20239

Міжмолекулярна взаємодія в газах та рідинах

Доклад

Физика

Вона базується на припущеннях: міжмолекулярна взаємодія є слабкою – розміри частинок набагато менше за відстань між ними; адіабатичне наближення – електростатичне поле сусідньої молекули збурює енергетичні стани лише електронів; наближення мультипольного розкладу – електричні заряди в молекулі по об’єму розповсюджені нерівномірно і можуть бути вільні заряди: монополі диполі квадруполі октуполі. Енергія міжмолекулярної взаємодії – це потенціальна енергія однієї молекули в електростатичному полі другої молекули. Маємо дві молекули А і В...

Украинкский

2013-07-25

62.5 KB

3 чел.

23. Міжмолекулярна взаємодія в газах та рідинах.

Існує теоретичний і експериментальний підхід до вивчення міжмолекулярної взаємодії. Загальної теорії міжмолекулярної взаємодії зараз немає.

Розглянемо наближену класичну електростатичну теорію міжмолекулярної взаємодії. Вона базується на припущеннях:

  1.  міжмолекулярна взаємодія є слабкою – розміри частинок набагато менше за відстань між ними;
  2.  адіабатичне наближення – електростатичне поле сусідньої молекули збурює енергетичні стани лише електронів;
  3.  наближення мультипольного розкладу – електричні заряди в молекулі по об’єму розповсюджені нерівномірно і можуть бути вільні заряди: монополі, диполі, квадруполі, октуполі.

Енергія міжмолекулярної взаємодії – це потенціальна енергія однієї молекули в електростатичному  полі другої молекули.

Використовується принцип суперпозиції полів.

Маємо дві молекули А і В, заряди  і  відповідно. Ядро молекули А знаходиться у початку координат. Вона створює поле з потенціалом . Заряд молекули В в полі молекули А :

Визначимо потенціал поля в т.М:

малий параметр, то можемо розкласти в ряд Тейлора =  (1)

– повний заряд А, – дипольний момент А, – квадрупольний момент А.

В т. М розмістимо ядро молекули В, – радіус вектори зарядів молекули В.

– малий параметр, то можемо розкласти в ряд. Коли підставимо  (1), отримаємо:

.

Приклад слабкої міжмолекулярної взаємодії – Ван-дер-Ваальсівська. Вона є сумою 3-х складових: орієнтаційної взаємодії (виникає між полярними молекулами – диполь –дипольна взаємодія), індукційної взаємодії (взаємодія між полярною і неполярною молекулою) і дисперсійної взаємодії (виникає в наслідок того, що електрони рухаються не по круговим, а по  еліптичним орбітам).

Прямих методів виміру взаємодії молекул не існує. Як правило досліджують якусь властивість, яка повязана із взаємодією.

Використовують такі експериментальні методи:

1.Розсіяння атомних та молекулярних пучків ( це найбільш прямий метод)параметри потенціальної моделі, що описують міжмол. взаємодію. Переважливим є або потенціал відштовхування, або потенціал притягання.

2.Спектральні (оптичні) методи. Інформацію про міжмол. взаємодію можна отримати з уширення спектральних ліній. Існує мікрохвильова спектроскопія, інфрачервона, рентгенівська, ЯМР, ЕПР, комбінаційного розсіяння, гама-променева.

3.Теплофізичні властивості рідин та газів.

4.Пружні властивості твердих тіл при .Відбувається зсув ліній в бік менших частот, тому що міжмолекулярна взаємодія  розтягує хімічні зв’язки тим більше, чим const пружності менше.

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

A

M

ei

ej


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19045. Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай вырож-денного спектра 269.5 KB
  Лекция 27 Теория стационарных возмущений для состояний дискретного спектра. Случай вырожденного спектра Рассмотрим теперь случай когда невозмущенный оператор Гамильтона имеет вырожденные собственные значения. Пусть функции ... отвечают одному и тому же собст...
19046. Теория стационарных возмущений в случае вырожденного спектра. Примеры 441 KB
  Лекция 28 Теория стационарных возмущений в случае вырожденного спектра. Примеры Рассмотрим несколько примеров применения теории возмущений в случае вырожденного спектра. Пусть трехмерная частица находится в сферически симметричном потенциале в котором отсутст...
19047. Теория нестационарных возмущений. Переходы под влиянием возмущений, зависящих от времени 777 KB
  Лекция 29 Теория нестационарных возмущений. Переходы под влиянием возмущений зависящих от времени Согласно постулатам квантовой механики волновая функция любой квантовой системы удовлетворяет временному уравнению Шредингера 1 где гамильтониан системы...
19048. Теория нестационарных возмущений. Примеры 838 KB
  Лекция 30 Теория нестационарных возмущений. Примеры Рассмотрим примеры применения теории нестационарных возмущений для простейших квантовых систем. Пусть на гармонический осциллятор находящийся в основном состоянии начиная с момента времени действует малое в...
19049. Адиабатические и внезапные возмущения. Переходы под действием внезапных возмущений 1.15 MB
  Лекция 31 Адиабатические и внезапные возмущения. Переходы под действием внезапных возмущений Исследуем общую формулу для вероятностей переходов на предмет зависимости вероятности перехода 1 от времени действия возмущения некоторые элементы такого анали
19050. Переходы под действием периодических возмущений. Резонансное приближение. Переходы в непрерывный спектр 1.21 MB
  Лекция 32 Переходы под действием периодических возмущений. Резонансное приближение. Переходы в непрерывный спектр Рассмотрим теперь случай возмущений зависящих от времени периодически. Пусть на частицу находящуюся в стационарном состоянии с энергией действует
19051. Системы тождественных частиц в квантовой механике. Бозоны и фермионы. Принцип за-прета Паули 266.5 KB
  Лекция 23 Системы тождественных частиц в квантовой механике. Бозоны и фермионы. Принцип запрета Паули Согласно постулатам квантовой механики волновая функция физической системы состоящей из нескольких частиц определяет вероятности различных положений всех части
19052. Системы тождественных частиц. Обменное взаимодействие. Симметрия координатных и спиновых функций 364 KB
  Лекция 34 Системы тождественных частиц. Обменное взаимодействие. Симметрия координатных и спиновых функций Докажем что в системе тождественных невзаимодействующих частиц существуют определенные корреляции в движении частиц то есть некоторое взаимодействие. Для
19053. Метод вторичного квантования. Операторы уничтожения и рождения. Коммутационные соотношения 542 KB
  Лекция 35 Метод вторичного квантования. Операторы уничтожения и рождения. Коммутационные соотношения При вычислении средних значений или вероятностей переходов квантовых систем состоящих из большого количества частиц приходится вычислять интегралы вида кванто