Энергия сцепления молекул

Однако растворение газов в органических жидкостях нередко сопровождается поглощением теплоты в подобных случаях с ростом температуры растворимость газа увеличивается. Поглощение теплоты в данном случае происходит из-за того, что энергия межмолекулярного притяжения между молекулами растворителя оказывается по модулю больше, чем энергия притяжения между молекулами газа и растворителя в растворе. Растворение происходит за счет увеличения энтропии системы, а молекулы газа, внедряясь между молекулами растворителя, затрачивают энергию на разрыв сил сцепления молекул жидкости между собой. Такие процессы возможны между веществами, резко отличающимися по своей природе неполярным газом и полярной жидкостью и т. п. [c.223]

Чтобы получить связь поверхностной энергии с энергией сцепления молекул в объеме конденсированной фазы, введем величину называемую работой, или энергией когезии. Эта величина может быть определена как работа, которую необходимо совершить в обратимом изотермическом процессе разделения на две части столбика единичного сечения. Поскольку в таком процессе образуются две поверхности единичной площади, работа когезии равна удвоенному значению поверхностного натяжения № = 2<т. Если на единицу площади поверхности приходится п. молекул, каждая из которых до разделения тела на части взаимодействовала с соседними молекулами из другой половины тела, то Wк n,Zs Ull. Тогда поверхностная энергия может быть оценена как [c.22]

Чтобы получить связь поверхностной энергии с энергией сцепления молекул в объеме конденсированной фазы, введем вели- [c.24]

Энергия сцепления молекул [c.364]

При температуре выше 0°К любая ступень на грани (001) будет иметь большое число изломов. По грубой оценке при температуре около 300°К на каждые десять параметров решетки будет приходиться по одному излому [13, 25]. При контакте кристалла с насыщенным паром того же вещества в обмене молекул между паром и изломами ступеней будет устанавливаться равновесие, при котором вероятности перехода молекулы с излома в пар и обратного процесса будут одинаковы. Если пренебречь приростом энтропии, все места, в которых энергия сцепления молекулы меньше, чем в месте излома, чаще будут оставаться незанятыми. Для мест с большой энергией сцепления справедливо обратное [68]. Таким образом, молекулы будут испаряться с первых мест и конденсироваться на последних. [c.366]

Равновесная форма может быть найдена довольно просто. Начиная, с такой простой формы, как куб, будем удалять с него молекулы, находящиеся в вершинах, на ребрах, и другие молекулы, у которых энергия сцепления меньше, чем у молекул, находящихся в изломах ступеней, до тех пор, пока не останутся только молекулы с энергией сцепления, равной энергии сцепления молекул в изломах или большей, чем эта энергия. Такая операция приведет к образованию типов поверхностей равновесной формы, но площади этих поверхностей не будут соответствовать равновесной форме. Странский и Каишев [68], используя этот атомистический подход, вывели правило Вульфа и уравнение Гиббса — Томсона. [c.367]

Следует учитывать, что если энергия прилипания жидкости к твердой поверхности больше энергии сцепления молекул жидкости, то вытесняемая жидкость оставляет на поверхности пленку толщиной, соизмеримой с радиусом действия молекулярных сил. Это - одна из причин образования остаточной пленочной нефти в пласте. [c.173]

Чтобы жидкость продолжала кипеть, необходимо непрерывно ее подогревать. Тепло, которое мы сообщаем кипящей жидкости, расходуется на парообразование, т. е. па работу по преодолению сил сцепления между молекулами жидкости. Эта затрата тепла не повышает энергии движения молекул, а потому и не обнаруживается термометром. [c.82]

При увеличении температуры плотность масла уменьшается. Это связано с увеличением кинетической энергии движения молекул и группировок, сегментов макромолекул масла. С повышением температуры под действием кинетической энергии движения частиц часть сил межмолекулярного взаимодействия разрывается, энергия сцепления между молекулами и макромолекулами уменьшается, они дальше располагаются друг от друга. В результате объем системы увеличивается, а ее плотность уменьшается. В узком интервале температур (обычно от О °С до 50 °С) приближенно считают, что изменение плотности прямо пропорционально изменению температуры [c.660]

Рассмотрим в качестве исходного состояния ( состояния сравнения ) сильно разреженный газ. Конденсация — образование жидкости или кристалла — приводит к уменьшению энергии этой системы вследствие насыщения сил сцепления молекул в [c.21]

Трактовка поверхностной энергии как меры недостатка энергии сцепления в поверхностном слое подчеркивает, что в макроскопически измеримой величине а проявляется молекулярное давление Ж, которое нельзя определить непосредственно именно эту последнюю величину целесообразно рассматривать как первичную характеристику сцепления молекул в объеме фазы. [c.24]

