Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

15 Силы взаимодействия между молекулами Наличие в природе жидкостей и твердых тел обязано существо- ванию межмолекулярных взаимодействий. Характер этих взаимодей- ствий определяет термодинамические свойства газов и жидкостей, их кинетические характеристики (коэффициенты теплопроводности, диффузии, вязкости и т.д.). Межмолекулярные силы определяют так- же большую часть свойств кристаллов, таких как равновесная гео- метрия, энергия сцепления, фононные спектры и т.д. Межмолекулярные взаимодействия обусловливают образова- ние сложных химических комплексов с переносом заряда, с водород- ной связью. Основными источниками сведений о межмолекулярных силах служат: 1) эксперименты по рассеянию в атомно-молекулярных пучках; 2) спектроскопические измерения; 3) данные по теплофизическим свойствам газов и жидкостей; 4) данные по свойствам кристаллов; 5) эксперименты по ядерному магнитному резонансу в твердых телах и жидкостях (время спиновой и спин-решеточной релаксаций). Вследствие электрической нейтральности атомов и молекул межмолекулярные силы взаимодействия являются коротко дей- ствующими. На расстояниях, превышающих размеры молекул в несколько раз, эти силы практически не сказываются. Силы вза- имодействия молекул друг с другом представляют собой равно- действующие силы притяжения и отталкивания, компенсирующие друг друга на некотором равновесном расстоянии между молеку- лами. Представлены примерные зависимости проекций сил оттал- кивания (кривая 1 ) и притяжения (кривая 2 ) и равнодействующие силы (кривая 3 ) от расстояния между центрами молекул (рис. 1.3). Силы отталкивания практически равны нулю, когда расстояние меж- ду молекулами в два – три раза превышает диаметр молекул, и резко возрастают, когда электронные оболочки атомов начинают перекрываться.