§ 23. Взаимодействие молекул и атомов

Силы взаимодействия между молекулами и атомами

1. Почему жидкости и твёрдые тела не распадаются на отдельные молекулы, хотя молекулы разделены промежутками и беспорядочно движутся? Почему трудно сломать палку, растянуть или сжать твёрдое тело? Почему, сломав палку, нельзя восстановить её первоначальный вид?

Ответ на эти вопросы даёт третье положение молекулярно-кинетической теории строения вещества:

частицы вещества взаимодействуют между собой.

Проделаем опыт. Опустим на поверхность воды, налитой в сосуд, стеклянную пластину, предварительно прикрепив к ней динамометр (рис. 66, а). Понадобится некоторое усилие, чтобы оторвать пластину от поверхности воды. Об этом будет свидетельствовать растяжение пружины динамометра (рис. 66, б). Причина наблюдаемого явления заключается в том, что между молекулами действуют силы притяжения.

Рис. 66

Возникает вопрос: почему, несмотря на то что между молекулами есть промежутки, тела так же трудно сжать, как и растянуть? Дело в том, что наряду с силами притяжения между молекулами действуют силы отталкивания. Если бы действовали только силы притяжения, то молекулы слиплись бы друг с другом и между ними не было бы промежутков, а этого не происходит.

Природа межмолекулярного взаимодействия

2. Рассмотрим, почему между молекулами и атомами действуют силы притяжения и отталкивания, т. е. силы межмолекулярного взаимодействия.

Как известно, атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. В обычном состоянии атом электрически нейтрален. Ядра и электроны соседних атомов взаимодействуют между собой. При этом электроны одного из атомов будут притягивать ядра другого, а электроны этих атомов, так же как и их ядра, будут отталкиваться друг от друга. Таким образом, межмолекулярное взаимодействие имеет электромагнитную природу и проявляется в притяжении и отталкивании.

Рассмотрим характер взаимодействия двух атомов. На расстоянии, большем трёх диаметров атома, сила взаимодействия между ними практически равна нулю (рис. 67, а). На расстоянии порядка двух-трёх диаметров атома, заметна лишь сила притяжения, сила отталкивания практически равна нулю. Это связано с тем, что в атоме может произойти переориентация зарядов под действием поля другого атома. Атом создаёт вокруг себя электрическое поле, которое действует на заряды другого атома и вызывает их перераспределение. Поскольку разноимённые заряды расположатся

ближе друг к другу, то сила притяжения на расстояниях, равных 2—3 диаметрам атома, будет значительно превосходить силу отталкивания (рис. 67, б).

Рис.

Окончание >>>