Потенциалы вандерваальсовы

Рассмотрим равновесную классическую систему многих частиц, находящуюся в произвольном внешнем поле. Будем предполагать взаимодействие частиц парным. Явный вид потенциала парного взаимодействия Ф ( , /) потребуется лишь на больших расстояниях гц между частицами (цифровые аргументы обозначают координаты соответствующей частицы). Мы разберем два наиболее типичных случая случай, когда между частицами на больших расстояниях действуют вандерваальсовы силы, и случай, когда между частицами на больших расстояниях действуют ди-поль-дипольные силы. [c.359]

О взаимодействии между ориентированными на границе раздела молекулами монослоя и веществами, растворенными в объеме жидкой фазы, можно судить по изменению свойств монослоя — его поверхностного давления, площади при постоянном поверхностном давлении и поверхностного потенциала. Шульман с сотрудниками установили, что введение под монослой некоторых веществ в виде разбавленного раствора приводит к изменению поверхностного потенциала, что обусловлено взаимодействием между двумя разными типами молекул. Если силы вандерваальсового притяжения между неполярными частями обоих соединений достаточно велики, введенное вещество быстро проникает через монослой, независимо от начального поверхностного давления, причем образуется смешанный монослой, содержащий оба соединения в определенном стехиометрическом соотношении [59]. [c.308]

Потенциал и постоянная Гамакера двух сферических частиц радиусом 100 А составляют 25,7 мВ и З-Ю- эрг соответственно. Частицы находятся в 0,001 М растворе 1 1 электро,тита при 25 °С. Рассчитайте е(х) как функцию х в случае взаимного отталкивания двойных слоев и вандерваальсового притяжения. Постройте полученные вами зависимости и найдите по ним суммарную потенциальную энергию взаимодействия частиц. [c.266]

На протяжении всей этой книги постоянно подчеркиваются взаимосвязи между свойствами элементов и их соединений, которые являются неотъемлемой чертой систематики элементов в периодической таблице. Родственные взаимосвязи между элементами, находящимися в одной колонке, служили основой для рассмотрения благородных газов, галогенов, халькогенов, групп азота, углерода и кремния. Закономерности, наблюдающиеся в рядах, подчеркивались при рассмотрении электронной структуры, относительной электроотрицательности и образования химических связей для того чтобы показать, как изменяются те или иные свойства в зависимости от порядкового номера, использовались многочисленные графические изображения. Энергия ионизации (потенциал ионизации), ковалентные, ионные и вандерваальсовы радиусы, термодинамические характеристики (значения энтропии, теплот образования и тепловых эффектов) — вот некоторые свойства, рассмотренные как функция Z. [c.289]

Конформационные переходы цепи с кинк-изомерамп, свободная энергия которой при наличии напряжения представляется сплошной линией (рис. 5.1), термодинамически необратимы, а внутренняя энергия переходит в тепло. Представляет интерес постоянная времени процесса перехода если она мала по сравнению со временем, в течение которого происходит растяжение цепи, то кривая напряжение—деформация не слишком сильно отличается от кривой, соответствующей сплошной линии на рис. 5.1, а если постоянная времени слишком велика, то переходы могут быть запрещены и цепи деформируются эластично. Однако при промежуточных значениях постоянных времени наибольшие напряжения не полностью вытянутых цепей будут зависеть от скорости, с которой происходят конформационные переходы, снимающие напряжение. Детальное рассмотрение данного явления потребовало бы изучения формы и взаимодействия цепных молекул, основ термодинамики необратимых процессов [15] и анализа потенциала вторичных, или вандерваальсовых, связей между сегментами [16]. Это привело бы к рассмотрению неупругого деформирования полимеров, которое не является предметом данной книги. Тем не менее все же представляет интерес некоторая информация относительно скорости переходов между различными кинк-изомерами, сопровождающихся релаксацией напряжения в системе. Так как любые переходы, приводящие к движению только одного кинк-изомера, обычно не вызывают удлинения цепи вдоль ее оси, то приходится учитывать по крайней мере одновременную активацию н аннигиляцию двух кинк-изомеров. Подобный процесс состоит из поворота четырех гош-связей и передачи поворота сегмента между кинк-изомерами можно оценить энергию связи, необходимую для преодоления потенциального барьера, которая должна составлять 33,5 кДж/моль для поворота гош-связи [7] и (2,1—5) кДж/моль для вращения СНг-группы [17, 18]. Следовательно, чтобы преобразовать весь кинк-изомер tgtgttgtgt в транс-конформацию, необходима энергия активации 46—63,6 кДж/моль. Можно предположить, что подобные преобразования напряженных цепей ПЭ к состоянию, свободному от напряжений, действительно происходят при скорости деформирования по крайней мере 1 с при температуре ниже точки плавления, т. е. при 400 К. Теперь мол<но рассчитать скорость данного процесса при 300 К с помощью выражения (3.22), которая оказывается равной 0,0018 с . При деформировании цепи энергия активации вращения сегмента только убывает, а скорость переходов, сопровождающихся ослаблением напряжения, возрастает [19]. С учетом подобного [c.130]