Величины Ж, Е, Рид, субл/1 7п, о/6 представляют собой макроскопические характеристики взаимодействий между молекулами (атомами, ионами), как силы сцепления на единицу площади или как плотности энергии сцепления, и имеют в конечном счете одну и ту же природу взаи.модействие эффективных электрических зарядов, близких по порядку величины к заряду электрона е и находящихся на расстояниях Ъ порядка межатомных. [c.24]

Для индивидуального соединения энергию все) сил межмолекулярного взаимодействия называют энергией когезии. Когезия - сцепление частиц вещества (ионов, атомов, молекул), составляющих одну фазу, обусловленное межмолекулярным взаимодействием. Количественной характеристикой когезии служит плотность энергии когезии (ПЭК) она эквивалентна работе удаления находящихся в единице объема молекул на бесконечно большое расстояние друг от друга. У низкомолекулярных соединений эта энергия равноценна энергии отделения молекул от конденсированной фазы с их переходом в газообразную фазу, и поэтому ПЭК можно определить по теплоте испарения (или сублимации). У полимеров в отличие от низкомолекулярных соединений из-за большой длины цепей суммарный эффект всех сил межмолекулярного взаимодействия оказывается очень высоким, и энергия когезии будет больше энергии прочности отдельных ковалентных связей в макромолекуле. При нагревании легче разорвать макромолекулы, чем оторвать их друг от друга. [c.128]

Таким образом, смачивание является термодинамической функцией равновесия сил сцепления капли в системе жидкость — твердое тело — газ, характеризующихся поверхностным натяжением капли и твердого вещества. Обычно поверхностное натяжение твердого тела больше, чем поверхностное натяжение жидкости, так что растекание капли по поверхности твердого тела уменьшает энергию системы. Молекулы или атомы поверхностных слоев твердого вещества и растекающейся жидкости взаимно притягиваются (в результате действия дисперсионных сил, взаимодействия постоянных или индуцированных диполей, образования водородной свя- зи и т. д. — в зависимости от природы твердого вещества и жидкости). Поэтому важную роль при смачивании играет состав обоих поверхностных слоев. Даже следы загрязнений в неподвижной жидкой фазе, повышенная активность поверхности капилляра или ее загрязненность могут изменить свойства поверхности и существенно повлиять на процесс образования пленки неподвижной фазы. Молекулы или атомы, удаленные от поверхности более чем на несколько десятков нанометров, уже не влияют на смачивание. [c.52]

Вандерваальсовы силы действуют между всеми атомами и молекулами независимо от того, имеются другие силы сцепления или нет. Так, уравнение решетки ионного кристалла нужно изменить, чтобы включить в него вклад, вносимый вандервааль-совыми силами в общую энергию сцепления кристалла при этом уравнение Борна — Майера (3.8) иревращается в [c.104]

Теоретически любое вещество может сублимироваться или перегоняться неизмененным, если энергия, которую молекула должна приобрести для того, чтобы преодолеть силы сцепления и достичь поверхности конденсации, не будет превосходить теплоты разрыва наименее устойчивой связи. [c.513]

Причиной возрастания прочности хлопьев с увеличением дозы фло лянта (в области малых доз), несомненно, является то, что силы сцепления молекул ВМВ с твердыми частицами значительно больше сил Ван-дер-Ваальса, действующих между самими частицами. При достижении оптимального соотношения дальнейшее увеличение дозы полимера вызывает лишь появление более слабых связей между молекулярными клубками, для разрыва которых не требуется практически дополнительной энергии. [c.105]

Термин энергия сцепления применяется в советской литературе для определения энергии связи между структурными единицами в кристалле, отнесенной к молю вещества (см. Жданов Г. С., Физика твердого тела, изд. МГУ, М., 1962, стр. 193). Здесь же под энергией сцепления подразумевается энергия совокупности всех связей одной молекулы с другими молекулами кристалла,— Прим. перев. [c.364]

Используя обозначения Странского, положим, что срх, фи и фш — энергии взаимодействия молекулы соответственно с первыми, вторыми и третьими ближайшими соседями. Тогда энергия сцепления для молекулы внутри кристалла равна [c.365]

В этом приближении ф — энергия, необходимая для удаления молекулы из объема кристалла с образованием вакантного места. Таким же образом энергия сцепления для молекулы, находящейся в изломе ступени, будет равна [c.365]

Пренебрегая разностью энтропии, Странский и Каишев сначала предположили, что разность энергий сцепления для молекул, находящихся в различных положениях, равна разности химических потенциалов. Для положений т и п это можно выразить точно [c.367]

Классический гетерогенный катализ ограничивается изучением реакций, вызванных действием на молекулы силового пс)ля твердого тела. Это силовое поле заметно лишь на расстояниях от поверхности порядка размеров атомов, составляющих твердое тело, т. е. порядка нескольких ангстрем. На этом основании, казалось бы, можно считать, что каталитическим действием обладают лишь поверхностные атомы, структура же самого кристалла непосредственной роли не играет. На самом же деле известно, что каталитическим действием обладают только твердые тела с большой энергией связи между атомами большая часть катализаторов характеризуется ионными или металлическими кристаллическими решетками с большой энергией сцепления. Почти не известны случаи, чтобы гетерогенными катализаторами были молекулярные кристаллы и тем более жидкости. [c.15]

Плотность энергии сцепления характеризует силы взаимодействия мегкДУ молекулами компонентов 1 и 2. Это ключевая величина в уравнениях (8.10.1) и (8.10.2). Формально i можно связать с Сц и [c.296]

Модель полиэдрических дырок, вероятно, можно рассматривать как производную от кристаллитной модели. Она возникла в результате установления того факта, что жидкости, состоящие не только из сложных, но и из простых небольших молекул, могут быть переохлаждены [30]. Это явление связано с наличием в жидкости индивидуальных групп, плотная упаковка которых затруднена. Франк [31] показал, что в веществах с координационным числом 12 частицы могут контактировать друг с другом таким образом, что каждая сфера является центром грани додекаэдра. Такое распределение имеет две специфические особенности 1) энергия сцепления при ближнем взаимодействии много больше, чем при другом распределении 2) распределение не является пространственно заполненным, т. е. Образуются дырки и плотнейшая упаковка не достигается по чисто геометрическим причинам, что ведет к затруднению кристаллизации. Подобная модель была предложена Берналом [32], который пришел к выводу, что из большого числа возможных полиэдрических структур три, обладающие симметрией пятого порядка, ие могут быть плотно упакованы и потому образуют агрегаты, содержащие дырки (рис. 7) . [c.15]

Характеристика элементов. Бром и иод имеют менее выраженный неметаллический характер, чем хлор. По мере перехода вниз но подгруппе в образовании химических связей все большую роль начинают играть внз тренние с1- и даже [-орбитали. Это сказывается на устойчивости электронов и выражается в отсутствии степени окисления + 7 как у Вг, так и у I. Самое близкое сходство в свойствах проявляют элементы подгруппы УПА в степени окисления —1. В этом состоянии брому и иоду соответствуют ионы Вг и 1 , а также простая ковалентная связь с неметаллами. Молекулы брома и иода двухатомны в любом агрегатном состоянии. Межъядерное расстояние в молекулах Вгг и Ь увеличено по сравнению с хлором. Это обусловливает уменьшение степени перекрывания связующих электронных облаков и, как следствие, уменьщение энергии диссоциации молекул. По этой же причине увеличивается степень поляризуемости молекул. Силы сцепления между молекулами в конденсированной фазе являются ван-дер-ваальсовыми. Они возрастают пропорционально увеличению массы молекул и размеров атомов. Поэтому у галогенов существует та же закономерность в изменении [c.361]

Отсюда также можно вывести условия смачиваемости. В саамом деле, если os 9 = 0 то А == 01,3, что равносильно отсутствию смачивания если, напротив, краевой угол ухмень-шается до тех пор, пока работа смачивания твердого тела жидкостью не будет равна энергии сцепления молекул самой жидкости, т. е. работе кохезии. Твердые по верхности, удовлетворяющие второ. му условию, могут быть названы гидрофильными, тогда как первое условие будет характеризовать гидрофобные поверхности. В последнем случае поверхность хорошо смачивается различными маслами и неполярнььми жидкостями, поэтому такие по верхности часто называют о л е о ф и л ь н ьг м и. [c.102]

Во-вторых, наблюдается корреляция между температурами начала проявления диффузии и энергиями связи молекул воды в решетке гидрата (ряды гидратированных гексацианидов и галогенидов щелочноземельных металлов). Исходя из этой корреляции, можно полагать, что диффузия воды не наблюдается только в тех гидратах, в которых велика энергия сцепления молекул воды с решеткой. Для таких соединений частота колебаний Удок столь близка к что температура фазового перехода совпадает с началом дегидра- [c.141]

Наконец, обширный класс гидратов характеризуется наличием льдоподобного каркаса из молекул воды. В этих каркасах энергия сцепления молекул близка к таковой у льда, причем с ростом температуры наблюдается типичный для льда фазовый переход типа плавления, при котором заселяются междоузлия. Судя по данным ЯМР, подобная картина наблюдается в глинах и гидратированных белках. Следовательно, слои из молркул воды должны характеризоваться свойствами, близкими к свойствам льда с его многочисленными фазовыми переходами, к числу которых, вероятно, можно отнести и внезапную текучесть глин (типа монтмориллонита) под давлением. Однако исследование каркасных гидратов в указанном плане только начинается, и полученные результаты в отношении глин и особенно белков демонстрируют в данной области исключительную плодотворность методики ЯМР с использованием техники анализа узких дублетов. [c.142]

Некоторые авторы приходят к выводу, что прочность сцепления с поверхностью прилегаюш,их к ней слоев больше, чем прочность всего адгезионного слоя. Так, А. Бонди иГ. Гаркинс [162, 163] измеряли тепловой эффект (теплоту смачивания), получающийся при смачивании поверхности двуокиси титана различными жидкостями, и рассчитывали энергию смачивания, а также приближенные значения энергий, необходимых для отрыва двух однородных молекул жидкости друг от друга. Полученные ими значения энергий смачивания были гораздо выше значений энергий сцепления молекул жидкости между собой. Например, для этилового спирта энергия смачивания к поверхности ТхО составляет — 950 эрг/сл , а энергия сцепления молекул спирта между собой — всего 115 эрг1см . [c.197]

Фактически наиболее ва кные нековалентные межмолекулярные силы, возникающие в водном окружении, являются скорее всего следствием сильного взаимодействия молекул воды между собой, а не результатом непосредственного взаимодействия молекул растворенного вещества друг с другом. Большая плотность энергии сцепления молекул воды, возникающая из-за большого числа водородных связей на единицу объема этого растворителя, затрудняет разъединение молекул воды, необходимое для внедрения слабо-взаиыодействующей молекулы в раствор. Поэтому сравнительно мало полярные молекулы, которые имеют минимальную тенденцию к образованию межмолекулярных связей в вакууме и не могут достаточно сильно взаимодействовать с водой, вытесняются из водной среды и вынуисдены взаимодействовать между собой. [c.253]

Гораздо удачнее оказывается полуэмпирическое рассмотрение проблемы высаливания, основанное иа учете влияния солей на плотность когезионной энергии или внутреннее давление воды [25, 45, 49]. Внесение неполярной молекулы в воду можно разделить на две стадии разъединение молекул воды с образованием полости, в которой может поместиться вносимая молекула, и внесение молекулы в эту полость. При растворении неполярных молекул, которые не могут сильно взаимодействовать с водой, основная часть свободной энергии, требуемой для осуществления процесса, должна затрачиваться на уменьшение взаимного сцепления молекул воды на первой стадии. Это основная причина низкой растворимости органических веществ в воде, если их молекулы недостаточно полярны, чтобы, взаимодействуя с водой на второй стадии, компенсировать эти затраты свободной энергии (гл. 8). Таким образом, добавление какого-либо вещества, способного увеличивать среднюю когезионную энергию, т. е. энергию сцепления молекул воды между собой, будет затруднять их раъединение на первой стадии процесса растворения. Напротив, добавление таких веществ, как спирты, которые способны уменьшать среднее взаимное сцепление молекул воды, будет облегчать этот процесс. Большинство солей увеличивает среднюю силу взаимного сцепления молекул воды и плотность когезионной энергии водного раствора. Это проявляется экспериментально в электро-стрикции и возрастании поверхностного натяжения. Таким образом, в соответствии с рассмотренной моделью в большинстве случаев должно наблюдаться высаливание неполярных веществ, неспособных сильно взаимодействовать с водой. Высаливание можно рассматривать просто как выталкивание неполярных молекул, вызываемое электрострикцией и увеличением средней силы взаимного сцепления молекул растворителя в присутствии соли. [c.291]

Кнудсен, рассматривая механизм отражения молекул от. стенки, приходит к заключению, что молекулы газа, попадая на поверхность твердого тела, задерживаются на ней силами сцепления и образуют адсорбированный слой [62], [166]. В адсорбированном состоянии молекулы пребывают столько времени, сколько необходимо для полного обмена энергией между молекулами твердого тела и адсорбированными молекулами. После этого под влиянием собственного теплового движения и теплового движения молекул твердого тела они покидают стенку. Время пребывания адсорбироваиной молекулы на поверхности твердого тела определяется энергетической разностью между молекулами. Чем больше эта разность, тем дольше адсорбированная молекула будет находиться на поверхности твердого тела, и наоборот, чем меньше энергетическая разность, тем быстрее она покидает твердое тело. Таким образом происходит перенос энергии от стенки аппарата с большей энергией к поверхности с меньшей энергией. Отсюда следует, что в зависимости от энергии частицы, возвращенной на поверхность испарения, можно определить, ускоряется процесс испарения или замедл1яется. [c.182]

