Близкодействующие силы

Изучение природы межмолекулярных сил, способствующих ассоциированию асфальтенов, является предметом многочисленных исследований. Обобщая имеющиеся сведения, можно объяснить стабилизацию надмолекупя1 юй структуры асфальтенов, учитьшая все виды взаимодействия, вносящие определенный вклад в суммарную энергию а) дисперсионное, которое выражается в виде обмена электронами между однотипными неполярными фрагментами и действует на очень близких расстояниях (0,3—0,4 нм) б) ориентационное, которое проявляется в виде переноса зарядов между фрагментами, содержащими диполи или гетероатомы, также относится к близкодействующим силам в) тг-взаимодействие ареновых фрагментов, формирующих блочную структуру г) радикальное взаимодействие между неспаренными электронами парамагнитных молекул д) взаимодействие за счет водородных связей между гетероатомами и водородом соседних атомов составляющих молекул е) взаимодействие функциональных групп, связанных водородными связями. [c.25]

Вторая группа вкладов, ответственная за взаимодействие частиц ДФ, представляет тот же спектр вкладов, из которых составлена первая группа, с тем отличием, что при значительно превышающих размеры составляющих их молекул (атомов или ионов) Я они представляют собой дально-действующие аддитивные силы ММВ. По мере уменьшения К в них постепенно увеличивается доля близкодействующих неадпитивных сил ММВ. В пределе, когда тела сблизятся на расстояния перекрывания электронных облаков поверхностных атомов, существенную роль начинают играть близкодействующие силы ММВ, включая силы химической связи. [c.100]

Итак, увеличение концентрации раствора электролита приводит к тому, что во взаимодействии между растворенными частицами более важную роль начинают играть близкодействующие силы химической связи. Природа и энергия этих сил зависит от специфических свойств взаимодействующих частиц. Поэтому с ростом концентрации увеличивается различие в свойствах растворов электролитов одинаковой концентрации, но разного химического состава. [c.156]

БЛИЗКОДЕЙСТВУЮЩИЕ СИЛЫ 19. Близкодействующее отталкивание [c.49]

Теоретические расчеты межмолекулярных взаимодействий пока еще, как правило, имеют значение для качественных выводов об их особенностях. Количественные характеристики в подавляющем большинстве случаев получаются с помощью эксперимента. Экспериментальные данные об энергии межмолекулярного взаимодействия могут быть описаны с помощью эмпирических формул. Некоторые из них будут рассмотрены в этой главе. Почти все они основаны на анализе свойств разреженных газов. Формулы, пригодные для эмпирического описания межмолекулярных взаимодействий в разреженных газах, часто применяют для тех же целей к жидким системам. Здесь порой упускают из виду следующее. Во-первых, в разреженных газах среднее расстояние между молекулами велико, поэтому сравнительно большой вклад во взаимодействие вносят дальнодействующие силы. (Когда молекулы электрически нейтральны, то это в основном дипольные и лондоновские взаимодействия.) В жидкостях же, как мы видели,очень важна роль близкодействующих сил. Во-вторых, энергия реактивного взаимодействия полярных молекул с окружающей средой в газах мала, а в жидкостях велика и может существенно изменять энергию образования связей между молекулами. В этом отношении формулы, основанные на свойствах газов, ведут к недооценке роли дальнодействующих сил. В-третьих, при переходе от жидкой фазы к парам межмолекулярные силы могут испытывать качественные изменения, обусловленные влиянием коллективного взаимодействия большого числа частиц. Так происходит, например, при испарении металлов. В-четвертых, эмпирические формулы представляют собой усредненную эффективную характеристику межмолекулярных сил. Способ усреднения обычно не ясен, но он должен зависеть от метода исследования энергии взаимодействия и влиять на математическую форму эмпирической потенциальной функции Е(Я) и значения фигурирующих в этой функции параметров. [c.92]