В разд. 1.1 уже рассматривалось соотношение напряжение-деформация одиночного сегмента цепи, нагруженного в точках на концах. Однако в (несшитых) термопластах большие осевые усилия не могут быть приложены в точках вдоль основной цепной связи, а будут равномерно распределены по цепи благодаря более слабым межмолекулярным силам. Силы, действующие между молекулами, представляют собой сумму сил короткодействующего (ядерного) отталкивания и сил (электронного) вандерваальсового притяжения (которые включают электростатические силы между ионами, диполями и квадрупо-лями, наведенные силы, вызванные поляризацией атомов и молекул, и, в общем, более существенные квантовомеханические дисперсионные силы). Вандерваальсово притяжение вызывает отверждение и кристаллизацию полимеров теоретически оно достаточно хорошо изучено и детально рассмотрено Ланг-бейном [16]. С учетом этой работы и общего списка литературы к гл. 1 можно утверждать, что вторичные силы не насыщены и не направлены, т. е. не ограничены точными положениями соседних атомов, например тетраэдрическими углами связей. В соответствии со справедливостью данных предположений потенциал межмолекулярных сил, действующий на цепь или сегмент, может быть заменен суммой потенциалов взаимодействия всех подходящих пар атомов. Парные потенциалы содержат в себе составляющую силы притяжения, которую определяют теоретически и которая убывает как шестая степень межатомного расстояния [16], и составляющую силы отталкивания, для которой существуют лишь полуэмпирические выражения. Тогда полная энергия межмолекулярного взаимодействия, т. е. энергия когезии твердого тела, представляется в виде суммы парных [c.131]

По ЭТОЙ причине внешняя фаза, играющая роль одной из пластин двойного электрического слоя, прижимает с силой / жидкость, в которой находится диффузная часть двойного слоя, и давление в жидкости становится выше давления, обусловленного только силами вандерваальсова притяжения. Согласно (6.2), это приводит к повышению химического потенциала жидкости, причем этот эффект не зависит от знака внешнего заряда, так как в соответствии с (6.14) / пропорциональна квадрату е. Поэтому, если фаза заряжается вблизи точки нулевого заряда, химический потенциал всегда возрастает независимо от знака заряда. [c.173]

Согласно уравнению Гиббса—Томсона, химический потенциал в пузырьке понижен на 2о/Я)у по сравнению с бесконечной жидкостью, имеющей плоскую поверхность, и соответственно давление пара в нем рг меньше р ,. В таком случае тонкий плоскопараллельный слой между пузырьками, толщина которого /г, может находиться в равновесии с жидкостью в объеме только при условии, что его химический потенциал понижен на ту же самую величину. Но как мы уже показали, с уменьшением толщины химический потенциал такого слоя становится в связи с вандерваальсовыми силами больше химического потенциала fгoo объемной фазы, так что свободная пленка не может находиться в равновесии с пузырьками. Равновесие может осуществиться, если только жидкость сильно полярна (НзО, КНз) и концентрация электролита мала. [c.177]

Величина Го принималась равной сумме вандерваальсова радиуса Гд атома А и ионного радиуса г иона I (табл. 11.1). Таким образом, константы Ва, 1 определяются из минимума потенциала <Ра-..1 парного атом-ионного межмолекулярного взаимодействия иона решеткивида I, имеющего заряд р1, и атома адсорбата А [c.210]

Если силы притяжения являются вандерваальсовыми, то полный потенциал парного взаимодействия может быть представлен [c.120]

ДЛЯ N62- Минимум в полном потенциале возникает тогда, когда абсолютные величины наклонов этих двух кривых равны и противоплоожны по знаку, причем значение в этой точке называют вандерваальсовьш расстоянием. Видно, что глубина минимума при вандерваальсовом расстоянии почти равна притя-гивательной части потенциала. Это обусловлено тем, что отталкивательная часть, когда она становится существенной, растет очень быстро. [c.356]

В так называемом уравнении 6-12 для потенциала обратная зависимость от 6-й степени следует из вандерваальсовой теории притяжения (разд. 14.15), но 12-я степень для отталкивания выбрана эмпирически. Роль параметров е и а видна из рис. 9.7, Глубина потенциальной ямы равна 8. Расстояние между атомами или молекулами, при котором У=0, составляет а. [c.274]

В неплазменном (неионизированном) состоянии частицы газообразных загрязнителей (молекулы, радикалы, атомы) содержат равное количество протонов и электронов, и поэтому не обладают избыточным электрическим зарядом. В то же время между ними возникают силы электрического взаимодействия, которые принято делить на квантовые (межмолеку-лярные, вандерваальсовы, дисперсионные) и классические электростатические. Причиной возникновения вандерваальсовых сил считается поляризация частиц под действием электрических полей соседних частиц, из-за собственных температурных колебаний и так называемых нулевых колебаний зарядов, присущих ядрам и электронам атомов, радикалов, молекул вследствие их квантовой природы. Энергия межмолекулярного взаимодействия оценивается в 10 . .. 10" эВ на одну частицу, что составляет около 1,6(10 ...10 ) Дж. Точные расчеты потенциальной энергии (потенциала) дисперсионного (вандерваальсового) взаимодействия чрезвычайно затруднены. Обычно потенциалы принимают обратно пропорциональными расстоянию в шестой степени между частицами, а коэффициенты пропорциональности находят эмпирически. [c.72]

Параметры вандерваальсова потенциала 6—12, полученные из данных по известным белковым структурам [55] [c.44]

Пришли к заключению, что специфические химические силы взаимодействия должны иметь возможность преодолевать электростатические силы отталкивания. Адсорбция таких разновидностей железа на кремнеземе при одинаковом по знаку заряде должна включать образование связей Si—О—Fe. Такое положение согласуется с идеей о том, что образование химических связей между частицами кремнезема посредством включения в связь промежуточного мостикового атома или же промежуточной частицы фактически может представлять собой силы притяжения вместо предполагаемых вандерваальсовых сил , по крайней мере для случая кремнезема. Согласно некоторым авторам [220, 258], положительно заряженные коллоидные частицы — поликатионы действуют подобно мостикам между отрицательно заряженными частицами кремнезема, формируя таким образом трехмерную сетку. В таком случае коагулянт представляет собой часть осадка. Хан и Стамм [259, 260] выявили стадию, определяющую скорость процесса коагуляции частиц кремнезема при использовании гидролизованных ионов алюминия. Они постулируют три различающиеся стадии а) образование коагулянта в виде поликатионной разновидности посредством гидролиза и полимеризации алюминия (III) б) дестабилизацию дисперсии в результате специфической адсорбции изополикатионов, которая понижает потенциал поверхности коллоидных частиц кремнезема эта стадия обозначается как адсорбционная коагуляция в) перенос коллоидных частиц за счет броуновского движения или же существования градиента скоростей. Стадии а) и б) протекают быстро, тогда как стадия в) оказывается медленной, т. е. этапом, определяющим скорость всего процесса. Скорость коагуляции была получена как произведение значения частоты столкновений частиц на фактор эффективности таких столкновений. Авторы провели различие между адсорбционной коагуляцией в том случае, когда имеется скопление коллоидных частиц с гидролизованными ионами металла, способными сильно адсорбироваться на поверхности коллоидного кремнезема, и дестабилизацией в случае существования негидролизованных ионов металла, когда адсорбция указанных ионов оказывается значительной относительно общего количества ионов, присутствующих в растворе. [c.518]

