшего квантовомеханическую теорию взаимодействия между неполярными молекулами, называют также вандерваальсовыми силами. Дисперсионные силы отвечают взаимодействию мгновенных злектрических диполей, возникаюш,их в неполярных молекулах в результате враш ательного движения электронов. Эти силы строго аддитивны и зависят только от расстояния между молекулами, но не от их взаимной ориентации. [c.156]

Силы, действующие между молекулами, имеют электрическую природу. Неполярные молекулы имеют мгновенные диполи, обусловленные движением электронов. В среднем действие этих дипольиых моментов равно нулю, но тем не менее они могут поляризовать соседние молекулы, индуцируя в них соответствующие мгновенные диполи, вследствие чего и возникают межмолекулярные силы притяжения ( дисперсионные силы ). Согласно Лондону [40], потенциальная энергия двух одинаковых молекул равна [c.329]

Главную долю сил притяжения, согласно исследованиям Лондона (1931)), составляют дисперсионные силы для неполярных молекул они практически по.)шостью определяют взаимодействие. 13следствие постоянного движения электронов каждый атом и каждая молекула, в том числе и не содержащие диполей, в каждый момент времени электрически несимметричны н обладают дипольными моментами, которые в среднем (за некоторый интервал времени) компенсируют друг друга. Такая система электронов действует как флуктуирующий диполь, поляризующий соседние атомы или молекулы, вследствие чего возникают силы притяжения. Эти силы не зависят от температуры. [c.178]

Второй путь образования двойного слоя заключается в том, что поверхностные молекулы частиц твердой фазы диссоциируют в жидкости на ионы. Например, метакремниевая кислота НгЗЮз отдает в раствор ион водорода, в результате на поверхности остаются потенциалообразующие ионы с отрицательным зарядом. Из ионов водорода на твердой поверхности возникает адсорбционный слой, который имеет положительный заряд. Наконец, возможна специфическая адсорбция из жидкой фазы на электрически нейтральных поверхностях некоторых минералов [43]. Она обусловлена дисперсионными силами Ван-дер-Ваальса или Лондона, которые зависят от электрической поляризации атомов твердой поверхности пор ионами жидкости и поляризации самих ионов. При этом адсорбируются в первую очередь многозарядные ионы. Этот механизм возможен, например, в известняках. Вообще же примеры таких схем мало изучены. Независимо от пути образования двойной электрический слой имеет одну и ту же структуру. [c.112]

Силами притяжения, наиболее часто принимающими участие в физической адсорбции, являются неполярные силы Ван-дер-Ваальса. Поскольку же, согласно Лондону [22], между природой этих сил и природой чех факторов, которые вызь(вают дисперсию света, существует близкая связь, эти силы можно назвать также дисперсионными силами. Возннк1[ов< Ине неполярных сил Ваи-дер-Ваальса обусловлено главным образом взаимоде -ствиел) постоянно изменяющихся индуктирующих диполей и индуцированпых диполей. Энергия такого взаимодействия двух атомов обратно пропорциональна шестой сгепени расстояния [c.29]

Диполь-дигюльное или ион-дипольное взаимодействие удерживает реагенты на близком расстоянии и способствует усилению электроки-нетического взаимодействия (дисперсионных сил Лондона). Притяжение за счет последних возрастает с увеличением поляризуемости реагентов. Амплитуда колебаний электронов может стать, наконец, настолько большой, что начинается их перемещение от одного реагента к другому. [c.36]

Дисперсионное взаимодействие (эффект Лондона). Существуют молекулы, например, благородных газов, у которых нет ни постоянного, ни наведенного диполя. Однако и эти газы при охлаждении под давлением сжижаются. Силы, действующие при этом между молекулами, называют дисперсионными. Природу этих сил можно объяснить только с позиций квантовой механики следующим образом. В любых условиях происходит движение электронов в атомах. В процессе движения распределение зарядов становится несиммет- [c.236]

Второй род сил, влияющих на устойчивость золя,— силы притяжения между частицами. Они имеют ту же природу, что и силы, действующие между нейтральными молекулами. Существованием этих сил Ван-дер-Ваальс объяснял свойства реальных газов и жидкостей. Возникновение межмолекулярных сил обусловлено взаимодействием диполей (эффект Кеезома), поляризацией одной молекулы другой (эффект Дебая) и особого рода взаимодействием, которое объяснимо в рамках квантовой механики. Последний тип сил, называемых дисперсионными силами Лондона, связан с наличием в нейтральных атомах и молекулах мгновенных диполей. Взаимодействие таких диполей, являющихся результатом движения электронов в атомах и молекулах, не зависит от постоянных диполей и служит причиной их взаимного притяжения. Ф. Лондон показал, что такой тип взаимодействия превосходит эффекты Кеезома и Дебая. Энергия лондонозского взаимодействия между двумя атомами, находящимися на расстоянии г, обратно пропорцио- [c.112]