Слабые химические связи между электрически нейтральными молекулами могут возникать и без участия водорода. Об этом свидетельствуют образование ассоциатов в жидком ССЦ, плоских слоев из молекул /г, существование димеров в парах инертных газов и т. д. Важная особенность близкодействующих сил притяжения —их направленность, благодаря чему возникает ближайший ориентационный порядок, о степени которого можно судить по дифракционным данным [c.247]

I. Взаимодействие между молекулами растворителя, осуществляемое посредством тех же сил, которые предопределяют ближний порядок в чистом растворителе. Например, в воде, метиловом и этиловом спиртах доминирующим взаимодействием между молекулами является водородная связь. У спиртов с большим количеством СНг-групп наряду с водородной связью имеет место ван-дер-ваальсовое взаимодействие, вклад которого возрастает с увеличением номера спирта. Структура и свойства растворов определяются во многом близкодействующими силами водородной связи, быстро убывающими с расстоянием. [c.270]

Из теории И. Р. Юхновского следует, что растворы электролитов характеризуются ближним координационным и ближайшим ориентационным порядком, в образовании которого большую роль играют близкодействующие силы. [c.274]

Поскольку речь идет о распределении ионов одинакового заряда, твердые ионные растворы могут быть включены в круг рассматриваемых объектов. Действительно, при замене иона Л-1- на ион В-Ь (или иона А на ион В ) кулоновская составляющая энергии взаимодействия не изменится однако составляющие, связанные с близкодействующими силами, будут, вообще говоря, различны. Именно близкодействующие силы влияют на распределение ионов А+ и В-Ь (А и В ) по узлам соответствующей подрешетки и при изучении такого распределения в первую очередь надо учитывать взаимодействие между ближайшими соседями. [c.339]

В фазовых контактах сцепление частиц обусловлено близкодействующими силами когезии, реализуемыми на площади, значительно превышающей по своим линейным размерам элементарную ячейку, т. е. сцепление осуществляется по крайней мере меж- [c.317]

В промышленно выпускаемых приборах обычно используют консоли из нитрида кремния с пирамидальными остриями (основа 4 х 4 мкм, высота 4мкм). Номинальный радиус кривизны вершины острия обычно составляет от 20 до 50 нм. В идеальном случае на вершине острия размещается один атом (рис. 10.5-8). В методе АСМ острие всегда находится в контакте с поверхностью (это называют контактным режимом). Вследствие этого всегда существуют межатомные силы отталкивания в области контакта из-за перекрывания электронных оболочек атомов острия и субстрата. Кроме этих близкодействующих сил возникают также дальнодействующие силы (например, кулоновские силы между зарядами, диполь-дипольные взаимодействия, поляризационные силы, вандерваальсовы дисперсионные силы, капиллярные силы, обусловленные наличием пленок адсорбата между острием и субстратом), которые могут быть силами притяжения или отталкивания (рис. 10.5-8). Хотя оба типа сил вносят вклад в обш ую силу, действующую на кантилевер, только изменяющаяся сила межатомного отталкивания позволяет получить изображение поверхности с [c.375]

В методе АСМ для генерации сигнала используют близкодействующие силы отталкивания между взаимодействующими атомами. [c.375]

В фазовых контактах сцепление частиц обусловлено близкодействующими силами и осуществляется по крайней мере 10-... 10 межатомными связями вследствие увеличения площади контакта по сравнению с атомным [174]. В зависимости от дисперсности и средней прочности отдельного контакта прочность структуры составляет 10. .. 10 Н/м и более. Образование фазовых контактов можно рассматривать как процесс частичной коалесценции [174] твердых частиц из-за увеличения площади непосредственного контакта между ними с переходом от "трчечного" соприкосновения к когезионному взаимодействию на значитеяы ой площади. Такой переход может осуществляться постепенно, например вследствие диффузионного переноса вещества в контактную зону при спекании. Чаще он происходит скачкообразно, как правило, в тех случаях, кс гда возникновение фазового контакта связано с необходимостью преодоле1 ия энергетического барьера, определяемого работой образования устойчивого в данных условиях зародыша - контакта - первичного мостика между частицами. Возникновение и развитие его могут быть результатом совместной пластической деформации частиц в местах их соприкосновения под действием механических напряжений, превышающих предел текучести материала частиц. Зародыш-контакт может образоваться и при вьщелении вещества новой фазы из ме-тастабильных растворов в контактной зоне между кристалликами - новообразованиями срастание кристалликов ведет при этом к формированию высокодисперсных поликристаллических агрегатов [174,193]. [c.106]

Индукционные взаимодействия также относятся к близкодействующим силам, энергия которых обратно пропорциональна шестой степени расстояния между молекулами. [c.53]

Кинетика процесса конденсации. Для анализа процесса конденсации пленок в вакууме выделим в потоке атомов вещества сечение вблизи подложки. По мере приближения частиц к поверхности они начинают испытывать воздействие ее силового поля. Вначале проявляет себя слабая дальнодействующая сила притяжения, а затем на близком расстоянии близкодействующая сила отталкивания. Большинство частиц в рассматриваемом сечении преодолевает противодействие и касается поверхности подложки при условии, что они имеют значительную энергию, приобретенную в источнике и не растраченную на столкновения в пути. [c.136]

Помимо сил радиационного давления на малые частицы в акустическом поле действуют силы Бьеркнеса, Бернулли и Стокса, квадратично зависящие от скорости [12]. Под акустической силой Стокса подразумевается средняя сила, связанная с температурной зависимостью вязкости и поэтому она может проявиться только в газе [13]. Силы Бьеркнеса и Бернулли в значительной степени зависят от расстояния между частицами (первая как 1/г , а вторая как 1/г ), т. е. это фактически близкодействующие силы. [c.14]

Когда противоположно заряженные ионы находятся на сравнительно большом расстоянии друг от друга, они притягиваются друг к другу в основном электростатическими силами. Однако при уменьшении меж-ионного расстояния начинают действовать также близкодействующие силы. Для ионов с электронной оболочкой атомов инертных газов характерны силы отталкивания, действующие на короткое расстояние. В случае других ионов электростатическое взаимодействие может дополняться ковалентным взаимодействием и в растворе могут образоваться новые устойчивые соединения. [c.284]

Вследствие аддитивности дисперсионных сил энергия взаимодействия между макроскопическими телами убывает с расстоянием значительно медленнее, чем между отдельными молекулами. Так, для плоскопараллельных пластин при расстояниях К > 100 нм с учетом запаздьшающих сил энергия взаимодействия пропорциональна При К в несколько десятков нм система переходит в область незапаздывающих сил при К < 1 нм энергия взаимодействия пропорциональна [185... 187]. Когда К соизмерим с межатомными расстояниями, возникает необходимость учета электростатических взаимодействий между полярными элементами структуры твердого тела. При соприкосновении и перекрывании электронных орбиталей поверхностных атомов сближающихся частиц становится заметным вклад близкодействующих сил и в тем большей степени, чем меньше К, что сопровождается или броуновским отталкиванием, или образованием валентных связей. Таким образом, при достаточно больших К между макроскопическими телами действуют практически одни дисперсионные силы, а по [c.98]

До сих пор при обсуждении процессов в растворах не учитывалось влияние близкодействующих сил, в результате действия которых происходит обмен электронов. В то же время, например в случае ионов переходных элементов, катионы координируют молекулы воды с образованием таких соединений, как М(НгО)"+. Увеличение pH раствора может приводить к потере одного или нескольких протонов с образованием М(ОН)х(НгО) Одновременно с этим процессом или вместо него может происходить замещение молекул воды другими лигандами. [c.287]

К электростатическим взаимодействиям, обнаруженным в ас-фальтеновом ассоциате, относятся 1) ориентационное — между фрагментами, содержащими диполи (гетероатомы) 2) деформационное,— между полярными фрагментами и неполярными, но поляризующимися в поле диполя (наведенный диполь) 3) комплексы с переносом заряда, возникновение которых энергетически выгодно в том случае, если разность потенциала ионизации донора и сродства к электрону акцептора меньше энергии кулоиовского взаимодействия. Электростатические взаимодействия также относятся к близкодействующим силам, энергия которых обратно пропорциональна шестой степени расстояния между молекулами [287]. [c.287]

При изучении многих явлений, свяг анных с действием этих сил, прежде всего бросается в глаза несоответствие радиуса их действия с теоретической зависимостью, выражаемой уравнением (IX. 14). Действительно, согласно этому уравнению, энергия убывает обратно пропорционально 6-й, а сила / = —dU/dr — 7-й степени расстояния. При увеличении г в 2 раза, / уменьшалась бы более чем в тысячу раз, т, е. мы бы имели дело с близкодействующими силами. Однако известно, что толщина адсорбционных слоев может достигать тысяч ангстрем, а взаимодействие частиц является заметным уже на расстояниях того же порядка (см. главу XIII). Эти и многие другие факты указывают на дальнодействие адсорбционных сил. [c.124]

Силы можно подразделить на близкодействующие и дальнодействую-щие. Близкодействующие силы возникают при соприкосновении частиц к ним относятся силы отталкивания и химические связи. Химическая связь образуется в результате обобществления электронов при сближении молекул. Энергия химических связей может достигать величин порядка 400 кДж- мoль — это сильные химические связи. Химическая связь может быть и очень слабой с энергией порядка 1 кДж- моль . Близкодействующее отталкивание, как мы увидим, в основном вызвано ростом кинетической энергии электронов при сближении молекул. [c.10]

В случае полного вытеснения среды из зазора (при прорыве адсорбционно-сольватной оболочки или в вакууме) достигается непосредственное точечное (по одной или нескольким атомным ячейкам) соприкосновение частиц (см. рис. XI—16, б). При этом наряду с ван-дер-ваальсовыми силами в сцеплении частиц могут участвовать также близкодействующие (валентные) силы, реализуемые на площади непосредственного контакта. Их вклад в прочность контакта можно оценить по порядку величины как р1 хЛ 1ЬЧлеа, где Jf — число валентных связей, возникающих в контакте, е — заряд электрона, ео — электрическая постоянная, Ь — характерное межатомное расстояние (несколько А). В таком случае при несколько единиц находим значения И и ниже, т. е. для микронных и более крупных частиц в лиофобных системах вклад близкодействующих сил в прочность контакта оказывается того же порядка (или меньше), что и вклад ван-дер-ваальсовых сил. [c.317]

В растворах электролитов большое значение имеют как силы дальнодействия (кулоновские силы), силы близкодействия (межмолекулярные силы), так и характер связ иона с окружающими его молекулами растворителя. Однако развитие теории растворов долгое время базировалось на основе учета только дальнодейст-вующих сил. За последнее время широкое развитие получили представления, основанные на учете близкодействующих сил и характера связи ион — растворитель. [c.226]

В фазовых контактах [15] сцепление частиц обусловлено близкодействующими силами когезии, реализуемьши на площади, значительно превышающей по своим линейным размерам элементарную ячейку, т. е. сцепление осуществляется по крайней мере 10 — 10 межатомными связями. В этом случае контактная поверхность может бьггь подобна участку границы зерна в поликристаллическом материале, и переход, из объема одной частицы в объем другой осуществляется непре рывно внутри одной фазы (см. рис. Х1-16, в), что и дает основание для используемого термина. Минимальное значение прочности таких контактов можно оценить как [c.379]

Притяжение молекул друг к другу посредством дальнодействуюш,их сил сопровождается возникновением близкодействующих сил отталкивания и сил притяжения химического типа. [c.246]

Существенное упрощение в трактовке равновесия таких прослоек достигается, если исключить из рассмотрения силы, зависящие от расстояния, заменив их эквивалентными им силами близкодействия. Сведение сил электростатического взаимодействия, связанных с объемными зарядами ионного происхождения, к силам близкодействия производится с помощью тензора натяжений электростатического поля Максвелла. Заменить силами близкодействия силы молекулярного притяжения можно, пользуясь теорией, развитой Лифшйцем [2] и сводящей эти силы к флуктуациям электромагнитного полЯ. Включая и соответствующий этим последним тензор в тензор давления, мы исключаем силы дальнодействия, приложенные к элементам объема прослойки. [c.89]

Физический смысл стабилизации сводится к созданию таких условий, при которых не могут быть реализованы близкодействующие силы межчастичного притяжения. Как показал П. А. Ребиндер, в ряду этих условий решающее значение имеет механическая прочность высокоструктурированных стабилизационных слоев, являющихся барьером, предотвращающим сближение частиц [c.88]

Поверхность жидкости по своим свойствам существенно отличается от твердой поверхности. Вследствие очень малой подвижности молекул в кристалле, очень малых межмолекулярных расстояний и высоких значений энергии взаимодействия между частицами поверхность кристалла совершенно непроницаема для молекул газа. При столкновении с твердой поверхностью молекула газа испытывает полностью упругое отражение за счет близкодействующих сил отгалкивания (здесь пока не учитывается наличие на поверхности кристалла так называемых активных центров, которые способны адсорбировать молекулы газа). Это означает, что ее кинетическая энергия сохраняется, а составляющая скорости, перпендикулярная поверхности стенки, изменяется на прямо противоположную. [c.25]

Этот вопрос в конце концов сводится к рассмотрению физико-химите-ской проблемы о близкодействующих и дальнодействующих силах связи между твердым веществом и жидкостью. Близкодействующие силы (имеющие характер химических сил) создают поле действия, ограничивающееся размерами одного (и лишь в особых случаях нескольких) радиуса молекулы. Слои жидкости (газа) вокруг твердого вещества в случае действия таких сил мономолекулярны. Дальнодействующие силы должны создавать слои порядка сотен и тысяч ангстрем. [c.205]

Вопрос о существовании дальнодействующих или близкодействующих сил до сих пор еще окончательно не разрешен, например в вопросах сорбции [3]. Правда, большинство исследователей склонно интерпретировать образование сорбционных оболочек в духе мономолекулярных слоев Лэнг-мюра однако имеются экспериментальные работы (Гарди [4], Дерягин [c.205]

Существующие теории ионно-молекулярных реакций не з татывают близкодействующих сил, поэтому экспериментальный факт отсутствия энергии активации у подавляющего большинства экзотермических ионномолекулярных реакций с переходом тяжелых частиц 1338, 340], в целом подтвержденный накопленным к настоящему времени экспериментальным материалом [420, 621, 722, 801, 1005, 1574], строго говоря, остается явлением, еще требующим серьезного теоретического обоснования, тем более что среди сотен изученных к настоящему времени ионно-молекулярных реакций с переходом тяжелых частиц наблюдалось несколько таких, в которых была найдена небольшая энергия активации. Так, Тальрозе с сотр. (1576], а затем Вольни с сотр. 1812] и Фергюсон с сотр. Ц450] нашли, что [c.377]

Опубликованный в 1923 г. упрощенный (ограниченный) закон Дебая — Хюккеля явился одним из наиболее существенных вкладов в развитие наших представлений о поведении растворов электролитов. Ключевое допущение, использованное при формулировании упрощенного закона, состоит в том, что взаимодействие между заряженными частицами электролита яооит чисто электростатический характер. Электростатические силы являются строго дальнодействующими. Все близкодействующие силы, включая силы притяжения Ван-дер-Ваальса, и силы, вызывающие образование ионных пар и взаимодействия между ионами и диполями, игнорируются. [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология