А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Енергія - тяжіння

Енергія тяжіння і відштовхування між Cllz і СНЗ-групами молекулярних ланцюгів в кристалах парафіну визначає енергію кристалічної решітки і, отже, цілий ряд їх фізичних властивостей.

Енергія тяжіння, визначає ван-дер-Ваальса-ви сили, в загальному випадку складається з трьох складових: орієнтаційної взаємодії, індукційного та дисперсійного. Переважна роль того чи іншого доданка залежить від будови молекули. Молекула в цілому нейтральна. Подібні полярні молекули в залежності від того, як вони орієнтовані одна відносно іншої, повинні притягатися або відштовхуватися.

Результати неемпіричних розрахунків кривих потенційної енергії і дипольних моментів для двох-наінпзшіх станів LiF. Енергія тяжіння дорівнює - 1389 (R /A) - 1 кДжХ Хмоль 1 так що на відстані 51 А стану Cs С1 - і Cs - j - C1 матимуть одну і ту ж енергію. Для всіх практичних цілей можна вважати, що в основному стані молекула CsCl має іонну структуру при всіх міжатомних відстанях.

Когезійні енергії, ккал /моль. Енергія тяжіння двох молекул збільшується обернено пропорційно шостого ступеня відстані між ними. Розчинники з великими диполями, зосередженими в молекулах невеликих розмірів (як, наприклад, у діметілсульфолана або диметилформаміду), повинні тому давати дуже селективне розділення.

Результати неемпіричних розрахунків кривих потенційної енергії і дипольних моментів для двох-нашшзшіх станів LiF. Енергія тяжіння дорівнює - 1389 (R /A) - кДжХ Хмоль-1 так що на відстані 51 А стану Cs С1 - і Cs С1 матимуть одну і ту ж енергію. Для всіх практичних цілей можна вважати, що в основному стані молекула CsCl має іонну структуру при всіх міжатомних відстанях.

Енергія тяжіння між двома атомами водню виникає в результаті аналогічного ефекту.

Енергія тяжіння тим нижче, ніж більше зближуються іони, тоді як енергія відштовхування дуже швидко зростає після того, як іони досить зближені. Суцільна крива - це сума двох пунктирних кривих; вона передає повну енергію системи в залежності від відстані. Її мінімум відповідає стабільному рівноважного відстані між двома іонами.

Енергії тяжіння нуклонів в ядрі, обумовленої ядерними силами, відповідає енергія міжмолекулярної тяжіння в краплі рідини. Енергія зв'язку в ядрі повинна зменшуватися за рахунок кулонівського відштовхування однойменно заряджених протонів. Зі збільшенням числа протонів в ядрах цей ефект повинен зростати. Цьому відповідає в краплі рідини зниження її стійкості зі збільшенням маси, тобто зі зростанням числа молекул в краплині.

Енергії тяжіння нуклонів в ядрі, обумовленої ядерними силами, відповідає енергія міжмолекулярної тяжіння в краплі рідини. Енергія зв'язку в ядрі повинна зменшуватися за рахунок кулонівського відштовхування однойменно заряджених протонів. Зі збільшенням числа протонів в ядрах цей ефект повинен зростати.

Енергії тяжіння нуклонів в ядрі, обумовленої ядерними силами, відповідає енергія міжмолекулярної тяжіння в краплі рідини. Енергія зв'язку в ядрі повинна зменшуватися за рахунок кулонівського відштовхування однойменно заряджених протонів. Зі збільшенням числа протонів в ядрах цей ефект повинен зростати.

Енергія тяжіння іонів, віддалених один від одного на відстані г, [7пр - д2 /( 4я80г), где q - заряд ионов. При достаточном сближении ион ов между ними возникает отталкивание, энергия которого равна по Борну t /OT B /rn, где В и п - постоянные.

Энергию притяжения между молекулами часто называют энергией когезии. Для низкомолекулярных жидкостей ее принято оценивать по величине энергии испарения А.
Энергию притяжения неполярных молекул можно частично объяснить наличием в них отличных от нуля квадрупольного и мультипольного моментов. 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.
Тогда энергия притяжения Е полубесконечной решетки по отношению к другой, находящейся на расстоянии d 3 35 A, оказывается равной - 334 эрг /см2 для функции 6 - й - 12 - й степени и - 351 эрг /см2 для функции 6 - й степени.
Кривые распределения силы прилипания. Если энергия притяжения частиц превышает несколько кТ, то между ними возникают более или менее стабильные связи, вызывающие структурообразование в системе. В первом случае в системе появляется предел прочности и она застудневает. В случае же компактной упаковки частиц дисперсной фазы нарушается кинетическая устойчивость и система расслаивается.
Формула энергии притяжения была выведена Лондоном. Строгий вывод энергии отталкивания не удается сделать, но ее свойства неплохо передаются экспонентой.
График для разделения полной энергии атомов на слагаемые. Нахождение энергии притяжения электронов к ядру требует сначала решения многоэлектронной атомной задачи, учитывающей все орбитальные суперпозиции, и, кроме того необходимо знание распределения суммарной функции о э, а затем и 2: наконец, при помощи закона Кулона надо проинтегрировать притяжение к ядру зарядов каждой элементарной ячейки, на которые мысленно разбивают суммарное электронное облако.
Рассчитайте энергию притяжения двух толстых параллельных пластин в водной среде, если расстояния между поверхностями равны 5, 10, 15, 20 и 50 нм и постройте график зависимости энергии от расстояния.
Рассчитайте энергию притяжения двух толстых параллельных пластин в водной среде, если расстояния между поверхностями равны 5, 10, 15, 20 и 50 нм и постройте график зависимости энергии от расстояния.
Итак, энергия притяжения при адсорбции убывает с увеличением расстояния, причем 6 /адс зависит от расстояния х в третьей степени вместо шестой, как это имеет место при взаимодействии двух атомов. Такая зависимость указывает на более медленное уменьшение энергии притяжения при адсорбции и на дальнодействие адсорбционных сил.
Итак, энергия притяжения при адсорбции убывает с увеличением расстояния, причем - 1 /адс зависит от расстояния х в третьей степени вместо шестой, как это имеет место при взаимодействии двух атомов. Такая зависимость указывает на более медленное уменьшение энергии притяжения при адсорбции и на дальнодействие адсорбционных сил.
Епр - энергия притяжения частиц ( ван-дер-ваальсовы силы); z - заряд ионов; F - число Фарадея; ф - потенциал; /- расстояние между частицами; С-концентрация ионов вдали от частицы ( прослойки); А - константа, зависящая от природы вещества обеих фаз; г - радиус сферической частицы; k - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура.
Поэтому зависимость энергии притяжения при адсорбции от расстояния иная, чем описываемая по уравнению ( III. Это объясняется тем, что дисперсионные силы, вносящие основной вклад во взаимодействие, обладают свойством аддитивности.
Равновесные значения энергии притяжения двух атомов с образованием М2 для газовой фазы составляют: А12 - 193, Си2 - 191, Ag2 - 158, Au2 - 216, Pd2 - 96 5 кДж /моль. Поскольку атом платины имеет строение 5flf96s, можно ожидать, что состояние Pit значительно устойчивее, чем состояние Pd2, однако экспериментальные данные, подтверждающие этот вывод, не получены. Дальнейшее добавление металлических атомов и образование больших агрегатов термодинамически, безусловно, выгодно.

На одну СЬЬ-группу энергия притяжения составляет всего около 4 кДж, но суммарная энергия межмолекулярного взаимодействия превышает энергию химической связи. С увеличением молекулярной массы полимера когезионные силы растут ( сказывается аддитивность дисперсионного взаимодействия) и соответственно до известного предела повышается его твердость. С повышением температуры увеличивается кинетическая энергия сегментов макромолекул и при достижении энергии притяжения происходит разрыв ван-дер-ваальсовых связей сначала между отдельными сегментами, а затем по всей цепи макромолекулы. Благодаря этому появляется способность макромолекул к относительному перемещению. Полимеры с такой структурой текут с повышением температуры, проявляют высокую эластичность, растворяются в соответствующих растворителях.
Другими словами, энергия притяжения или отталкивания в хорошем приближении пропорциональна парной заселенности. Даже в простейшем случае Н формулы для энергии, использованные выше, получены в очень грубом приближении, так как молекулярные орбитали были записаны просто в форме линейных комбинаций атомных орбиталей.
Энергия спаривания ( энергия притяжения электронов) очень-очень слаба. Но если снизить температуру достаточно сильно, то эти электроны сделают все от них зависящее, чтобы прийти в самое наинизшее состояние, и уж тогда-то действительно разберутся попарно.
Зависимость Е от г ( уравнение 4. Кривая 1 изображает энергию притяжения, а кривая 3 - энергию отталкивания.
Электроотрицательность представляет собой энергию притяжения данным атомом валентных электронов при соединении его с другими атомами. Она характеризует силовое поле атомного ядра и зависит как от его заряда, так и от степени экранирования ядра законченными электронными слоями и отдельными электронами. Следовательно, величина электроотрицательности зависит прежде всего от йалентности, проявляемой данным атомом в соединении, а также от строения электронной оболочки.
Первое слагаемое представляет энергию притяжения электронного заряда с плотностью ls к ядру Ь, второе - притяжение электронного заряда с плотностью 14 к ядру а, третье - отталкивание электронных зарядов с плотностями ls и Is. Таким образом, Q представляет собой просто классическую электростатическую энергию взаимодействия двух атомов водорода, и поэтому Q называют кулоновским интегралом. Вычисление этого интеграла дает пренебрежимо малое значение энергии связи, составляющее лишь 5 % от наблюдаемой величины. Волновая функция (11.1) является слишком грубой для молекулы водорода, так как она соответствует состоянию, в котором каждый электрон локализован около одного из ядер. Правильная волновая функция молекулы Н2 должна давать одинаковую вероятность нахождения каждого электрона как около одного, так и около другого ядра.
По данным работы[7]енергія тяжіння двох ізольованих атомних груп СПЗ-СП2 визначається величиною 0568 - 1013 ерг.

Схема взаємодії сферичних частинок (а, частинки і площини (б. В зв'язку з цим енергія тяжіння між двома тілами може розглядатися як сума енергій тяжіння між відповідними парами молекул, з яких складаються дані тіла. При ще менших h енергія тяжіння виявляється більшою за порівняно з енергією електростатичного відштовхування, частинки починають мимовільно зближуватися і врешті-решт коагулюють. Таким чином, величина енергетичного бар'єра є відповідальною за стійкість колоїдної системи. У разі нафтовмісних дисперсій незначні товщини подвійного дифузійного шару і іонні сфери ускладнюють визначення сил відштовхування і тяжіння, що, в свою чергу, ускладнює побудову і аналіз кривих енергій взаємодії, проте оцінка їх впливу досить цікава.

Макс, вона дорівнює енергії тяжіння між нуклонами, за вирахуванням сил відштовхування між протонами.

Ізотерма адсорбції речовини з розчину. | Характер впливу температури середовища t на форму ізотерми адсорбції (t - L i2 t3. Розрахунки показують, що енергія тяжіння молекул до поверхні зменшується обернено пропорційно третього ступеня їх відстані від поверхні і, отже, зі збільшенням цієї відстані повинна швидко зменшуватися. Однак, за результатами експериментів, товщина шару адсорбованих молекул може досягати значної величини - кількох тисяч ангстрем[8 стор. Це вказує на дальнодействие адсорбційних сил, яке не знайшло поки чіткого теоретичного обґрунтування.

Розглянемо залежність від відстані енергії тяжіння частинок - молекулярної складової расклинивающего тиску-ня. З сил Ван-дер - Ваальса найбільш універсальними і істотними силами тяжіння є лондоновских сили дис-персіонного взаємодії. Як уже зазначалося, дисперсійне взаємодія слабо екранується, і тому взаємодія між частинками легко визначити підсумовуванням взаємодій між молекулами або атомами в обох частках, наприклад, за допомогою інтегрування. Такий наближений розрахунок в припущенні адитивності міжмолекулярних (міжатомних) взаємодій був проведений де Буром і Гамакером.

Розглянемо залежність від відстані енергії тяжіння частинок - молекулярної складової розклинюючого тиску. З сил Ван-дер - Ваальса найбільш універсальні і істотні лондоновских сили дисперсійного взаємодії. Як уже зазначалося, дисперсійне взаємодія слабо екранується, тому взаємодія між двома частками легко визначити підсумовуванням взаємодій між молекулами або атомами в обох частках, наприклад, за допомогою інтегрування. Такий наближений розрахунок в припущенні адитивності міжмолекулярних (міжатомних) взаємодій був проведений де Буром і Гамакером.

Залежність енергії тяжіння і відштовхування від відстані до твердої поверхні. 1 - енергія тяжіння. 2 - енергія. Крива 1 характеризує зміну енергії тяжіння Un зі збільшенням відстані між пластинами, крива 2 - зміна енергії відштовхування С /е, крива 3 - сумарна зміна енергії. На середніх відстанях - 100 нм (ділянка б кривої 3) можуть превалювати сили відштовхування при відносно великій товщині дифузного шару (в розведених розчинах електролітів) і великій величині е 0 - термодинамічної потенціалу. Теоретичний розрахунок показує, що якщо величина потенційного бар'єру (ділянка б на кривій 3) мала і глибина дальнього мінімуму (ділянка в на кривій 3) невелика, то частинки під впливом кінетичної енергії і далі під впливом сил тяжіння (ділянка а) наближаються до найбільш близького відстані і відбувається коагуляція під впливом ближнього взаємодії частинок. Такі системи нестійкі, і коагуляція в таких випадках незворотна.

Тут перший член визначає енергію тяжіння, а другий - енергію відштовхування. Показник п значно перевищує тп, оскільки при зближенні атомів на малі відстані відштовхування зростає набагато швидше тяжіння.

Потенційна енергія молекули водню (пунктирні лінії передають досвідчені значення. Тому криві, що визначають енергію тяжіння атомів (потенційні криві), однакові для обох молекул. Ця крива, загальна для обох молекул, зображена на рис. XXI. Сенс інших кривих буде пояснений в гл. на осі абсцис відкладено відстань між атомами, а на осі ординат - енергія їх взаємодії. У міру наближення атомів енергія знижується і, пройшовши при рівноважному відстані через мінімум, починає при подальшому зближенні атомів підвищуватися. величини рівноважного відстані і величини мінімуму енергії для Н2 і D2 однакові, і все-таки енергії дисоціації різні. Справа в тому, що молекули мають нульову енергію, і енергія дисоціації повинна відраховуватися від рівня цієї нульової енергії до прийнятої за нуль енергії розділених атомів.

Потенційна енергія молекули водню (пунктирні лінії передають досвідчені значення. | Схема, яка пояснює залежність енергії активації від ізотопного складу. Тому криві, що визначають енергію тяжіння атомів (потенційні криві), однакові для обох молекул. Ця крива, загальна для обох молекул, зображена на рис. XXII. Сенс інших кривих буде пояснений в гл. На осі абсцис відкладено відстань між атомами, а на осі ординат - енергія їх взаємодії.

Згідно Некрасову, електронегативність атома-це енергія тяжіння даними атомом електронного хмари валентного зв'язку. Іншими словами, це енергія тяжіння системою, що складається з ядра і оточуючих ядро закінчених електронних шарів, одного нового електрона, початківця утворення чергової квантового шару.

Перераховані взаємодії є електростатичними, енергія тяжіння або відштовхування обчислюється на основі класичної електростатики. Квантові ефекти практично не істотні.

Тому енергія відштовхування значно менше енергії тяжіння.

Як ми бачили, член енергії тяжіння, виражений рівнянням (16), виник з розгляду флюктуірует диполів, якими володіють навіть неполярні молекули. Однак, крім цих флюктуірует диполів, молекула має також флюктуірует квадруполів.

Стійкість дисперсних систем визначається балансом енергії тяжіння і енергії відштовхування частинок. Енергія тяжіння обумовлена міжмолекулярними силами, головним чином силами Ван-дер - Ваальса. У першому наближенні ця енергія обернено пропорційна квадрату відстані між частинками. За теорією ДЛФО (Де-рягіна, Ландау, фервея, Овербека), що враховує тільки електростатичну складову расклинивающего тиску (тиску відштовхування), енергія відштовхування зменшується з відстанню за експоненціальним законом.

Як ми бачили, член енергії тяжіння, виражений рівнянням (16), виник з розгляду флюктуірует диполів, якими володіють навіть неполярні молекули. Однак, крім цих флюктуірует диполів, молекула має також флюктуірует квадруполів.