Современная теория рассматривает коагуляцию как результат действия вандерваальсовых сил притяжения и электростатических сил отталкивания. Суммарное действие этих сил приводит к немонотонному изменению энергии взаимодействия как функции расстояния между частицами (рис. 8.11). Чем больше -потенциал на поверхности частиц, тем, при прочих равных условиях, выше энергетический барьер на кривой суммарной энергии. В такой ситуации частицы отталкиваются друг от друга и при -потенциале, равном или большем, чем 30-40 мВ, коллоидный раствор устойчив. [c.117]

На основании исследования спектров люминесценции было установлено, что в адсорбированной фазе молекула нафталина связана с поверхностью цеолита вандерваальсовыми силами, в другом эта связь дополняется электростатическим взаимодействием, приводящим к образованию комплексов с переносом заряда. Последний имеет в своей основе донорно-акцептор-ную природу и образуется тем легче, чем меньше потенциал ионизации донора и чем больше сродство к электрону акцептора [84]. Молекула нафталина входит в рассматриваемый комплекс в качестве донора электронов. Акцептором служит какой-то элемент решетки. Сейчас еще трудно однозначно определить этот структурный элемент. [c.161]

Исходя из более общих соображений, можно считать, что коагуляция наступает сразу после того, как силы отталкивания между частицами становятся меньше сил вандерваальсового притяжения. Для макрочастиц интегральный вандерваальсов потенциал обратно пропорционален квадрату расстояния между их поверхностями (см. разд. У1-ЗА) и сравним с энергией отталкивания двойных слоев. Левин и Бел [14] используют этот подход, для того чтобы согласовать разработанную ими теорию слоя Штерна с эмпирическим правилом Шульце—Гарди. [c.178]

Аналогичные исследования проведены также на эмульсиях типа вода—масло. Теперь капельки представляют собой водную фазу и заряжены положительно [28, 29]. В таких системах -потенциал и стабильность очень слабо коррелируют между собой. В третьей работе Олберса и Овербека [30] по градиенту сдвига, достаточного для отрыва флоккулированных капелек, произведена оценка силы дальнодейст-вующего вандерваальсового притяжения между отдельными капельками эмульсии. [c.397]

При расчетах Ф в качестве силовых центров у молекул водорода, дейтерия и азота принимались атомы водорода, дейтерия и азота, у молекулы бензола — группы атомов СИ, у молекулы метана — атомы углерода и водорода или молекула в целом, у молекул этана и пропана — атомы углерода и водорода или группы атомов СНд и СНз- В качестве силовых центров решетки графита принимались атомы углерода. Для функции Ф з был принят потенциал Бакингема (25). Параметры этого потенциала б , Со, 5 и р оценивали указанным выше вторым способом, т. е. константы сил притяжения С и оценивали с помощью формулы Кирквуда и Мюллера [83, 93] и ей аналогичной [89] константа сил отталкивания р для взаимодействия всех силовых центров иринималась равной 0,28 А, а константа сил отталкивания В оценивалась из равенства сил притяжения и сил отталкивания между силовым центром молекулы и всей решеткой графита при равновесном расстоянии принятом равным сумме вандерваальсового радиуса Го силового центра молекулы и половины межплоскостного расстояния (112 решетки графита. На основании Ф были рассчитаны конфигурационные интегралы 81 (14) при нескольких значениях Т и при использовании выражений (7) — (13) были построены графики зависимостей [c.17]

Для атомов, а также молекул с нулевой или низкой поляризуемостью с можно принять равным 3/4Йоо 2 (1.10). Значение й очень трудно поддается теоретической сценке, поэтому его величина обычно подбирается эмпирически так, чтобы не превышала 40% от величины потенциала дисперсионных сил ( /дисп). В результате уравновешивания сил притяжения и отталкивания расстояние между центрами атомов и молекул, связанных вандерваальсовыми силами, отвечает устойчивому равновесию и характеризуется определенной величиной вандерваальсового радиуса, который всегда больше соответствующего ковалентного радиуса (рис. 2). [c.19]

Применение этого приближения к хлористому метилу и дейтерометнлу [25, 27] показало, во-первых, что некоторые из возможных вандерваальсовых сил, которые могут учитываться подобным образом, не представляют большого практического значения для спектров кристаллов, и, во-вторых, продемонстрировало важность отталкивания атомов водорода. Принятый потенциал был взят по данным теоретической работы де Бура [9], который для обменной энергии двух молекул водорода получил уравнение [c.592]

Указанные экспериментальные результаты нельзя объяснить при помощи только двухчастичных центральных сил, действующих между атомами [3, 4, 5а], даже если мы ограничимся сравнением статических энергий гранецентрированной кубической и плотной гексагональной репхеток, так как потенциал парного взаимодействия, описывающий слабое вандерваальсово притяжение на больп1их и сильное отталкивание на малых расстояниях, всегда благоприятствует структуре с гексагональной плотной упаковкой. Разность энергий обоих типов упаковок очень мала и составляет всего лишь 0,01 % энергии решетки. Однако она довольно постоянна и почти не зависит от аналитического вида потенциала. [c.251]

В статистической механике простых жидкостей обычно с самого начала предполагается, что межмолекулярный потенциал аддитивно слагается из потенциалов парного взаимодействия. В приложениях статистической механики каждый такой парный потенциал принимается обычно равным потенциалу парного взаимодействия в газовой фазе. Однако в действительности для жидкостей и твердых тел необходимо принимать во внимание существенные отклонения от аддитивности, дан е если учитывать только вандерваальсовы силы. Некоторые примеры таких многоатомных неаддитивных сил, действующих между атомами с заполненными оболочками, рассмотрены в разд. III-2 и 1П 3 этого тома. С крайним случаем неаддитивности межмолекулярных взаимодействий мы сталкиваемся в металлах. В разд. III-4 и 1П-5 изложены основные сведения об этих взаимодействиях с точки зрения теории молекулярных орбиталей и корреляционной теории в прилон ении к металлам и сплавам. [c.7]

С физической точки зрения здесь имеется много усложняющих обстоятельств. Как уже было отмечено, одноцепная адсорбция никогда не наблюдается. Обычно реализуется ситуация, в которой много цепей конкурируют за один и тот же участок поверхности. Сверх этого одноцепная задача может быть модифицирована за счет присутствия дадьнодейсШующих вандерваальсовых сил между поверхностью и каждым мономером. Соответствующий потенциал убывает относительно медленно, как О и энергия притяжения может не сводиться к форме, использованной в уравнении (1.57). [c.53]

Далее закономерности экстракционных равновесий будут рассматриваться на примере экстракции нитратов уранила и других актинидов нейтральными фосфорорганическимн соединен ниями, поскольку соответствующие равновесия наиболее под робно изучены и могут быть полностью описаны. Эти системы являются примером равновесия электролит — неэлектролит, при котором для преодоления ион-дипольного взаимодействия в водной фазе необходима химическая связь экстрагента с извле каемым соединением, однако связь достаточно слабая, чтобы не затруднить реэкстракцию (энергия взаимодействия <10 ккал1моль). Соответственно для интерпретации экстракционной способности растворителей необходимо привлечь тео рию химической связи, а в силу слабости химических взаимо- действий при описании зависимости равновесий от условий экстракции необходимо учитывать вклад вандерваальсовых (до 3 ккал/моль) и особенно электростатических взаимодействий в химический потенциал, т. е. коэффициенты активности соединен ний в обеих фазах . Это позволяет сделать теория растворов. Описание процессов в водной фазе должно производиться на основе теории растворов электролитов, в органической — с по мощью теории многокомпонентных растворов неэлектролитов. [c.11]

