Cтраница 4
Молекулы воды являются полярными. В полярном растворителе, как правило, хорошо растворяются полярные соединения - соединения с ионной и ковалентной полярной связью. Это связано с возможностью электростатического взаимодействия между полярными молекулами растворителя и полярными молекулами или ионами растворенного вещества. Вещества, образующие неполярные и слабополярные молекулы, мало растворяются в воде, но хорошо растворяются в неполярных растворителях, природа межмолекулярных взаимодействий в которых похожа на природу межмолекулярных взаимодействий в этих веществах. Например, в бензине, четыреххлористом углероде хорошо растворяются масла, плохо растворимые в воде, но почти не растворяются соли. [46]
Молекулы воды являются полярными. В полярном растворителе, как правило, хорошо растворяются полярные соединения - соединения с ионной и ковалентной полярной связью. Это связано с возможностью электростатического взаимодействия между полярными молекулами растворителя и полярными молекулами или ионами растворенного вещества. Вещества, образующие неполярные и слабополярные молекулы, мало растворяются в воде, но хорошо растворяются в неполярных растворителях, природа межмолекулярных взаимодействий в которых похожа на природу межмолекулярных взаимодействий в этих веществах. Например, в бензине, четыреххлористом углероде хорошо растворяются масла, плохо растворимые в воде, но почти не растворяются соли. [47]
Один и тот же полимер при нагревании или охлаждении может переходить из одного физического состояния в другое. Так, например, полиизобутилен, находящийся при комнатной температуре в высокоэластическом состоянии, нагреванием может быть переведен в вязкотекучее состояние, а охлаждением - в стеклообразное. С другой стороны, один и тот же полимер в зависимости от скорости воздействия механических сил может проявлять свойства, характерные для любого из этих трех состояний. Так, например, тот же полиизобутилен, который при воздействии обычных сил ведет себя при комнатной температуре как высокоэластичное тело, может при той же температуре обнаружить текучесть, если силы действуют очень долго, или повести себя как твердое тело, если длительность действия сил мала, а скорость их приложения очень велика. Следовательно, физическое состояние аморфных линейных полимеров обусловлено не только природой межмолекулярных взаимодействий и упорядоченностью расположения частиц, но может также изменяться в зависимости от скорости и длительности действия механических сил. [48]
Сейчас мы убедимся, что статистическая механика заполняет этот пробел. Метод канонического распределения дает нам модель системы, находящейся в тепловом равновесии, и позволяет выразить все термодинамические величины через величины, характеризующие микроскопические свойства молекул. Справедливость такой модели убедительно подтверждается сопоставлением с экспериментальными результатами. Статистическая механика позволяет решать проблемы двоякого ряда. С другой стороны, она позволяет определять микроскопические свойства ( например, природу межмолекулярных взаимодействий) исходя из результатов измерений макроскопических термодинамических параметров. Наконец, последнее, но не самое маловажное обстоятельство: статистическая механика позволяет исследовать пределы применимости классической термодинамики, а также раздвинуть границы исследований макроскопических свойств вещества и распространить их на такие условия, при которых термодинамика заведомо непригодна. [49]
Эксперименты подтверждают, что вязкость не зависит от давления в очень широких пределах. Согласно данным для аргона от 10 - 3 до 102 зтм, представленным на рис. 24.13, а, вязкость постоянна меязду 0 01 атм и приблизительно 50 атм. Прерывистая лилия рассчитана для о22 - 10 - 6 см2, что соответствует атомному диаметру около 260 им ( ср. Согласие вполне приемлемое я дает правильный порядок величины. Точного совпадения не может быть из-за приближенности расчета и неучета того факта, что молекулярные столкновения являются динамическими процессами и в действительности связаны с природой межмолекулярных взаимодействий. [50]
Измерение интенсивностей в растворах упрощается, поскольку ширина полос поглощения обычно в несколько раз превосходит разрешающую способность прибора. Однако ряд других факторов усложняет интерпретацию интенсивностей в спектрах жидкостей. На интенсивности полос поглощения в растворах влияют коэффициент преломления растворителя и его диэлектрическая постоянная. Наибольшая интенсивность полос поглощения в растворе наблюдается при использовании сильно полярных растворителей. Была разработана теория, учитывающая влияние этих факторов на интенсивности полос поглощения. Однако эта теория несостоятельна при объяснении изменения интенсивностей при переходе от одного растворителя к другому, что, возможно, обусловлено тем, что в ней учитываются только объемные свойства растворителя. Исходя из этого, можно предположить, что специфические взаимодействия между молекулами растворителя и растворенного вещества играют важную роль в определении интенсивности полос поглощения колебательных переходов. Природа межмолекулярного взаимодействия в растворе определяется главным образом диполь-дипольным взаимодействием и специфическим взаимодействием типа водородной связи между молекулами растворителя и растворенного вещества. Для межмолекулярного взаимодействия на близких расстояниях существенное значение имеют форма и размеры молекул, поскольку эти факторы определяют упаковку молекул растворителя вокруг центральной молекулы растворенного вещества. Оба фактора влияют также на характер специфического межмолекулярного взаимодействия. [51]
Согласно интерпретации, предложенной Ю. В. Гуриковым [71], гидрофобные молекулы не являются единственным компонентом, заполняющим пустоты в квазикаркасе воды. Процесс изгибания водородных связей увеличивает возможность молекул заполнять свободное междуузельное пространство. С точки зрения решеточной модели расплавленный каркас льда можно рассматривать как квазикаркас, пустоты которого заполнены молекулами, сохранившими водородные связи ( хотя может быть и ослабленные) со своими первоначальными соседями из каркаса. Такие полостные молекулы удобно называть гидрофильными. Поскольку гидрофобные и гидрофильные полостные молекулы по-разному взаимодействуют с каркасом, следует различать и два сорта квазикаркасов: а) упорядоченный каркас, образующий обрамление для гидрофобных молекул; б) разупорядоченный каркас, заключающий в себе гидрофильные полостные молекулы. Эти соображения, естественно, приводят к обобщенной двухструктурной модели, согласно. С формальной точки зрения обобщенная двухструк-турная модель может быть отнесена к классу моделей четырех состояний. В рамках этой модели удается объяснить широкую совокупность экспериментальных результатов и более глубоко проникнуть в природу межмолекулярных взаимодействий в воде. [52]