Дальнейшее сближение - атом
Cтраница 2
 |
Потенциальная, кинетическая и общая энергия электронов и ядер двух сближающихся атомов в зависимости от межъядерного расстояния. [16] |
Сопоставляя рис. 28 и 29, мы видим, что площадь между нулевой осью и кривой / / / на рис. 28 понемногу растет при движении атома В от расстояния в 5 до 3 А; это отвечает приросту потенциальной энергии ( работа против сил отталкивания) и уменьшению кинетической. При дальнейшем сближении атомов баланс сил переходит на сторону притяжения, и площадь между нулевой осью и кривой / / / начинает нарастать ниже оси, вследствие чего потенциальная энергия ( линия V на рис. 29) начинает сперва медленно, а затем несколько быстрее падать. [17]
 |
Энергия образования молекулы водорода. [18] |
В точке Е энергия связи максимальная, что отвечает расстоянию между центрами атомов ядер Ог0, характеризующемуся равновесным состоянием сил притяжения и отталкивания. При дальнейшем сближении атомов силы отталкивания возрастают, и кривая энергии связи из области притяжения переходит в область отталкивания. [19]
Между двумя несвязанными атомами, расположенными друг от друга на расстоянии несколько меньшем, чем сумма их вандер-ваальсовых радиусов, наблюдается отталкивание, связанное со взаимодействием электронных оболочек этих атомов. Это взаимодействие увеличивается по мере дальнейшего сближения атомов. При образовании связи, например между двумя атомами углерода, соответственно сближаются и связанные с ними атомы или группы атомов; в результате становится возможным их взаимодействие в пространстве. [20]
Если за исходный уровень для определения потенциальной энергии пары атомов взять состояние, при котором они бесконечно далеки друг от друга ( практически удалены друг от друга на несколько сотен ангстрем), и считать, что в этом состоянии потенциальная энергия равна нулю, то при сближении атомов начинают действовать межатомные силы притяжения, а потенциальная энергия двухатомной системы становится отрицательной, поскольку атомы совершают работу. После того как расстояние между атомами достигнет некоторой критической величины ( соответствующей равновесному положению), начинают действовать межатомные силы отталкивания, и для дальнейшего сближения атомов уже над ними надо совершить работу. [21]
С уменьшением расстояния до некоторого значения RK силы притяжения Pnp ( R) возрастают быстрее сил отталкивания Рот ( R) - Последующее сокращение расстояния R связано с дальнейшим увеличением сил притяжения, но силы отталкивания также растут, и растут быстрее. В результате суммарная сила P ( R) взаимодействия ( притяжение) уменьшается и при некотором значении R - R0 становится равной нулю. Дальнейшее сближение атомов приведет к тому, что силы отталкивания будут значительно больше сил притяжения. Состояние равновесия между силами притяжения и отталкивания характеризуется минимальным значением потенциальной энергии системы. Поскольку всякая изолированная материальная система стремится к уменьшению потенциальной энергии, то положение атомов при межатомном расстоянии R0 наиболее устойчиво. [22]
 |
Схема сил притяжения и.| Кривые энергии связи при образовании молекулы водорода. [23] |
Кривая / показывает нарастание сил притяжения при сокращении межъядерного расстояния, кривая / / - нарастание сил отталкивания, кривая / / / результирующая. Когда атом В попадает в положение В, то сила притяжения его к атому А уравновешивается силой отталкивания ( DB В С), кривая / / / пересекает нулевую ось. Попытка дальнейшего сближения атомов встречает сопротивление резко возрастающих сил отталкивания. Равенству сил притяжения и отталкивания соответствует минимальная энергия системы, а следовательно, и наиболее устойчивое ее состояние. [24]
 |
График изменения сил притяжения и отталкивания при сближении атомов. [25] |
Силы химических связей возникают при сближении атомов до расстояний, имеющих порядок суммы радиусов свободных атомов. При сближении атомов происходит перекрытие волновых функций, поэтому возникают силы притяжения, которые являются причиной образования химической связи. При дальнейшем сближении атомов начинают действовать силы отталкивания; это короткодействующие силы, величина которых резко возрастает при уменьшении межатомного расстояния. В равновесном состоянии силы притяжения и отталкивания равны между собой, что соответствует минимальной энергии Е0 взаимодействующих частиц ( рис. 2.5) и, следовательно, устойчивому состоянию. По физической природе сил, действующих между частицами решетки, различают связи ионные, металлические, межмолекулярные и ковалентные. [26]
 |
Расщепление валентного энергетического уровня щелочного металла при различном числе взаимодействующих атомов.| В Озникновение и перекрывание. [27] |
Такое состояние характерно для одноатомного пара натрия. При химическом взаимодействии атомов с образованием кристалла по мере их сближения происходит расщепление уровней энергии в энергетические зоны. При дальнейшем сближении атомов на расстоянии г происходит перекрытие 3 - и Зр-зон разрешенных энергий. На расстоянии г ( межатомное расстояние в кристалле натрия) сближение атомов заканчивается и в этом состоянии валентная 3s - и вакантная Зр-зоны перекрыты. Таким образом, валентные 3 -электроны натрия могут занимать любое энергетическое состояние в пределах общей зоны, образующейся в результате перекрывания. Внутренние энергетические уровни Is, 2s, 2p могут расщепиться в зоны только на расстояниях меньше г, и в реальном кристалле натрия эти состояния в химической связи не участвуют, а связь осуществляется коллективом валентных электронов, энергетическое состояние которых характеризуется общей зоной, полученной в результате перекрывания. [28]
Такое состояние характерно для одноатомного пара натрия. При химическом взаимодействии атомов с образованием кристалла по мере их сближения происходит расщепление уровней энергии в энергетические зоны. При дальнейшем сближении атомов на расстоянии г происходит перекрытие JJs - и Зр-зон разрешенных энергий. На расстоянии г ( межатомное расстояние в кристалле натрия) сближение атомов заканчивается и в этом состоянии валентная 3s - и вакантная Зр-зоны перекрыты. Таким образом, валентные Зз-электроны натрия могут занимать любое энергетическое состояние в пределах общей зоны, образующейся в результате перекрывания. Внутренние энергетические уровни Is, 2s, If могут расщепиться в зоны только на расстояниях меньше г, и в реальном кристалле натрия эти состояния в химической связи не участвуют, а связь осуществляется коллективом валентных электронов, энергетическое состояние которых характеризуется общей зоной, полученной в результате перекрывания. [30]
Страницы: 1 2 3 4