Силы Ван-дер-Ваальса

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Ван-дер-Ваальсовы силы — силы межмолекулярногомежатомного) взаимодействия с энергией 10 — 20 кДж/моль. Этим термином первоначально обозначались все такие силы, в современной науке он обычно применяется к силам, возникающим при поляризации молекул и образовании диполей. Открыты Я. Д. ван дер Ваальсом в 1869 году.

Ван-дер-Ваальсовы силы межатомного взаимодействия инертных газов обусловливают возможность существования агрегатных состояний инертных газов (газ, жидкость и твёрдые тела).

К ван-дер-ваальсовым силам относятся взаимодействия между диполями (постоянными и индуцированными). Название связано с тем фактом, что эти силы являются причиной поправки на внутреннее давление в уравнении состояния реального газа Ван-дер-Ваальса. Эти взаимодействия, а также водородные связи, определяют формирование пространственной структуры биологических макромолекул.

Ван-дер-ваальсовы силы также возникают между частицей (макроскопической частицей или наночастицей) и молекулой и между двумя частицами[1][2][3].

Классификация ван-дер-ваальсовых сил[править | править вики-текст]

Ван-дер-ваальсовое взаимодействие состоит из трех типов слабых электромагнитных взаимодействий:

  • Ориентационные силы, диполь-дипольное притяжение. Осуществляется между молекулами, являющимися постоянными диполями. Примером может служить HCl в жидком и твердом состоянии. Энергия такого взаимодействия обратно пропорциональна кубу расстояния между диполями.
  • Дисперсионное притяжение (лондоновские силы). Взаимодействием между мгновенным и наведенным диполем. Энергия такого взаимодействия обратно пропорциональна шестой степени расстояния между диполями.
  • Индукционное притяжение. Взаимодействие между постоянным диполем и наведенным (индуцированным). Энергия такого взаимодействия обратно пропорциональна шестой степени расстояния между диполями.

До сих пор многие авторы исходят из предположения, что ван-дер-ваальсовые силы определяют межслоевое взаимодействие в слоистых кристаллах, что противоречит экспериментальным данным: масштабу анизотропии температуры Дебая и, соответственно, масштабу анизотропии решёточного отражения. Исходя из данного ошибочного[4] предположения построены многие двумерные модели, «описывающие» свойства, в частности графита и нитрида бора.

Проявления в природе[править | править вики-текст]

Геккон поднимается по стеклу.
  • Сцепление частиц малых астероидов кольца́ Сатурна[5];
  • Способность гекконов взбираться по гладким поверхностям, например, по стеклу[6].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Бараш Ю. С. Силы Ван-дер-Ваальса. — М.: Наука, 1988. — 344 с.
  2. Israelachvili J. Intermolecular and Surface Forces. — London: Academic Press, 1985-2004. — 450 с., ISBN 0-12-375181-0
  3. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. — М.: Наука, 1985. — 400 с.
  4. S.V. Ordin, [B.N. Sharupin and M. I. Fedorov], J. Semiconductors (FTP), 32(9), 924—932, 1998, Normal lattice vibrations and the crystal structure of anisotropic modifications of boron nitride
  5. Притягательность малого: Слабые силы имеют значение (RU). Журнал «Популярная механика» (24 февраля 2010). — Небольшие, быстро вращающиеся астероиды неспособны сохранять целость за счет гравитации: слишком они для этого малы, и центробежные силы легко разорвут их. Что же удерживает их целыми?. Проверено 25 февраля 2010. Архивировано из первоисточника 14 февраля 2012.
  6. Autumn†, Sitti, Liang et al., Evidence for van der Waals adhesion in gecko setae, PNAS v. 99 no. 19, 2002, pp. 12252-12256

Литература[править | править вики-текст]

  • Бараш Ю. С. Силы Ван-дер-Ваальса. — М.: Наука, 1988. — 344 с.
  • Каплан И. Г. Введение в теорию межмолекулярных взаимодействий. — М.: Наука, 1982. — 312 с.
  • Каплан И.Г. Межмолекулярные взаимодействия. Физическая интерпретация, компьютерные расчеты и модельные потенциал М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 400 с. ISBN: 978-5-94774-939-7
  • Межмолекулярные взаимодействия; от двухатомных молекул до биополимеров / Пер. с англ. под ред.: Пюльман Б. — М.: Мир, 1981. — 592 с.
  • Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. — М.: Наука, 1985. — 400 с.
  • Хобза П., Заградник Р. Межмолекулярные комплексы: Роль вандерваальсовых систем в физической химии и биодисциплинах.. — М.: Мир, 1989страниц=376.
  • Israelachvili J. Intermolecular and Surface Forces. — London: Academic Press, 1985-2004. — 450 с., ISBN 0-12-375181-0
  • Е. М. Лифшиц, И. Е. Дзялошинский, Л. П. Питаевский Общая теория ван-дер-ваальсовых сил // УФН. — 1961. — Т. 73. — № 3. — С. 381—422.