К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 3

При взаимодействии двух нейтральных полярных молекул

Дисперсионный эффект. Межмолекулярные взаимодействия между нейтральными неполярными молекулами нельзя объяснить наличием рассмотренных выше эффектов.

Сточки зрения классической физики невозможно, например, объяснить [сгущение в жидкость благородных газов, так как молекулы этих газов имеют [высокую электрическую симметрию и в статическом состоянии им невозможно приписать дипольный или квадрупольный момент. Согласно классической (теории молекулы не могут взаимодействовать, если они не имеют заметного Электрического момента. Только квантовая механика позволяет понять, что [появление сил молекулярных взаимодействий в основном состоянии связано с существованием нулевой энергии

• Колебания электронов наблюдаются даже при абсолютном нуле, поэтому неполярная молекула имеет мгновенные значения дипольного момента, личные от нуля. Между осцилляторами возникает мгновенное электростатическое взаимодействие, которое получило название дисперсионного, дисперсионное взаимодействие многих молекул сводится к аддитивному

наложению сил притяжения между отдельными парами. Для индукционного и ориентационного эффекта это не так, ибо, например, наличие диполя, уже ориентированного по отношению к другому, препятствует ориентации других диполей.

Квантово-механические расчеты приводят к выражению для дисперсионной энергии

где т — масса электрона.

Для молекул в основном состоянии £/„нсп отрицательна и силы взаимодействия являются силами притяжения. Молекулы в возбужденном состоянии могут притягиваться или отталкиваться.

Если записать выражение для дисперсионной энергии в виде

то расчет сводится к определению постоянной С.

Приближенное выражение дисперсионной энергии, в которое входит поляризуемость отдельных молекул, имеет вид

Часто обнаруживается, что величины E1 приблизительно равны энергиям ионизации.

Общее выражение для дисперсионной энергии с учетом высших членов разложения можно записать в виде

Если взаимодействующие молекулы находятся в основных состояниях (все квантовые числа равны нулю), то выражения для С, C1 С принимают вид

Полученные выражения справедливы для дисперсионных сил, действующих между симметричными молекулами.

Таким образом, энергию далеких взаимодействий двух реальных моле кул можно представить в виде

 

Другие части:

К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 1

К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 2

К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 3

К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 4

К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 5

К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 6

К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 7

К вопросу о силах взаимодействия между молекулами и ассоциации молекул. Часть 8