Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ДИСПЕРСИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

ДИСПЕРСИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, составляющая межмолекулярного взаимодействия, определяемая квантовомех. флуктуациями электронной плотности частиц (молекул, атомов). Мгновенное распределение электрич. заряда молекулы, к-рому отвечает мгновенный дипольный момент молекулы (или более высокого порядка мультипольный момент), индуцирует электрич. мультипольные моменты в др. молекуле. Энергия взаимод. этих мгновенных мультипольных моментов и есть энергия дисперсионного взаимодействия Едисп. Дисперсионное взаимодействие между молекулами (атомами), находящимися в основных квантовых состояниях, всегда приводит к их притяжению. Энергию Едисп обычно представляют в виде разложения в ряд по обратным степеням расстояния R между молекулами:
061_080-62.jpg
где Сn - коэф. разложения, n - целое число (n / 6). При больших R осн. вклад в значение Едисп дает диполь-дипольный член разложения —C6/R6. Значение С6 определяется через динамические поляризуемости aА и aB взаимодействующих молекул А и В. Точное выражение для С6 представляет собой интеграл от произведения поляризуемостей, зависящих от мнимого аргумента iw:
061_080-63.jpg
где h - постоянная Планка. Поскольку дисперсия света в в-ве также определяется в конечном счете поляризуемостью молекул в-ва, рассматриваемый вид межмолекулярного взаимод. получил назв. дисперсионного. Для качеств. оценок Едисп м. б. использованы приближенные ф-лы. Наиб. распространенные из них - ф-ла Лондона:
061_080-64.jpg
и ф-ла Слейтера-Кирквуда (Слэтера-Кирквуда):
061_080-65.jpg
где a0A, a0B - статич. поляризуемости, IА, IB - первые потенциалы ионизации, NA, NB - число валентных электронов во взаимодействующих молекулах соответственно. Ф-ла Лондона дает, как правило, для С6 оценки снизу, ф-ла Слейтера - Кирквуда - сверху. Дисперсионное взаимодействие имеет место между всеми молекулами, независимо от наличия у них мультиполъных моментов. Для неполярных молекул, а также для молекул с небольшими дипольными моментами (СО, HI, НВr и др.) силы притяжения определяются в основном дисперсионным взаимодействием. Именно oно ответственно за притяжение между атомами инертных газов на больших расстояниях. Дисперсионное взаимодействие обусловлено корреляцией между флуктуациями дипольных моментов взаимодействующих систем; при этом среднее значение флуктуирующего дипольного момента м. б. равно нулю. Зависимость Едисп от R-6 справедлива при условии, что электрич. заряды взаимодействуют мгновенно. При расстояниях между молекулами а 100 нм необходимо учитывать запаздывание, связанное с тем, что скорость света с имеет конечное значение. Электромагнитное поле мгновенного дипольного момента 061_080-66.jpg молекулы А "достигает" молекулу В за время R/c и индуцирует в ней дипольный момент 061_080-67.jpg , к-рый взаимодействует с 061_080-68.jpg по прошествии времени 2R/c после его образования. За это время 061_080-69.jpg может измениться. В результате величина запаздывающего взаимод. меньше величины мгновенного, что отражается в более крутом спаде кривой зависимости энергии запаздывающего дисперсионного взаимодействия от расстояния R. Для запаздывающего дисперсионного взаимодействия справедлива асимптотич. ф-ла Казимира-Полдера:
061_080-70.jpg
где a =1/137 - постоянная тонкой структуры (см. Спин-орбитальное взаимодействие). Учет запаздывания важен, напр., в теории коагуляции коллоидных систем. Дисперсионное взаимодействие ответственно за силы взаимод., возникающие при сближении и макроскопич. тел (Е. М. Лифшиц, 1955). В этом случае к появлению дисперсионного взаимодействия приводят флуктуации электромагнитного поля макроскопич. тела. Зависимость энергии дисперсионного взаимодействия от расстояния R между телами будет иной, чем в случае взаимод. изолированных частиц, и определяется формой тел. Так, для двух плоских пластин энергия запаздывающего дисперсионного взаимодействия зависит от R-3, для двух параллельных цилиндров - от R-6, для шариков - от R-7. Эти зависимости получили эксперим. подтверждение.
===
Исп. литература для статьи «ДИСПЕРСИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ»: Каплан И. Г., Введение в теорию межмолекулярных взаимодействий, М., 1982; Бараш Ю. С, Гинзбург В. Л., "Успехи физич. наук", 1984, т. 143, в. 2, с. 345; Молекулярные взаимодействия, пер. с англ., под ред. А. М. Бродского, М., 1984. И. Г. Каплан.

Страница «ДИСПЕРСИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн