Исследование - структура - жидкость
Cтраница 1
Исследования структуры жидкостей, и в частности растворов, равновесий в растворах, взаимодействий между молекулами растворенного вещества и растворителя, равно как и взаимодействий между молекулами самого растворителя, охватывают чрезвычайно широкую область химии, имеющую большое теоретическое и практическое значение. Практическое значение связано с тем, что существенная часть промышленных процессов протекает в жидкой фазе, а биологические процессы in vivo просто неотделимы от жидкой среды. Теория Рауля для идеальных растворов известна уже давно; однако, так же как поведение реальных газов нельзя описать при помощи законов для идеальных газов, растворы, встречающиеся на практике, не могут быть охарактеризованы с помощью законов для идеальных растворов. [1]
Метод исследования структуры жидкости посредством функции радиального распределения был предложен в 1920 г. Дебаем и Менке. [3]
Работы по исследованию структуры жидкостей столь немногочисленны, что невозможно привести достаточное число примеров структурных изменений, связанных с плавлением. Кристаллы, состоящие из трехмерных комплексов, должны распадаться на более простые единицы, в то время как кристаллы, построенные из молекул, образуют молекулярный расплав. Простые ионные кристаллы, например NaCl, плавятся с образованием смеси ионов, а кристаллы типа SiO2, которые построены из групп SiO4 с общими атомами О, полностью не распадаются. [4]
Говоря о различных путях исследования структуры жидкостей, следует назвать и метод прямого экспериментального моделирования жидкостей ( Бернал, Кинг, Скотт), осуществляемый путем встряхивания твердых шаров в баллонах с нерегулярной шероховатой поверхностью. [5]
 |
Схема экспериментальной установки для регистрации рассеянного из-в жидкости. [6] |
На рис. 4.4 показана схема установки для исследования структуры жидкостей. Пучок рентгеновских лучей, вышедший из трубки /, после i в коллиматоре S4 направляется на цилиндрический об-1 жидкости. Расположение монохроматора после образца позволяет свести к минимуму попадание в счетчик флуоресцентного излучения. Для получения картины рассеяния от плоского образца применяют 6 - 0-дифрактометр. Его особенность состоит в том, что в процессе съемки происходит вращение рентгеновской трубки и счетчика навстречу друг другу вокруг оси, проходящей через точку соприкосновения рентгеновского луча с поверхностью образца. При этом угол, под которым излучение падает на поверхность образца, сохраняется равным половине угла рассеяния. Тем самым исключается абсорбционный фактор, поскольку он не зависит от угла рассеяния. В современной рентгеновской аппаратуре для измерения углового распределения интенсивности рассеянного излучения применяют дифрак-тометры, снабженные сцинтилляционными счетчиками и счетно-решающими устройствами. [7]
Настоящая глава посвящена применению метода рассеяния нейтронов к исследованию структуры жидкостей. Основное внимание уделяется статическому структурному фактору S ( k); методы преобразования результатов на язык обычных корреляционных функций в г-пространстве не рассматриваются, так как эти вопросы подробно обсуждались в предыдущей главе. Фурье-образ S ( k, o) временной корреляционной функции также будет рассматриваться лишь в тех аспектах, которые непосредственно связаны с определением S ( k); полное изложение свойств S ( k, со) и экспериментальных методов их исследования можно найти в гл. [8]
Отметим, что из трех видов излучений, применяемых для исследования структуры жидкостей, наиболее подходит рентгеновское. [9]
Таким образом, радиальная функция распределения, впервые введенная при исследовании структуры жидкостей с помощью рассеяния рентгеновских лучей, оказывается одной из коррелятивных функций распределения в статистической теории жидкостей. [10]
Развитие теории жидкого состояния связано с широким использованием дифракционных методов для исследования структуры жидкости. Рентгеновские, электро-но - и нейтронографические методы позволяют определить параметры ближнего порядка ( координационные числа и размеры упорядоченных микрообластей) и рассчитать, к какому типу структур относятся обнаруживаемые микрогруппировки. На модельных материалах представляется возможным установить влияние атомов различного рода примесей на структуру ближнего порядка жидкости. [11]
В настоящей главе рассматриваются колебательные спектры ионных неорганических жидкостей и те особенности экспериментальной техники, которые характерны для спектроскопии при высоких температурах. Исследования структуры высокотемпературных молекулярных неорганических жидкостей [11-13], стеклообразующих жидкостей [14, 15] и жидкостей, характеризующихся наличием ячеечных структур [16], выходят за пределы этой работы. [12]
 |
Схема структурной единицы. [13] |
Наиболее эффективные методы исследования дисперсных систем - оптические и основанные на дифракции и интерференции пучка электронов, нейтронов и рентгеновских лучей. Для исследования структуры жидкости наиболее подходит рентгеновское излучение. Сочетание методов фракционирования с методами физико-химического анализа позволяет получать более полные сведения о строении ССЕ. [14]
Предлагаемое в третьей части сжатое описание строения простых жидкостей позволяет дать обзор особенностей, которые присущи структуре не только простых, но в большинстве случаев и сложных жидких систем: металлов, полупроводников, диэлектриков, низкомолекулярных жидкостей, полимеров, стеклоподобных фаз. Большинство хими-чес КИХ процессов протекает В жидких средах, поэтому исследования структуры жидкостей полезны для многих разделов химии. Отметим, что XI глава книги посвящена простым квантовым жидкостям - изотопам гелия. Этот очень интересный и важный раздел теории жидких систем мало освещен в учебной литературе. [15]
Страницы: 1 2