Взаимодействие молекул и атомов

При дальнейшем сближении атомов начнёт возрастать как сила притяжения, так и сила отталкивания. При этом сила отталкивания будет возрастать быстрее, чем сила притяжения, и на некотором расстоянии r₀ сила притяжения станет равной силе отталкивания. Это происходит на расстоянии, примерно равном сумме радиусов атомов (рис. 67, в). При дальнейшем уменьшении расстояния между атомами сила отталкивания будет преобладать над силой притяжения (рис. 67, г). В этом случае определяющую роль играет отталкивание электронных оболочек и ядер атомов.

На рисунке 68 приведены графики зависимости сил отталкивания F_oт и притяжения F_np, а также равнодействующей силы межмолекулярного взаимодействия F_r от расстояния r между центрами атомов. Принято считать силы отталкивания положительными, а силы притяжения — отрицательными. По графику видно, что при r → ∞ сила взаимодействия стремится к нулю (F → 0). При r > r₀ равнодействующей силой является сила притяжения, причём сначала её модуль возрастает, а затем уменьшается. На расстоянии r = r₀ равнодействующая сила равна нулю. При r < r₀ равнодействующей становится сила отталкивания, модуль её при уменьшении расстояния возрастает.

Таким образом, взаимодействие между атомами носит следующий характер.

1. Начинает заметно проявляться на расстояниях порядка 2—3 диаметров атомов.

2. Одновременно действуют и силы притяжения, и силы отталкивания.

3. Существует некоторое расстояние г0, примерно равное сумме радиусов атомов, на котором силы притяжения равны силам отталкивания.

4. На расстояниях r < ₀силы притяжения больше сил отталкивания, поэтому равнодействующей сил межмолекулярного взаимодействия является сила притяжения, а на расстояниях r < ₀ равнодействующей является сила отталкивания.

Вопросы для самопроверки

1. Какие наблюдения и опыты подтверждают, что молекулы взаимодействуют друг с другом?

2. На каких расстояниях между молекулами проявляются силы притяжения, а на каких — силы отталкивания?

3. Почему газы принимают форму и объём сосуда, в котором они находятся? Почему жидкости принимают форму сосуда, но имеют собственный объём? Почему твёрдые тела имеют собственную форму?

Упражнение 16

1. В чём сходство явлений спаивания и склеивания деталей?

2. Почему не соединяются осколки разбитой тарелки, если их сложить и прижать друг к другу? Почему при склеивании их соединение будет достаточно прочным?

3. Как объяснить хорошую сжимаемость газов и плохую — жидкостей и твёрдых тел?

4. Объясните явления смачивания и несмачивания жидкостью поверхности твёрдого тела.

5. Почему на классной доске обычно пишут мелом, а не куском белого мрамора?

Вопросы для дискуссии

1. Какие повседневные наблюдения свидетельствуют о том, что кажущееся непрерывным состоит из отдельного, дискретного, а какие не подтверждают это?

2. Что вы считаете естественным в идеях молекулярно-кинетической теории строения вещества, а что кажется странным и маловероятным? Обоснуйте свою точку зрения.

<<< К началу