Sily-vzaimodejstviya-molekul-i-agregatnye-sostoyaniya-veshestva

1.

Сил ы в заимодейств ия
молекул и агрегатны е
состояния вещества
Глубокое погружение в мир, где невидимые силы определяют форму всего, что
нас окружает.

2.

Введение: Что такое
молекулярные силы и
почему они важны?
Определение
Межмолекулярные силы — это силы притяжения и отталкивания, действующие
между соседними молекулами или атомами. Они значительно слабее
внутримолекулярных (химических) связей.
Ключевая роль
Именно эти силы определяют, в каком агрегатном состоянии (газ, жидкость или
твёрдое тело) находится вещество при данных условиях, влияя на его
плотность, вязкость и температуру фазовых переходов.

3.

Основ ны е типы межмолекул ярны х
взаимодейств ий
Взаимодействия Ван-дер-Ваальса играют ключевую роль в физике конденсированных сред, объединяя три основные составляющие.
Ориентационны е
(Дипол ь -дипол ь ны е)
Инд укционны е
(Дипол ь инд уцированны й
дипол ь )
Дисперсионны е
(Лондоновские)
постоянный дипольный момент),
Возникают между полярной и
Обусловлены мгновенными
например, в воде (H₂O). Это
неполярной молекулами.
флуктуациями электронной
электростатическое притяжение.
Полярная молекула индуцирует
плотности, создающими
(наводит) дипольный момент в
временные диполи. Это самые
соседней неполярной.
универсальные и часто
Возникают между полярными
молекулами (имеющими
Возникают между всеми
молекулами, даже неполярными.
доминирующие силы.

4.

Газы : Свободное и хаотичное дв ижение
Характеристики
Слабые межмолекулярные силы: Молекулы практически не взаимодействуют друг с
другом, кроме моментов столкновения.
Беспорядочное движение: Молекулы движутся хаотично и с большими скоростями по
всему объему.
Отсутствие формы и объема: Газы принимают форму и занимают весь предоставленный
им объем.
Высокая сжимаемость: Из-за больших расстояний между частицами.
В газообразном состоянии среднее расстояние между молекулами значительно превышает их собственный размер.

5.

Жидкости: Подв ижны й бл ижний порядок
Умеренны е сил ы
Б л ижний порядок
Свойства
Силы притяжения достаточно велики,
Молекулы расположены упорядоченно
Сохраняют постоянный объем, но не
чтобы удерживать молекулы близко друг к
только в пределах нескольких радиусов, но
сохраняют форму, принимая форму сосуда.
другу, но недостаточны для фиксации их
могут свободно перемещаться,
Обладают текучестью и поверхностным
положений.
обмениваясь местами.
натяжением.

6.

Тв ёрды е тел а: Жёсткая кристал л ическая решётка
Сил ь ны е сил ы
Межмолекулярные силы притяжения являются максимально сильными, прочно
фиксируя молекулы в определённых положениях.
Дал ь ний порядок
Частицы располагаются строго упорядоченно на больших расстояниях, формируя
кристаллическую решётку (в кристаллах).
Сохранение свойс тв
Сохраняют как форму, так и объем. Движение частиц ограничено вибрацией
вокруг фиксированных узлов решётки.

7.

Кристаллические vs. аморфные твёрдые тела
Различия в структуре определяют ключевые физические свойства этих двух типов веществ.
Дальний порядок (строгая, повторяющаяся
Только ближний порядок (хаотичное
решётка)
расположение)
Температура плавления
Строго фиксирована
Диапазон температур (размягчение)
Примеры
Лёд, соль, кварц
Стекло, смола, воск
Порядок

8.

Ф азов ы е переходы : В л ияние температ уры и давления
Изменение агрегатного состояния происходит, когда кинетическая энергия молекул сравнивается с энергией их взаимодействия.
Плавление
Кипение
Сублимация
Конденс ация
Увеличение температуры увеличивает кинетическую энергию частиц, заставляя их преодолевать межмолекулярные силы. Увеличение давления сближает частицы, усиливая эти
силы.

9.

Примеры из повседнев ной жизни
Адгезия и когезия
Поверх ностное натяжение
Клейкость скотча (адгезия —
Испарение и кипение
Для того чтобы молекула покинула
притяжение к другим телам) и форма
Почему насекомые могут ходить по
жидкость и стала паром, она должна
капли воды (когезия — притяжение
воде? Это результат сильного
иметь достаточно энергии, чтобы
молекул друг к другу) обусловлены
притяжения молекул воды,
преодолеть силы притяжения своих
молекулярными силами.
создающего "плёнку" на поверхности.
соседей.

10.

В ы воды : Рол ь молекул ярны х сил
Ф ундаментал ь ная основа
Определение свойств
Применение в науке
Понимание молекулярных взаимодействий
Сила этих взаимодействий напрямую
критически важно для материаловедения,
Межмолекулярные силы являются
определяет ключевые физические
фармакологии и разработки новых
фундаментальной причиной существования
параметры, такие как вязкость, плотность,
технологий.
трех агрегатных состояний и их уникальных
температуры плавления и кипения.
свойств.