Cтраница 2
При твердом состоянии тела силы взаимного притяжения молекул велики, вследствие чего тело имеет определенную форму и изменение ее связано с необходимостью приложить к телу достаточно большое усилие для нарушения межмолекулярных связей. В жидком состоянии межмолекулярные силы ослаблены; вследствие этого тело не способно сохранять определенную форму, а принимает форму сосуда, в котором оно находится. В газообразном состоянии молекулы находятся на столь больших расстояниях друг от друга, что межмолекулярные силы весьма малы, и поэтому газ стремится к беспредельному расширению. Величина сил межмолекулярного взаимодействия у газов определяется степенью удаления газа от жидкой фазы: чем более перегрет газ, тем силы слабее. Малоперегретые газы, сравнительно недалеко отстоящие от жидкого состояния, называют парами. Молекулы газа движутся хаотически с огромными скоростями, непрерывно соударяясь, их движение одинаково возможно в любом направлении. [16]
Спектры в газообразном и жидком состояниях различны. Это определяется относительным расстоянием между молекулами. В газообразном состоянии молекулы достаточно удалены друг от друга, так что спектр состоит главным образом из вращательно-колебательных полос. В жидком состоянии соединения дают спектры без тонкой вращательной структуры, и сильное взаимодействие молекул друг с другом способствует смещению и уширению полос. В кристаллическом состоянии взаимодействия всех молекул друг с другом одинаковы. В результате этого полосы при переходе от жидкого состояния к твердому сужаются. Поскольку кристаллические модификации дают отличающиеся спектры, обычно отдают предпочтение спектрам растворов. Растворитель должен при этом иметь в исследуемой области ИК-спектра лишь немного полос ( или лучше ни одной) и не должен реагировать с исследуемым веществом. [17]
Между плотностями в жидком и твердом состоянии обнаруживаются лишь небольшие различия. Следовательно, в газообразном состоянии молекулы вещества находятся на значительно больших расстояниях друг от друга, чем в жидком и твердом состоянии. [18]
Однако имеются явные признаки того, что молекулы обладают значительным эффективным объемом, о чем свидетельствуют данные, полученные при изучении кристаллического состояния. В жидком состоянии молекулы должны занимать почти тот же объем, что и в твердом состоянии, поскольку различие между их плотностями мало. Несомненно, что в газообразном состоянии молекулы имеют такой же объем, как в жидком и твердом состоянии. [19]
Опыты с другими газами приводят к тем же результатам. Если принять, что размер отдельных молекул твердого вещества и газа одинаков, то в газообразном состоянии молекулы должны быть удалены друг от друга. Свободное пространство между молекулами газа примерно в 1000 раз превышает объем, занимаемый молекулами твердого вещества. [20]
Если жидкость находится в открытом сосуде, то она постепенно переходит из жидкого состояния в газообразное. Это происходит потому, что отдельные молекулы обладают достаточно большим запасом энергии, чтобы преодолеть силы притяжения окружающих молекул и улететь с поверхности жидкости. Из закрытого сосуда молекулы пара улететь не могут. Некоторые из перешедших в газообразное состояние молекул ударяются о поверхность жидкости и снова переходят в жидкую фазу. Те молекулы, которые остаются в газообразном состоянии, оказывают давление на поверхность жидкости и стенки сосуда. Это давление называется упругостью пара. [21]