Sıvı moleküller arasındaki mesafe. Gazlar, sıvılar ve katılardaki moleküller arasındaki mesafe

1. Gaz, sıvı ve katı maddelerin yapısı

Moleküler kinetik teori, maddenin neden gaz halinde, sıvı ve katı halde olabileceğini anlamayı mümkün kılar.
Gazlar. Gazlarda, atomlar veya moleküller arasındaki mesafe ortalama olarak ortalama moleküllerin boyutlarından daha fazlası ( Şekil 8.5.). Örneğin, atmosferik basınçta, geminin hacmi, içinde moleküllerin hacminden on bin kat daha yüksektir.

Gazlar kolayca sıkıştırılırken, moleküller arasındaki ortalama mesafe azalır, ancak molekül şekli değişmez ( Şekil 8.6.).

Büyük hızlara sahip moleküller - saniyede yüzlerce metre - uzayda hareket eder. Aşağıdaki, bilardo topları gibi farklı yönlerde birbirinden ayrı tutuyorlar. Gaz moleküllerinin çekiciliğinin zayıf güçleri birbirleriyle onları tutamıyor. bu nedenle gazlar daha da genişletilebilir. Formları veya hacmi tutmazlar.
Geminin duvarı ile ilgili çok sayıda molekül patlaması gaz basıncı yaratır.

Sıvılar. Sıvı moleküller birbirlerine neredeyse yakın konumdadır ( Şekil 8.7.) Bu nedenle, sıvı molekülü gaz molekülünden farklı davranır. Sıvılarda, komşu bir emir var, yani, sipariş edilen moleküllerin düzenlenmesi birkaç moleküler çaplara eşit mesafelerde tutulur. Molekül, komşu moleküllere bakan, denge konumunun yakınında dalgalanıyor. Sadece zaman zaman yeni bir denge pozisyonuna düşerek başka bir "zıplama" yapar. Dengenin bu pozisyonunda, itme kuvveti cazibe gücüne eşittir, yani molekülün etkileşiminin toplam gücü sıfırdır. Zaman smear hayatı Su molekülleri, yani, oda sıcaklığında belirli bir denge pozisyonu ile ilgili salınımların süresi, ortalama 10 -11 s'ye eşittir. Bir salınımın süresi önemli ölçüde daha azdır (10-12 -10 -13 c). Artan sıcaklık ile, çökelme yaşam moleküllerinin süresi azalır.

Sovyet fizikçisi YA.I. FREKLEM tarafından kurulan ilk kez sıvılardaki moleküler hareketin doğası, sıvıların temel özelliklerini anlamayı mümkün kılar.
Sıvı moleküller doğrudan birbirlerine yerleştirilir. İtici güç hacminde bir azalma ile çok yüksek olur. Bu açıklandı sıvıların küçük sıkıştırılabilirliği.
Bilindiği üzere, sıvılar sıvısı, yani formunuzu kaydetmeyin. Bunu açıklayabilirsin. Dış kuvvet, saniyede moleküllerin bornozlarının sayısını belirlemez. Ancak moleküllerin bir yerleşik konumdan diğerine atlamaları, esas olarak dış kuvvet yönündedir ( Şekil 8.8.). Bu yüzden sıvı akar ve damarın şeklini alır.

Katı gövdeler. Katı gövdelerin atomları veya molekülleri, sıvıların atom ve moleküllerinin aksine, belirli denge pozisyonları hakkında dalgalanır. Bu nedenle, katı gövdeler sadece hacmi değil, aynı zamanda. Katı moleküllerin etkileşiminin potansiyel enerjisi, kinetik enerjilerinin önemli ölçüde daha fazlasıdır.
Sıvılar ve katı gövdeler arasında önemli bir ayrım var. Sıvı, bireylerin huzursuz bir şekilde huzursuz olduğu insanların kalabalığı ile karşılaştırılabilir ve sağlam bir gövde, geceleri olmayan aynı kişilerin ince bir kohortuna benzer, ancak aralarında birkaç mesafeye dayanır. Atom veya katı iyonların denge konumlarının merkezlerini bağlarsanız, doğru uzamsal ızgara denir kristal.
Şekil 8.9 ve 8.10, aşçı tuzu ve elmas kristal kafeslerini gösterir. Kristal atomların bulunduğu yerde iç sipariş uygun dış geometrik formlara yol açar.

Şekil 8.11, yakut elmasları göstermektedir.

Moleküller arasındaki l mesafesinde, çok daha fazla moleküler 0: " l \u003e\u003e r 0.
Sıvılarda ve katı söyleme 0. Sıvı moleküller kargaşada bulunur ve zaman zaman bir yerleşmiş pozisyondan diğerine atlayın.
Moleküllerin (veya atomların) kristalin katı gövdeleri kesinlikle sipariş edilir.

2. Moleküler Kinetik Teorinde Mükemmel Gaz

Herhangi bir fizik alanının incelenmesi her zaman çalışmanın devam ettiği belirli bir modelin tanıtılmasıyla başlar. Örneğin, kinematiği incelediklerinde, vücut modeli bir malzeme noktasıydı, vb. Zaten tahmin ettiğiniz gibi, model asla gerçek süreçlere karşılık gelmez, ancak genellikle bu yazışmaya çok yaklaşıyor.

Moleküler fizikve özellikle MTT, istisna değildir. Birçok bilim adamı, sekizinci yüzyıldan başlayarak, M. Lomonosov, D. Joule, R. Clausius'tan başlayarak, modeli tanımlama sorunu üzerinde çalıştı. Sonuncusu, aslında, 1857'de ideal gazın modelini tanıttı. Moleküler kinetik teoriye dayanan bir maddenin temel özelliklerinin nitel bir açıklaması özellikle zor değildir. Bununla birlikte, teori, deneme (basınç, sıcaklık vb.) Ölçülen değerler arasında nicel ilişkiler kurar ve moleküllerin özellikleri, bunların sayısı ve hareket hızı çok karmaşıktır. Normal basınçlar altındaki gazda, moleküller arasındaki mesafe boyutlarından çok daha yüksektir. Bu durumda, moleküllerin etkileşimi kuvveti, küçük ve moleküllerin kinetik enerjisine çok daha fazla potansiyel etkileşim enerjisi için önemsizdir. Gaz molekülleri olarak kabul edilebilir malzeme noktaları Veya çok küçük katı toplar. Yerine gerçek gazze, bunların molekülleri arasında karmaşık etkileşim kuvvetleri olan arasında, düşüneceğiz model mükemmel gazdır.

Mükemmel gaz.- Moleküllerin ve gaz atomlarının, birbirleriyle etkileşime girmeyen (doğrudan temassız), ancak yalnızca yüz (bkz. Şekil 2) için çok küçük (nesli tükenmekte olan boyutlar) elastik toplar olarak gösterildiği gaz modeli.

RareFied hidrojenin (çok küçük basınç altında) neredeyse tam olarak ideal gazın modellerini tam olarak karşıladığı belirtilmelidir.

İncir. 2.

Mükemmel gaz. - Gaz, moleküller arasındaki etkileşimi önemsizdir. Doğal olarak, onlardaki mükemmel gazın moleküllerinin çarpışmasında, bir itme kuvveti vardır. Gaz molekülleri, maddi noktalar olarak kabul edilecek modele göre yapabileceğimizden bu yana, işgal ettikleri hacmin, geminin hacminden çok daha az olduğunu göz önünde bulundurarak moleküllerin boyutlarını ihmal ediyoruz.
Bu sistemin davranışlarının çalışılan kalıplarını açıklamak için kesinlikle gerekli olan fiziksel modelde yalnızca gerçek sistemin özelliklerinin dikkate alındığını hatırlayın. Hiçbir model sistemin tüm özelliklerini geçemez. Şimdi oldukça dar bir görevi çözmeliyiz: Moleküler kinetik bir teori yardımı ile hesaplamak, geminin duvarlarındaki mükemmel gazın basıncı. Bu sorun için, ideal gazın modeli oldukça tatmin edicidir. Tecrübe ile onaylanan sonuçlara yol açar.

3. Moleküler Kinetik Teoride Gaz Basıncı Gazın kapalı bir damarda olmasına izin verin. Basınç göstergesi gaz basıncını gösterir p 0. Bu basınç nasıl ortaya çıkıyor?
Her bir gaz molekülü, duvara çarparak, küçük bir süre için bir kuvvetle hareket eder. Duvarın düzensiz darbelerinin bir sonucu olarak, basınç, Şekil 8.12'de gösterildiği gibi zamanla hızla değişir. Bununla birlikte, bireysel moleküllerin darbelerinin neden olduğu eylemler, kayıtlı olmayan manometre olmadıkları kadar zayıftır. Basınç göstergesi, alanmış elemanının yüzey alanının her biriminde hareket eden ortalama kuvveti kaydeder - membran. Küçük basınç değişikliklerine rağmen, ortalama basınç değeri p 0pratik olarak belirli bir miktar olduğu ortaya çıkıyor, çünkü duvar hakkında çok fazla patlama var ve molekül kitleleri çok küçük.

Mükemmel gaz gerçek bir gaz modelidir. Bu modele göre, gaz molekülü, etkileşimi sadece çarpışmalarında meydana gelen malzeme noktaları olarak görülebilir. Duvara bakan gaz molekülleri üzerine baskı yaptı.

4. Mikro ve Gaz Macroparameters

Artık ideal gazın parametrelerini tanımlamaya devam edebilirsiniz. İki gruba ayrılırlar:

Mükemmel gaz parametreleri

Yani, mikroparameterler ayrı bir parçacık (mikrotela) durumunu tanımlar ve makroparameterler, gazın (Makotel) tüm kısmının durumudur. Şimdi bazı parametreleri başkalarıyla veya ana MKT denklemini bağlayan bir ilişki yazıyoruz:

İşte: - Ortalama parçacık hızı;

Tanım. - konsantrasyon Gaz parçacıkları - birim hacmi başına parçacıkların sayısı; ; birim -.

5. Ortalama hız hızı molekülleri

Ortalama basıncı hesaplamak için, moleküllerin ortalama hızını (daha kesin, hızın ortalama hızını) bilmeniz gerekir. Bu basit bir soru değil. Hızın her parçacık olduğu gerçeğine alışkınsınız. Moleküllerin ortalama hızı, tüm parçacıkların hareketine bağlıdır.
Orta değerler. En başından itibaren, gazın oluştuğu tüm moleküllerin hareketini izleme girişimlerini terk etmek gerekir. Onlar çok fazla ve çok zor hareket ediyorlar. Her molekülün nasıl hareket ettiğini bilmemize gerek yok. Sonucun tüm gaz moleküllerinin hareketinin nasıl olduğunu öğrenmeliyiz.
Tüm gaz moleküllerinin bütünlüğünün hareketinin doğası, deneyimden bilinir. Moleküller dağınık (termal) bir hareketle yer almaktadır. Bu, herhangi bir molekülün hızının hem çok büyük hem de çok küçük olabileceği anlamına gelir. Moleküllerin hareket yönü, birbirleriyle çarpışmalarıyla anlaşılmaz bir şekilde değişir.
Bununla birlikte, bireysel moleküllerin hızı, ancak ortalama Bu hızların modülünün değeri oldukça tanımlanmıştır. Aynı şekilde, eşitsiz sınıftaki öğrencilerin büyümesi, ancak ortalama değeri belli bir sayıdır. Bu numarayı bulmak için, bireysel öğrencilerin büyümesini katlamak ve bu tutarı öğrenci sayısına bölmek gerekir.
Hızın ortalama hızı. Gelecekte, hızın ortalama değerine ve hızın meydanına ihtiyacımız olacak. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi bu değere bağlıdır. Ve moleküllerin ortalama kinetik enerjisi, yakında ikna edileceğimiz gibi, çok büyük önem Tüm moleküler kinetik teoride.
Bireysel gaz moleküllerinin hız modüllerini belirtir. Hızın ortalama hızı aşağıdaki formülle belirlenir:

nerede N. - Gazdaki molekül sayısı.
Ancak, herhangi bir vektörün modülünün karesi, koordinat ekseni üzerindeki projeksiyonlarının karelerinin toplamına eşittir. Oh, Oy, Oz. bu nedenle

Değerlerin ortalama değerleri, formül (8.9) gibi formüllerle belirlenebilir. Oran olarak projeksiyon karelerinin ortalama değer ve ortalama değerleri arasında bir en boy oranı vardır (8.10):

Aslında, her molekül için eşitlik (8.10) adil. Bireysel moleküller için bu tür eşitlikleri yürütmek ve elde edilen denklemin her iki bölümünü molekül sayısına bölmek N.Formula'ya (8.11) geleceğiz.
Dikkat! Üç eksen yolu olarak Oh, oy. ve Oz.moleküllerin rastgele hareketi nedeniyle, hız projeksiyonlarının karelerinin ortalama değerleri birbirine eşittir:

Bkz. Kaosdan belirli bir düzende yüzer. Bunu çözebilir misin?
Oran (8.12) göz önüne alındığında, bunun yerine formül (8.11) 'de değiştiriyoruz. Sonra hız çıkıntısının orta karesi için:

yani. Ortalama hız projeksiyon karesi, hızın orta meydanının 1 / 3'üdür. Çarpan 1/3, boşluğun üç boyutlu ve buna göre, herhangi bir vektörden üç çıkıntının varlığından dolayı belirir.
Moleküllerin hızı rastgele değişir, ancak hızın ortalama karesi oldukça belli bir miktardır.

6. Moleküler kinetik teorinin ana denklemi
Gazların moleküler kinetik teorisinin ana denkleminin sonuçlanmasıyla devam ediyoruz. Bu denklemde, gaz basıncının moleküllerinin ortalama kinetik enerjisinden bağımlılığı kurulur. XIX yüzyılda bu denklemin çıktısından sonra. Ve adaletinin deneysel kanıtı, bugüne kadar devam eden nicel bir teorinin hızlı gelişmesine başladı.
Fizikteki hemen hemen herhangi bir ifadenin kanıtı, herhangi bir denklemin geri çekilmesi, çeşitli derecelerde sıkı ve ikna edici bir şekilde yapılabilir: çok basit, az ya da çok kesinlikle ya da tam titiz, uygun fiyatlı modern bilim.
Gazların moleküler kinetik teorisinin denkleminin katı çıkışı oldukça karmaşıktır. Bu nedenle, denklemin güçlü bir şekilde basitleştirilmiş, şematik bir sonucu ile sınırlıyız. Tüm basitleştirmelere rağmen, sonuç doğru olacaktır.
Ana denklemin çıktısı. Duvardaki gaz basıncını hesaplayın CD Gemi Abcd. Meydan S.Koordinat eksenine dik ÖKÜZ. (Şekil 8.13).

Duvarla ilgili moleküle ettiğinizde, dürtü değişir :. Molekül hız modülü, vururken değişmediğinden, . Newton'un ikinci yasasına göre, molekül darbesindeki değişiklik, üzerindeki damar duvarının gücü ile dürtüye eşittir ve Newton'un üçüncü yasasına göre, molekülün olan kuvvetin modülündeki dürtü duvarı etkiledi. Bu nedenle, molekülün duvardaki etkisinin bir sonucu olarak, kuvveti, dürtüsü eşittir.

100 ° C'de doymuş su buharı molekülleri arasındaki ortalama mesafe nedir?

"GERÇEKLEŞTİRMEK İÇİN GERÇEKLEŞTİRME GÖRÜNTÜLERİNDE 4.1.65 giriş sınavları Fizik Ugntu'da "

Verilen:

\\ (t \u003d 100 ^ \\ circ \\) c, \\ (l -? \\)

Sorunun çözümü:

Su buharı, \\ (\\ n \\) köstüsüne eşit bazı keyfi miktarlarda düşünün. Bu miktarda su buharı ile işgal edilen hacim \\ (v \\) belirlemek için, Klapaireron-Mendeleev denklemini kullanmanız gerekir:

Bu formülde \\ (r \\), 8,31 J / (MOL · K) 'e eşit, evrensel bir gaz sabittir. 100 ° C'lik bir sıcaklıkta doymuş su buharının \\ (p \\) basıncı 100 kPa'dır. Ünlü gerçekVe her öğrenci onu tanıyor olmalı.

Su buharı moleküllerinin miktarını belirlemek için \\ (n \\), aşağıdaki formülü kullanıyoruz:

İşte \\ (n_a \\), AVOGADRO sayısı, 6.023 · 10 23 1 / mol'a eşittir.

Daha sonra, her bir molekül, açıkça formül tarafından belirlenen bir hacim küpünü oluşturur. (V_0 \\):

\\ [(V_0) \u003d \\ frac (v) (n) \\]

\\ [(V_0) \u003d \\ frac ((\\ nu rt)) ((P \\ nu (n_a))) \u003d \\ frac ((oda)) ((P (n_a))) \\]

Şimdi grafiğe göreve bakın. Her molekülün küpünde şartlı olarak, iki molekül arasındaki mesafe 0 ila \\ (2d \\) arasında değişebilir, buradaki \\ (d \\), küpün kenarının uzunluğudır. Ortalama mesafe \\ (l \\), Küba'nın (D \\) kenarının uzunluğuna eşit olacaktır:

Kenarın uzunluğu \\ (d \\) bu şekilde bulunabilir:

Sonuç olarak, böyle bir formülü alacağız:

Sıcaklığı Kelvin ölçeğinde çeviriyoruz ve cevabı düşünüyoruz:

Cevap: 3.72 nm.

Çözümü anlamıyorsanız ve bir tür sorunuz varsa veya bir hata buldunuz veya bir hata buldunuz, ardından aşağıda yorumu cesaretle bırakın.

Moleküler kinetik teori, tüm maddelerin üçte olabileceğine dair bir açıklama sağlar. toplam Devletler: Katı, sıvı ve gaz halinde. Örneğin, buz, su ve su buharı. Genellikle plazma, maddenin dördüncü durumu olarak kabul edilir.

Maddenin toplam halleri (Latin'den agrego. - Ben ekleyerek, bağlarım) - aynı maddenin durumu, aralarındaki geçişler, fiziksel özelliklerinde bir değişiklik eşlik eden geçişler. Bu, maddenin toplam durumlarındaki değişimdir.

Aynı maddenin molekülünün her üç durumunda, birbirlerinden farklı değildir, sadece kendi konumları, termal hareketin niteliği ve intermoleküler etkileşimin güçleri değişir.

Moleküllerin gazlardaki hareketi

Gazlarda, moleküller ve atomlar arasındaki mesafe, moleküllerin boyutlarından önemli ölçüde daha büyüktür ve cazibe kuvvetleri çok küçüktür. Bu nedenle, gazların kendi formları ve kalıcı tutarları yoktur. Gazlar kolayca sıkıştırılır çünkü itme kuvvetleri büyük mesafeler Ayrıca küçük. Gazlar, süresiz olarak genişletmek, onlara verilen tüm hacmi doldurmak için bir özellik vardır. Gaz molekülleri çok hareket ediyor büyük hızlar, birbirleriyle karşılaşın, farklı yönlerde birbirinden ayırın. Geminin duvarı ile ilgili çok sayıda molekül patlaması gaz basıncı.

Moleküllerin sıvılardaki hareketi

Sıvılarda, molekül sadece dengenin konumuna yakın değil, aynı zamanda komşu bir denge konumundan da atlayabilir. Bu atlamalar periyodik olarak ortaya çıkar. Bu tür atlamalar arasındaki zaman kesildi ortalama yerleşim zamanı (veya ortalama gevşeme süresi) Ve harf tarafından belirtilir. Başka bir deyişle, gevşeme süresi, yaklaşık bir tanınımsal denge pozisyonundaki salınımların zamanıdır. Oda sıcaklığında, bu süre ortalama 10 -11 S'dir. Bir salınımın süresi 10 -12 ... 10 -13 s.

Sınıf ömrü süresi, sıcaklıkta bir artışla azalır. Sıvı moleküller arasındaki mesafe, moleküllerin boyutlarından daha azdır, parçacıklar birbirine yakındır ve intermoleküler cazibe büyüktür. Bununla birlikte, sıvı moleküllerinin yeri kesinlikle ses seviyesi boyunca emredilmez.

Sıvılar, katı gövdeler gibi, hacimlerini korur, ancak kendi formları yoktur. Bu nedenle, bulunduğu geminin şeklini alırlar. Sıvının böyle bir özelliğe sahip akışkanlık. Bu özellik nedeniyle, sıvı şekildeki değişikliğe direnmez, hafifçe sıkıştırılmış ve fiziki ozellikleri Sıvının içindeki her yöne aynı (sıvı izotropisi). İlk defa, sıvılardaki moleküler hareketin doğası Sovyet fizikçi Yakov Ilyich Frenkel (1894 - 1952) tarafından kurulmuştur.

Moleküllerin katı gövdelerdeki hareketi

Moleküller ve katı gövde atomları belirli bir düzende ve formda bulunur. kristal kafes . Bu tür katılar kristalize olarak adlandırılır. Atomlar, dengenin konumuna yakın salınım hareketleri yapar ve aralarındaki ilgi çekicidir. Bu nedenle, normal koşullardaki katı gövdeler hacmi korur ve kendi formlarına sahiptir.

Fizik

Maddenin atomları ve molekülleri arasındaki etkileşim. Katı, sıvı ve gazlı gövdelerin yapısı

Madil molekülleri arasında aynı anda çalıştırılır, çekiciliğin gücü ve itici güç gücü. Bu güçler büyük ölçüde moleküller arasındaki mesafelere bağlıdır.

Deneysel I'e göre. teorik Çalışmalar İntermoleküler etkileşim kuvvetleri ters orantılıdır nth derecesi Moleküller arasındaki mesafeler:

cazibe Kuvvetleri N \u003d 7 ve itibarın güçleri için.

İki molekülün etkileşimi, ortaya çıkan cazibe kuvvetlerinin çıkıntısının bağımlılığının grafiği ve moleküllerin rötuşlarının merkezleri arasındaki mesafeden itin. Molekülün kökeniyle, molekülün (2) ortasına kadar koordinatların kökeniyle çakışan molekül 1'den gelen ekseni göndereceğiz (Şek. 1).

Daha sonra molekülün 2 itme kuvvetinin, R ekseni üzerindeki molekül 1'den çıkıntı olumlu olacaktır. Molekülün (2) moleküle 1'in cazibesinin gücünün projeksiyonu olumsuz olacaktır.

İtme kuvveti (Şek. 2), düşük mesafelerde çok daha fazla karşılaşma, ancak artan R ile daha hızlı düşüşüdür. Cazibe karşılaşmaları, artan R ile hızla azalmaktadır, bu nedenle belirli bir mesafeden başlayarak, moleküllerin etkileşimi ihmal edilebilir. Moleküllerin hala etkileşime girdiği en büyük mesafe rm, moleküler eylem yarıçapı olarak adlandırılır. .

Modüldeki itme kuvveti, çekiciliğin kuvvetlerine eşittir.

Mesafe istikrarlı bir dengeye karşılık gelir karşılıklı pozisyon moleküller.

Maddenin çeşitli toplam durumlarında, molekülleri arasındaki mesafe farklıdır. Bu nedenle, moleküllerin güç etkileşimindeki fark ve gaz, sıvı ve katı moleküllerin hareketinin doğasında önemli bir farklılık.

Moleküller arasındaki mesafenin gazlarında, moleküllerin boyutlarından birkaç kez daha yüksektir. Sonuç olarak, gaz molekülleri arasındaki etkileşim kuvveti küçüktür ve moleküllerin termal hareketinin kinetik enerjisi, etkileşimlerinin potansiyel enerjisini aşıyor. Her molekül, diğer moleküllerden (saniyede yüz metre), diğer moleküllerle çarpışmalardaki yön ve hız modülünü değiştirerek serbestçe hareket eder. Serbest gaz moleküllerinin uzunluğu, gazın basıncına ve sıcaklığına bağlıdır. Normal koşullar altında.

Sıvılarda, moleküller arasındaki mesafe gazlardan önemli ölçüde daha azdır. Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri büyüktür ve moleküllerin hareketinin kinetik enerjisi, akışkan moleküllerinin belirli bir denge pozisyonu hakkında salınımlar yaptıkları bir sonuç olarak, etkileşimlerinin potansiyel enerjisi ile orantılıdır, daha sonra çoktan yeni denge pozisyonlarına atlayın. Sıvı akışına yol açan küçük zaman dilimleri. Böylece, sıvı molekülleri çoğunlukla salınım ve çeviri hareketleri yapar. İÇİNDE katı gövdeler Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri, moleküllerin hareketinin kinetik enerjisinin etkileşimlerinin potansiyel enerjisinden çok daha az olması çok büyüktür. Moleküller, yalnızca kristal kafesindeki düğümün içindeki bazı kalıcı konumu hakkında küçük bir genliğe sahip salınımları yapar.

Bu mesafe, maddenin ve molar kütlesinin yoğunluğunu bilerek tahmin edilebilir. Konsantrasyon -birim hacmi başına parçacıkların sayısı yoğunlukla ilişkilidir, molar kütle ve oranı ile Avogadro sayısı.

Fizik. Moleküller. Moleküllerin Gazlı, Sıvı ve Katı Mesafede Konumu.

Molekülün gaz halindeki durumlarında birbirleriyle bağlı değildir, birbirinden yüksek bir mesafededir. Hareketi Brownian. Gaz sıkıştırılması nispeten kolay olabilir.
Sıvı - birbirine yakın moleküllerde, birlikte dalgalanır. Neredeyse sıkıştırma yapmayın.
Firdom - moleküller sıkı (kristalli kafeslerde), molekül yoktur. Sıkıştırma yenilmez.
Maddenin yapısı ve kimya başlangıcı:
http://samlib.ru/a/anemow_e_m/aa0.shtml
(Kayıt olmadan ve SMS mesajları olmadan, kullanışlı bir metin biçiminde: CTRL + C'yi kullanabilirsiniz)
Molekülün katı halde hareket etmediği gerçeğiyle aynı fikirde olması imkansızdır.
Moleküllerin gazlardaki hareketi
Gazlarda, moleküller ve atomlar arasındaki mesafe, moleküllerin boyutlarından önemli ölçüde daha büyüktür ve cazibe kuvvetleri çok küçüktür. Bu nedenle, gazların kendi formları ve sabit hacmine sahip değildir. Gazlar kolayca sıkıştırılır, çünkü uzun mesafelerdeki itme kuvveti de küçüktür. Gazze, sınırsız genişlemeye, kendilerine verilen tüm hacmin tamamını dolduruyor. Gaz molekülleri çok büyük hızlarla hareket eder, birbirleriyle karşılaşın, birbirinden farklı yönlerde birbirinden ayırın. Geminin duvarı ile ilgili çok sayıda molekül patlaması gaz basıncı yaratır.

Moleküllerin sıvılardaki hareketi
Sıvılarda, molekül sadece dengenin konumuna yakın değil, aynı zamanda komşu bir denge konumundan da atlayabilir. Bu atlamalar periyodik olarak ortaya çıkar. Bu tür atlamalar arasındaki zaman segmenti, yerleşim ömrünün (veya ortalama gevşeme süresi) ortalama süresinin adıydı ve harf tarafından gösterilir. Başka bir deyişle, gevşeme süresi, belirli bir denge pozisyonu hakkında salınımların zamanıdır. Oda sıcaklığında, bu sefer ortalama 10-11 saniyedir. Bir salınımın süresi 10-1210-13 s'dir.

Sınıf ömrü süresi, sıcaklıkta bir artışla azalır. Sıvı moleküller arasındaki mesafe, moleküllerin boyutlarından daha azdır, parçacıklar birbirine yakındır ve intermoleküler cazibe büyüktür. Bununla birlikte, sıvı moleküllerinin yeri kesinlikle ses seviyesi boyunca emredilmez.
Firma gövdeleri gibi sıvılar, hacimlerini korur, ancak kendi formları yoktur. Bu nedenle, bulunduğu geminin şeklini alırlar. Sıvının akışkanlık olarak böyle bir özelliğe sahiptir. Bu özellik nedeniyle, sıvı şekildeki değişikliğe direnmez, hafifçe sıkıştırılır ve fiziksel özellikler sıvının içindeki her yöne aynıdır (sıvının izotropisi). İlk defa, sıvılardaki moleküler hareketin doğası Sovyet fizikçi Yakov Ilyich Frenkel (1894 1952) tarafından kurulmuştur.
Moleküllerin firma gövdelerinde hareketi
Moleküller ve sağlam gövde atomları belirli bir sırayla bulunur ve bir kristal kafes oluşturur. Bu tür katılar kristalize olarak adlandırılır. Atomlar, dengenin konumuna yakın salınım hareketleri yapar ve aralarındaki ilgi çekicidir. Bu nedenle, normal koşullardaki firma gövdeleri hacmi korur ve kendi formları vardır.
Gazlı hareketli randomno'da, sürdü
Birbirlerine göre hareket eden sıvı
Katı halinde - hareket etmeyin.

Moleküller arasındaki mesafeye bağlı olarak nasıl değiştiğini göz önünde bulundurun, sonuçta ortaya çıkan etkileşim kuvvetinin öngörülmesi, aralarındaki moleküller merkezlerine doğrudan bağlanır. Moleküller, boyutlarını birkaç kez aşan mesafelerde ise, aralarındaki etkileşimin gücü etkilemez. Moleküller arasındaki etkileşimin gücü kısa mesafelidir.

2-3 molekülün arasındaki mesafelerde, itme kuvveti neredeyse sıfıra eşittir. Sadece çekiciliğin gücü belirgindir. Mesafe azaldıkça, cazibe kuvveti artar ve itme kuvveti aynı anda başlar. Elektronik moleküllerin elektronik kabukları üst üste gelmeye başladığında bu kuvvet çok hızlı bir şekilde artar.

Şekil 2.10, grafiksel olarak projeksiyonun bağımlılığını gösteriyor F. r. moleküllerin merkezleri arasındaki mesafeden etkileşiminin gücü. Mesafe r. 0, yaklaşık olarak eşit miktar Yarıçap molekülleri F. r. = 0 Cazibe kuvveti, itibarın gücünü modüle eşit olduğundan. İçin r. > r. Moleküller arasında 0 cazibe gücüdür. Sağ molekül üzerinde hareket eden kuvvetin projeksiyonu negatiftir. İçin r. < r. 0 olumlu projeksiyon değerine sahip bir itme kuvveti var. F. r. .

Esneklik gücünün kökeni

Moleküllerin etkileşim kuvvetlerinin aralarındaki mesafeden bağımlılığı, sıkıştırma ve gerginlik sırasında esneklik gücünün ortaya çıkmasını açıklar. Molekülleri mesafeye getirmeye çalışırsanız, daha az G0, daha sonra yaklaşmayı önler. Aksine, moleküller birbirinden çıkarıldığında, harici pozlamanın durduktan sonra molekülleri başlangıç \u200b\u200bpozisyonlarına döndüren cazibe gücü.

Moleküllerin denge pozisyonlarından küçük bir şekilde yer değiştirmesiyle, çekimin gücü veya itme gücü arttırılarak artmaktadır. Küçük bir bölümde eğri düz bir çizgi olarak kabul edilebilir (Şekil 2.10'daki eğrinin kalınlaştırılmış kısmı). Bu nedenle, küçük deformasyonlarla, esneklik gücünün deformasyonla orantılı olduğu, bir hırsızın adil bir yasası olduğu ortaya çıktı. Moleküllerin büyük yer değiştirmelerine sahip olan hırsızın yasası zaten haksız.

Vücudun deformasyonu sırasında, tüm moleküller arasındaki mesafeler, daha sonra komşu moleküllerin katmanlarının payı hafif bir genel deformasyon parçası vardır. Bu nedenle, bisiklet yasası, moleküllerin boyutlarından milyonlarca kattan, deformasyonlarda gerçekleştirilir.

Atom-güç mikroskobu

İtici güçlerin, düşük mesafelerdeki atomlar ve moleküller arasındaki etkisi üzerine, bir atom-güç mikroskobu (AFM) cihazı kuruldu. Bu mikroskop, tünelin aksine, iletken olmayan görüntüleri elde etmenizi sağlar elektrik yüzeyler. Bir tungsten yerine bir AFM'dir, küçük bir elmas parçası kullanılır, atom boyutlarına işaret edilir. Bu parça ince bir metal tutucuya sabitlenir. Adanın çalışma altındaki yüzeyle yakınlaşması ile, elmas atomları ve yüzeylerin elektronik bulutları örtüşmeye başlar ve itme kuvveti ortaya çıkar. Bu güçler, elmas adasının ucunu saptırıyor. Sapma, tutucuya bağlı aynadan yansıyan bir lazer ışını kullanılarak kaydedilir. Yansıyan ışın, tünel mikroskobunun manipülatörüne benzer bir piezoelektrik manipülatörü kullanır. Geri besleme mekanizması, elmas iğnesinin yüzey üzerinde böyle bir yüksekliğini sağlar, böylece tutucu plakanın bükülmesi değişmeden kalır.

Şekil 2.11'de, AFM kullanılarak elde edilen, alanin amino asitlerin polimerik zincirlerinin görüntüsünü görürsünüz. Her tüberkül, bir amino asit molekülüdür.

Şu anda, nükleer mikroskoplar şu anda, cihazın, mesafedeki moleküler kuvvetlerin moleküler kuvvetlerinin, atomun boyutundan birkaç kez daha yüksek olan etkilerini temel alarak tasarlanmıştır. Bu güçler AFM'de yaklaşık 1000 kat daha az itme kuvvetidir. Bu nedenle, kaydolma kuvvetleri için daha karmaşık bir duyarlı sistem uygulanır.

Atomlar ve moleküller elektriksel olarak yüklü parçacıklardan oluşur. Elektrikli kuvvetlerin düşük mesafelerde etkisi nedeniyle, moleküller çekilir, ancak atomların elektronik kabukları örtüştüğünde tekrarlanmaya başlar.