Электронейтральная ковалентная связь не вызывает сильных электростатических сил, поэтому взаимодействие между отдельными молекулами незначительно. С другой стороны, поляризуемость гомеополярной связи ) относительно велика, и поэтому преобладают зависящие от поляризации межмолекулярные силы (силы Ван дер Ваальса — Лондона, силы дисперсии см. об этом в учебниках по физической химии). Органические вещества, в которых сцепление молекул осуществляется в общем за счет атомных связей, кристаллизуются в такие молекулярные решетки, энергия которых значительно меньше энергии ионных решеток. Поэтому точки плавления, кипения и сублимации у типично органических веществ значительно ниже, чем у типично неорганических соединений. Вследствие своей относительно высокой поляризуемости органические растворители вступают с молекулярными решетками в более сильное взаимодействие, чем, к примеру, сильно полярная, но слабо поляризуемая вода, поэтому органические вещества растворяются преимущественно органическими растворителями similia similibus solvuntur) ). У типично неорганических соединений, кристаллизующихся в ионных решетках, все происходит как раз наоборот. [c.118]

Правила Ричардсона и Соупера легко объяснимы с точки зрения механизма действия растворителя на скорости реакций, предложенного Бьеррумом 304]. Действительно, если исходные соединения обладают большим сцеплением, чем продукты реакции, то потенциальная энергия исходных соединений уменьшается после их взаимодействия с растворителем с большим внутренним притяжением, а у физического (реагирующего) комплекса (значит, и у продуктов реакции) потенциальная энергия изменится в гораздо меньшей степени. Поэтому энергия активации реакции возрастет, а скорость реакции в этом случае уменьшится. При образовании же промежуточной конфигурации , обладающей большим сцеплением, чем исходные молекулы, наблюдается обратная зависимость влияния растворителя на скорость реакции. Хотя уже в работе Ричардсона и Соупера (1929 г.) можно обнаружить существование связи между силой сцепления молекулы и ее полярностью, только через два года Со-упер и Вильямс более определенно показали, что полярные растворители ускоряют реакции образования полярных соединений и замедляют реакции, в которых продукты менее полярны, чем реагенты [256, стр. 2297]. Рассмотрев превращения, скорость которых увеличивается при переходе от полярных к неполярным растворителям (ацетилирование этилового спирта), авторы сделали интересный вывод о характере действия растворителя на реакционную систему. Оказалось, что степень превращения высоко энергетических критических комплексов в продукты реакции зависит от природы растворителя, так что полярный растворитель благоприятствует образованию полярных соединений (аполярные растворители — образованию неполярных продуктов. [c.90]

Среди различных попыток определить поверхностное натяжение на границе раздела твердое тело — жидкость следует отметить попытки вычисления его из данных о растворимости высокодисперсных частиц. При механическом измельчении вещества мы затрачиваем работу против сил сцепления молекул в твердом теле, поэтому высокодисперсные частицы будут обладать несколько ббльшим избытком свободной энергии и, следовательно, при соприкосновении с жидкостью будут показывать ббльшую [c.129]

В некоторых случаях образование конденсированных агрегатных состояний не может быть объяснено на основе представлений об ионной, ковалентной и металлической связи. Какие силы, например, обусловливают сцепление молекул фтора или хлора, образующих жидкие фазы Силы эти малы. Например, энергия сублимации молекул хлора (С12) равна 5 ктл1моль. Эти слабые мелшолекулярные силы получили название вандерваальсовских, поскольку они были впервые обнаружены Ван дер Ваальсом, который для учета этих сил ввел в [c.88]

Кипение жидкости, которое является частны м случаем испарения, наблюдается ири той тем пературе, при которой давление насыщенных паров становится равным внешнему давлению. Температура кипения жидкости при нормальном давлении называется точкой кипения жидкости. Чтобы жидкость продолжала кипеть, необходимо непрерывно ее подогревать. Тепло, которое Сообщают кипящей жидкости, расходуется на парообразование, т. е. на работу по преодолению сил сцепления между молекулами жидкости. Эта затрата тепла. не повышает энергии движения молекул, потому и не обнаруживается термометром. Количество теплоты, которое необходимо затратить, чтобы 1 г или 1 кг жидкости при температуре ее кипения перевести в пар той же температуры, назы1вается удельной теплотой парообразования. [c.48]