4. Объяснить суть притяжения молекул друг к другу. Силы Ван-дер-Ваальса.

Межмолекулярное взаимодействие - взаимодействие, не приводящее к разрыву или образованию новых химических связей. Силы притяжения, действующие между молекулами на больших расстояниях (от 5÷8 до 100 А), называются силами Ван-дер-Ваальса и представляют собой кулоновские силы, возникающие между электронами и ядрами двух молекул.

Когда вещество находится в газообразном состоянии, тогда образующие его частицы-молекулы или атомы - хоатически движутся и находятся на больших расстояниях друг от друга и силы взаимодействия между ними пренебрежимо малы. Иначе обстоит дело когда вещество находится в конденсированном состоянии. Расстояние между частицами вещества малы и силы взаимодействия между ними велики. Эти силы удерживают частицы друг около друга. По этому вещества в конденсированном состоянии имеют постоянный объем при постоянной темпер-ре. Если вещество имеет ионное строение, то образующие его ионы удерживаются друг около друга силами электростатического притяжения.

В веществах с молекулярной структурой имеет место межмолекулярное взаимодействие. Силы межмол. взаимод., называемыми силами Ван-дер-Ваальса, слабее ковалентных сил, но проявляются на больших расстояниях. В основе их лежит электростатическое взаимодействие диполей, но в различных веществах механизм возникновения диполей различен.

Энергия сил Ван-дер Вальса складывается из следующих составляющих:

E_{электростатич. взаим.} + E_{полярн.} + E_{дисперсн.}

E_{электростатич. взаим.} -> ;

E_{электростатич. взаим.} = -(2·^-μ_A·^-μ_B / h³)

(l = h); l – длина диполя; h – расстояние между молекулами.

E_пол. -> ;

E_пол. = - (2·^-μ_A·α_B / h⁶),

где α – поляризуемость молекулы B.

E_{дисперсн.} – взаимодействие между любыми молекулами, как поляризуемыми и неполяризуемыми. Оно обусловлено возникновением мгновенных диполей.

E_{дисперсн.} -> ;

E_{дисперсн.} = -(3/2·α_A· α_B·(J_A·J_B)/(J_A+J_B)·h⁶)),

где J_A, J_B – потенциалы ионизации молекул A и B(J – энергия отрыва электрона от нейтрального атома).

5. Агрегатные состояния вещества.

Обуславливаются силами межмолекулярного взаимодействия и межатомного взаимодействия.

Переход вещества из одного агрегатного состояния в другое происходит под воздействием изменения внешних условий (давления, температуры).

Газы – представляют совокупность молекул или атомов, которые находятся в состоянии хаотичного броуновского движения. Газы всегда заполняют замкнутый объем, принимая его размер и форму.

Молекулы газа находятся на больших расстояниях друг от друга, поэтому сила взаимодействия незначительная.

При сжатии эти силы увеличиваются на столько, что газы могут переходить в жидкое или даже твердое состояние (углекислый газ – сухой лед).

Жидкости – это вещества, в которых молекулы совершают колебательные движения.

Аморфные вещества – это жидкости, охлажденные ниже температуру кристаллизации (переохлажденные жидкости). Характеризуются расположением частиц как в жидкости, но на более близком расстоянии.

Обладают высокой вязкостью, и не имеют определенных значений температур плавления и замерзания.

Твердые вещества – Для твердых тел устойчивым состоянием является кристаллическое и характеризуется малым расстоянием между частицами. Связь между этими частицами (молекулами, атомами, ионами) – прочная. Структура кристаллических веществ – элементарные «кристаллики», имеющие форму какой-либо геометрической фигуры, в узлах которой находятся составляющие твердое тело частицы.