То, что две молекулы притягиваются друг к другу на •больших расстояниях и отталкиваются на малых расстояниях, дослужило основанием разделения межмолекулярного потенциала взаимодействия на два независимых члена, один из которых соответствует притяжению и сравнительно медленно убывает с ростом расстояния между молекулами г, а другой соответствует отталкиванию и более резко меняется с г. Приближение независимости сил притяжения и отталкивания совместно с приближением аддитивности сил (что означает возможность представления потенциала группы молекул N суммой парных потенциалов из N (Ы—1)/2 возможных пар) лежит в основе большинства современных теорий межмолекулярного- взаимодействия.[ ...]
В этом приближении отрицательный член потенциала межмолекулярного взаимодействия, соответствующий притяжению, обычно разделяется на три составляющие.[ ...]
Для многоэлектронных атомов энергия дисперсионного взаимодействия равна сумме членов типа (2.2), причем на каждую пару электронов приходится один член.[ ...]
Расчетные значения энергии дисперсионного взаимодействия двух молекул воды на расстоянии 5 и 10 А представлены в табл. 10. Как видно из таблицы, на расстоянии, равном 5 А, энергия дисперсионного взаимодействия составляет Ю% от энергии диполь-дипольного взаимодействия, когда диполи ориентированы самым выгодным способом (голова— хвост). На расстоянии, равном 10 А, энергия диполь-дипольного взаимодействия все еще велика, в то время как энергия дисперсионного взаимодействия равна нулю.[ ...]
Во-вторых, они аддитивны и их можно выражать через парный потенциал.[ ...]
В-третьих, их роль велика в межмолекулярном взаимодействии любых молекул, т. е. они неспецифичны.[ ...]
В-четвертых, эти силы практически не зависят от температуры, т. е. от агрегатного сйстояния вещества.[ ...]
Как и в случае сил отталкивания, мало что известно относительно зависимости этих сил от ориентации несферических, молекул (анизотропии поляризуемости). Де Бур (1942) рассмотрел две крайние ориентации вытянутых молекул.[ ...]
Первая — это когда они расположены в линию, вторая—когда они параллельны друг другу. Оказалось, что дисперсионная энергия в первом случае больше в 1,4 раза, чем во втором, для одинакового расстояния между центрами молекул. Однако при этом потенциал отталкивания в 10 раз больше в первом случае, чем во втором, а так как силы отталкивания более короткодействующие, то полная энергия проходит через более глубокий минимум, если оси длинных молекул параллельны, по сравнению с тем случаем, когда они колинеарны.[ ...]
Взаимодействие вытянутых молекул более сложно зависит от распределения заряда по молекуле, чем сферически симметричных. Несимметричное стационарное распределение заряда по молекуле сказывается в наличии постоянного диполь-ного, квадрупольного и т. д. моментов. Силы притяжения между молекулами, обладающими постоянными моментами, относятся ко второму типу сил притяжения и зависят от этих моментов.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Система координат, в которой рассматривается взаимодействие двух молекул НгО. |
 |