Principalele prevederi ale ILC, este fizica
Teoria cinetică moleculară numită teorie a structurii și proprietăților substanțelor bazate pe reprezentarea existenței atomilor și moleculelor ca cele mai mici particule substanțe chimice.
Baza teoriei moleculare-cinetică se bazează pe trei puncte principale:
1. Toate substanțele - lichide, solide și gazoase - sunt formate din particule minuscule - molecule care sunt ele însele compuse din atomi ( „molecule elementare“). Moleculele chimice pot fi simple sau complexe, și anume constau din unul sau mai mulți atomi. Molecule și atomii sunt particule neutre electric. În anumite condiții, moleculele și atomii pot dobândi sarcină electrică suplimentară și să se transforme într-un ioni pozitivi sau negativi.
2. Atomii și moleculele sunt în mișcare aleatoare constantă.
3. Particulele interacționează unele cu celelalte forțe având în natură electrică. interacțiunea gravitaționale dintre particule este neglijabilă.
traiectoria particulelor browniană
Confirmarea experimentală cea mai izbitoare a reprezentărilor teoriei moleculare-cinetică a mișcării aleatoare a atomilor și moleculelor este mișcarea browniană. Această mișcare termică a particulelor microscopice mici suspendate într-un lichid sau gaz. Acesta a fost descoperit de catre botanistul englez Robert Brown în 1827 particule browniene muta sub influența coliziunilor haotice ale moleculelor. Din cauza mișcării termice aleatoare a moleculelor, aceste greve nu se vor anula reciproc. Ca rezultat, viteza particulelor browniene variază în mod aleatoriu în magnitudine și direcție, iar traiectoria este o curbă zigzag complexă (Fig. 3.1.1). Teoria mișcării browniene a fost stabilită de Einstein în 1905 experimental teoria lui Einstein a fost confirmată în experimentele de fizicianul francez Zhana Perrena efectuat în 1908-1911.
Concluzia principală a teoriei lui Einstein este că pătratul deplasării
Acest raport exprimă așa-numita lege difuzie. După cum rezultă din teoria D crește coeficient de proporționalitate uniform odată cu creșterea temperaturii.
mișcarea aleatoare continuă a moleculelor substanței este evidentă și în alte fenomene ușor de observat - difuzie. Difuziunea este fenomenul de penetrare a două sau mai multe substanțe în contact unul cu celălalt. Cel mai rapid proces are loc în cazul în care gazul nu este uniform în compoziție. Rezultatele de difuzie în formarea unui amestec omogen de componente, indiferent de densitate. Astfel, în cazul în care nava în două părți, separate printr-un perete despărțitor, sunt oxigen și H2 O2 sunt hidrogen. după îndepărtarea partiției începe gazele de proces întrepătrundere una în alta, având ca rezultat formarea unui amestec exploziv - gaz detonant. Acest proces are loc în cazul în care un gaz ușor (hidrogen) este în jumătatea superioară a vasului și mai grele (vislorod) - în partea de jos.
In mod semnificativ de curgere mai lentă procese similare în lichide. Întrepătrunderea celor două lichide diferite în alta, dizolvarea solidelor în lichide (de exemplu, zahăr în apă) și formarea de soluții omogene - procese de difuzie exemple în lichide.
În practica actuală a difuziei în lichide și gaze mascați procese de amestecare mai rapid, de exemplu, datorită apariției curenților de convecție.
Cel mai lent procesul de difuzie are loc în solide. Cu toate acestea, experimentele au arătat că un contact bun tratate suprafețele a două metale printr-o lungă perioadă de timp, în fiecare dintre ceilalți atomi metalici detectate.
Difuzia și mișcarea browniană - fenomene conexe. Substanțe întrepătrundere în contact fiecare mișcare de particule minuscule suspendate într-un lichid sau alt gaz și aleatoriu, se datorează mișcării termice haotică a moleculelor.
Forțele dintre două molecule, în funcție de distanța dintre ele. Moleculele sunt structuri spațiale complexe care conțin taxe atât pozitive, cât și negative. În cazul în care distanța dintre molecule este suficient de mare, apoi dominat de forțele de atracție intermoleculară. La distanțe mici forțe repulsive prevalează. În funcție de forța rezultantă F Ef și potențialul energetic al interacțiunii dintre moleculele distanța dintre centrele lor este prezentată calitativ în Fig. 3.1.2. La o distanță r = r0 forța de interacțiune dispare. Această distanță poate fi luată în mod convențional ca diametrul moleculei. Energia potențială interacțiune atunci când r = r0 minimă. Pentru a elimina din fiecare alte două molecule la o r0 distanta. trebuie să-i informeze E0 un plus de energie. Cantitatea E0 este adâncimea potențialului bine sau energia de legare.
Forța de interacțiune F și energia potențială de interacțiune între două molecule Ef. F> 0 - o forță de respingere, F <0 – сила притяжения
Molecule sunt extrem de mici în dimensiune. Moleculele monohidroxilici simple au o dimensiune de ordinul a 10 -10 m. Moleculele poliatomice complexe pot avea dimensiuni de sute sau mii de ori mai mare.
mișcarea haotică dezordonată a moleculelor se numește mișcare termică. Energia cinetică a mișcării termice crește odată cu creșterea temperaturii. La temperaturi scăzute, energia cinetică medie a moleculei poate fi mai mică decât adâncimea potențialului E0 bine. In acest caz, moleculele condensează în stare lichidă sau solidă; în care distanța medie dintre molecule este aproximativ egal cu r0. Cu creșterea temperaturii, energia cinetică medie a moleculelor este mai mare decât E0. zbura moleculă, și a produs substanță gazoasă.
In solide, moleculele efectua fluctuații aleatorii în jurul punctelor fixe (puncte de echilibru). Aceste centre pot fi aranjate într-un mod neregulat în spațiul (corpul amorf) sau structuri în vrac sub formă ordonată (solide cristaline).
În lichide, moleculele au o libertate mult mai mare pentru mișcarea termică. Ele nu sunt legate de centre specifice și pot fi mutate pe întregul volum. Acest lucru explică fluxul de lichide. Molecula de lichid strâns distanțate pot forma structuri ordonate care conțin mai multe molecule. Aceasta se numește ordine cu rază scurtă, în contrast cu ordinea de rază lungă de acțiune. caracteristic solidelor cristaline.
Distanța dintre moleculele de gaz este de obicei mult mai mare decât dimensiunea lor. Forțele de interacțiune dintre moleculele la asemenea distanțe mari este mică, iar fiecare moleculă se deplasează de-a lungul unei linii drepte, până la următoarea coliziune cu o altă moleculă sau cu peretele vasului. Distanța medie dintre moleculele de aer, în condiții normale de ordinul a 10 -8 m, m. E. Zeci de ori mărimea moleculelor. Interacțiunea slabă între moleculele explică capacitatea de gaze pentru a extinde și umple întregul volum al vasului. În limita când interacțiunea tinde la zero, ajungem la conceptul unui gaz ideal.
În teoria moleculară cinetică a cantității de substanță este considerată a fi proporțională cu numărul de particule. cantități unitare de substanțe numite mol (mol).
Mol - o cantitate dintr-o substanță care conține aceeași cantitate de particule (molecule) ca atomi există în 0.012 kg ugleroda12C. molecula de carbon constă dintr-un singur atom.
Astfel, un mol de orice substanță conține același număr de particule (molecule). Acest număr se numește constanta AvogadroNA:
NA = 6,02 · 23 octombrie mol -1.