Лондоновские дисперсионные силы

Cтраница 1

Лондоновские дисперсионные силы действуют между любыми атомами и молекулами независимо от их строения. Наглядно можно представить, что дисперсионные силы возникают вследствие синхронизации мгновенных диполей взаимодействующих частиц. Атом гелия имеет сферическую симметрию, поэтому не имеет ди-польного момента. Однако такое представление основано на усреднении во времени. [2]

Лондоновские дисперсионные силы являются чисто физическими по характеру взаимодействия и не предполагают образования каких-либо химических связей. Физическая адсорбция является результатом действия таких сил. Для них характерны сравнительно низкие значения энергии и достаточно быстрое установление равновесия. Оба этих следствия физической адсорбции позволяют осуществлять достаточно легко хроматографический процесс в равновесных условиях и разделять смеси различных веществ. На неполярных адсорбентах, например на графитированной саже, вся энергия адсорбции неполярных соединений, в частности, углеводородов, обусловлена дисперсионным взаимодействием. [4]

Существует предположение, что дальнодействующее притяжение между молекулами определяют лондоновские дисперсионные силы. Действительно, индукционная составляющая для газов равна - 5 %, ориентационная составляющая достаточно велика для полярных молекул ( например, для Н2О), но в отличие от других составляющих обратно пропорциональна температуре. [5]

При очень высоких заполнениях, когда молекулы адсорбата расположены близко друг от друга, существенную роль могут играть лондоновские дисперсионные силы. Однако при столь высоких значениях 6 форму адсорбционной изотермы определяет в основном предэкспо-ненциальный член [ ленгмюровский, ср. [6]

Силы, действующие между полярными молекулами, как и между неполярными, делятся на силы отталкивания, вызываемые перекрытием электронных облаков, и лондоновские дисперсионные силы притяжения. В дополяение к этому следует отметить, что полярность определяется постоянным несимметричным распределением заряда, которое приводит к появлению электростатической составляющей потенциальной энергии. Обычно составляющую потенциальной энергии выражают в виде бесконечного ряда обратных степеней межмолекулярного расстояния. [7]

Схема ассоциации диполышх молекул. [8]

Наоборот, в жидкостях, даже не имеющих диполей, имеется упорядоченное состояние молекул, образующих довольно большие группы ( рои) с меняющимися с течением времени границами. Силами притяжения, вызывающим это образование роев, являются главным образом лондоновские дисперсионные силы. [9]

До недавнего времени предположение о том, что микрофибриллы целлюлозы бактерий ориентированы, разделяли немногие исследователи, поскольку считалось, что мембраны бактерий, в которых содержится целлюлоза, не обнаруживают двойного лучепреломления. Но теперь, после того как проведены две серии специальных исследований бактерий, этот вопрос необходимо пересмотреть. Первую серию исследований осуществили Бен-Хейим и Охед [51], показавшие, что натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы и фосфоманнан способны вызывать ориентацию микрофибрилл целлюлозы в мембранах A. При добавлении карбоксиметилцеллюлозы ( 0 3 - 2 0 мг / мл) в мембранах появляются тонкие волокна длиной в несколько миллиметров, которые обнаруживают двойное лучепреломление при рассматривании в поляризационном микроскопе. На снимках, полученных в электронном микроскопе, эти волокна имеют вид толстых пучков или агрегатов микрофибрилл, большинство из которых расположено параллельно. По-видимому, при меньшем значении рН ориентация микрофибрилл выражена слабее, но данные, подтверждающие это предположение, не приводятся. Бен-Хейим и Охед предложили качественную интерпретацию полученных ими результатов, объясняя наблюдавшееся явление взаимодействием электростатических зарядов и механическими напряжениями. Они считают, что увеличение сил электростатического отталкивания между микрофибриллами, содержащими адсорбированную или механически удерживаемую карбоксиме-тилцеллюлозу, должно облегчить возможность их перегруппировки в параллельные ряды при воздействии механических напряжений, имеющих, вероятно, гидродинамическую природу. Когда микрофибриллы располагаются параллельно и становятся достаточно длинными для того, чтобы лондоновские дисперсионные силы могли противодействовать кулоновским силам отталкивания, происходит агрегация микрофибрилл в волокна. Такое объяснение имеет слабые места ( например, при увеличении длины микрофибрилл пропорционально будет возрастать и электростатическое отталкивание), но полученные этими исследователями результаты очень важны, поэтому такие эксперименты должны быть продолжены. Другой формой ориентации микрофибрилл в бактериальных мембранах, обнаруженной при этих наблюдениях [53], были нитеобразные пучки, часто объединенные с расположенными на поверхности бактерий полосами жироподобного вещества. [10]

Страницы: 1