Для кристаллов благородных газов и ионных кристаллов аналогичных экспериментальных данных получено очень мало, однако поверхностную энергию таких кристаллов можно рассчитать, введя электростатический потенциал для взаимодействия атомов или ионов. Для слабых вандерваальсовых сил составляет 20 - 60 мДж/м , не превышает 1%. В то же время для ионных кристаллов (где ион противоположного знака сильно взаимодействует с полем) величина АЕ довольно значительна составляет около 50% (при порядка 100-300 мДж/м ), [c.19]

А псорбционная способность. Взаимодействие молекулы с поверхностью твердого тела при физической адсорбции обусловлено вандерваальсовыми силами, химические связи при этом не образуются. Потенциал парного взаимодействия близок к потенциалу Леннарда - Джонса (иногда его называют потенциалом 6-12) [c.75]

Чтобы можно было провести численную оценку,, рассмотрим более простой пример - одинаковые по размеру частицы с различными потенциалами а = 02 = а). Вандерваальсово взаимодействие описывается выражением (6.54) для V . Чтобы получить полную энергию взаимодействия, в данном случае необходимо сложить с F ,. рассчитанным по уравнению (6.86) для = = д. Примеры расчетных кривых показаны на рис. 6.31, где для сравнения приведена кривая, характеризующая гомокоагуляцию. На рис. 6.31, й представлены кривые, полученные при постоянном более высоком потенциале. С уменьшением низкого потенциала уменьшается, кривая 3 соответствует 5кТ. Кривая 4 описывает быструю коагуляцию при = [c.252]

Уилсон перечисляет разнообразные попытки истолкования природы потенциала торможения и попытки подтвердить такие толкования расчетами. Всем этим толкованиям и расчетам можно, по его мнению, противопоставить противоречащие им факты. Например, согласно расчетам, в основу которых положено электростатическое взаимодействие, надо принять, что ковалентные связи по распределению электронов весьма приближаются к ионнымРасчетам, основанным на вандерваальсовом отталкивании, Уилсон противопоставляет другие расчеты, показавшие, что прямое отталкивание атомов водорода в воде и метане незначительно. [c.297]

I — длина связи, 6 — валентный угол иг — расстояния между взаимодействующими группами в реальной молекуле, а о, бо и Го — их значения при отсутствии стерического напряжения, Оо минимальное значение энергии взаимодействия (при г = г ), ks и кь — гипотетические силовые постоянные, которые должны бы существовать при отсутствии напряжения. Уравнение выведено в предположении, что для расчета стерической энергии может быть применен потенциал взаимодействия Леннард-Джонса (стр. 285) и что закон Гука также справедлив ( в некоторых случаях даже для больших смещений ). Постоянные О о и могут быть оценены исходя из вандерваальсовых постоянных и вандерваальсовых радиусов или других данных . Минимум определяется, если положить г = г (/,0), дЕ [д1 = О м дВ дв = 0. [c.315]

Современные теории коагуляции, развитые Б. В. Дерягиными Ландау и другими, связывают устойчивость гидрофобных коллоидов и их коагуяцию с силами притяжения и отталкивания, действующими между частицами. Если преобладают первые, то при столкновении частиц в броуновском движении они слипаются и происходит коагуляция если преобладают вторые, то коллоидный раствор сохраняет свою агрегативную устойчивость. Силы притяжения между частицами, повидимому, имеют -характер вандерваальсовых сил, в то время как электрокинетический потенциал и сольватные оболочки являются основными факторами, препятствующими слипанию. [c.156]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология