Зміст
Вступ
. Міжмолекулярні сили взаємодії і їх природа
. Розрахункова частина
Висновок
Література
Вступ
Контактна взаємодія кристалічних тіл між собою, а також з газами і рідинами також супроводжується появою междумолекулярних або міжатомних зв'язків між елементарними частинками контактують речовин.
Будова речовини визначається не тільки взаємним розташуванням атомів в хімічних частинках, але і розташуванням цих хімічних часток в просторі. Найбільш впорядковано розміщення атомів, молекул та іонів у кристалах (від грецького "крісталлос" - лід), де хімічні частинки (атоми, молекули, іони) розташовані в певному порядку, утворюючи в просторі кристалічну решітку. За певних умов утворення вони можуть мати природну форму правильних симетричних багатогранників. Кристалічний стан характеризується наявністю далекого порядку в розташуванні частинок і симетрією кристалічної решітки. br/>
1. Міжмолекулярні сили взаємодії і їх природа
Міжмолекулярна взаємодія - взаємодія між електрично нейтральними молекулами або атомами; визначає існування рідин і молекулярних кристалів, відмінність реальних газів від ідеальних і виявляється в різноманітних фізичних явищах. Міжмолекулярної взаємодії залежить від відстані r між молекулами і, як правило, описується потенційною енергією взаємодії U (r) (потенціалом М. в.), Так як саме середня потенційна енергія взаємодії визначає стан і багато властивостей речовини. p align="justify"> Вперше М. в. взяв до уваги Я. Д. Ван дер Ваальс (1873) для пояснення властивостей реальних газів і рідин. Ван дер Ваальс припустив, що на малих відстанях r між молекулами діють сили відштовхування, які із збільшенням відстані змінялися силами тяжіння. На основі цих уявлень, навіть не розглядаючи кількісної залежності міжмолекулярної взаємодії від відстані, він отримав так зване Ван-дер-Ваальса рівняння стану реального газу. p align="justify"> Ван-дер-ваальсово сили - сили міжмолекулярної взаємодії з енергією 0,8 - 8,16 кДж/моль. Цим терміном спочатку позначалися всі такі сили, але зараз він зазвичай застосовується до силам, що виникають при поляризації молекул та освіті диполів. p align="justify"> До Ван-дер-ваальсово силам відносяться взаємодії між диполями (постійними і індукованими). Назва пов'язана з тим фактом, що ці сили є причиною поправки на внутрішній тиск в рівнянні стану реального газу Ван-дер-Ваальса. Ці взаємодії в основному визначають сили, відповідальні за формування просторової структури біологічних макромолекул. Існує три типи Ван-дер-ваальсово сил:
. Орієнтаційні сили,
. Дисперсійні (лондоновских) сили,
. Індукційні сили.
До цих пір багато автори виходять з припущення, що Ван-дер-ваальсово сили визначають межслоевое взаємодія в шаруватих кристалах, що суперечить експериментальним даним: масштабом анізотропії температури Дебая і, відповідно, масштабом анізотропії граткового відображення. Виходячи з даного помилкового припущення побудовані багато двовимірні моделі, "що описують" властивості, зокрема графіту і нітриду бору. p align="justify"> Прояви в природі:
В· Зчеплення частинок малих астероїдів, кільця Сатурна;
В· Здатність геконів ходити по абсолютно гладких поверхнях, наприклад склу
Рівняння стану газу Ван-дер-Ваальса - рівняння, що зв'язує основні термодинамічні величини в моделі газу Ван-дер-Ваальса.
Хоча модель ідеального газу добре описує поведінку реальних газів при низькому тиску і високих температурах, в інших умовах її відповідність з досвідом набагато гірше. Зокрема, це проявляється в тому, що реальні гази можуть бути переведені в рідкий і навіть у твердий стан, а ідеальні - не можуть. p align="justify"> Для більш точного опису поведінки реальних газів при низьких температурах була створена модель газу Ван-дер-Ваальса, що враховує сили міжмолекулярної взаємодії. У цій моделі внутрішня енергія U стає функцією не тільки температури, а й обсягу. p align="justify"> Термічним рівнянням стану (або, часто, просто рівнянням стану) називається зв'язок між тиском, об'ємом і температурою.
Для одного моля газу Ван-дер-Ваальса воно має вигляд:
В
де
* p - тиск,
* V - об'єм,
* T - абсолютна температура,
* R - універсальна газова стала.
Видно, що це рівняння фактично є рівнянням стану ідеального газу з двома п...
