Іонно-молекулярна взаємодія

Взаємодія іона з молекулою є проміжною між хімічною та вандерваальсовою взаємодіями. В її основі електростатична, індук­ційна та дисперсійна взаємодії.

Енергію електростатичної взаємодії іона з полярною молекулою можна оцінити за формулою

де z — заряд іона; р — дипольний момент молекули; a — по-ляризовність молекули. З (6.25) видно, що основна компонента енергії спадає пропорційно лише другій степені відстані між цент­рами частинок, тобто вона відчутна навіть на великих віддалях. Для системи "однозарядний іон—молекула води" на відстані 0,3 нм вона трохи більша ніж 40 кДж/моль. Тому іон-дипольна взаємодія відіграє велику роль у розчинах електролітів у полярних розчин­никах — воді, спиртах, амоніаку та ін.

Під час взаємодії з неполярною молекулою іон індукує дипольний момент. Енергію індукційної взаємодії обчислюють за формулою

Ця енергія значна для іонів і молекул, що добре поляризуються, при цьому велика й дисперсійна взаємодія. В розчинах електролітів у неполярних розчинниках індукційна та дисперсійна взаємодія приводять до утворення сольватів.

Будова твердого тіла загальна характеристика твердого стану речовини

Як відомо більшість речовин за звичайних умов перебуває у твердому стані. Оскільки у твердому стані відстані між частинками найменші, а енергія взаємодії велика, то сили, що діють між ними, не дають змоги їм вільно рухатись. Нездатність частинок до переміщення зумовлює одну з найхарактерніших ознак твердих тіл — наявність власної форми й об'єму. Хімічний склад твердих речовин, за винятком тих, що мають молекулярну структуру, може змінюватися в певних межах.

Залежно від характеру розміщення частинок у просторі тверде тіло набуває вигляду кристалічної або аморфної структури. Кристалічна структура відзначається упорядкованістю, яка періо­дично повторюється у всьому об'ємі твердого тіла, що й визначає його зовнішню форму у вигляді багатогранників — кристалів. Утворення упорядкованої кристалічної структури енергетично ви­гідне. Хоч при зниженні температури ентропія й зменшується, однак разом з цим зменшується значно ентальпія, що приводить до зменшення енергії Гіббса.

Кристалами називають тверді, однорідні, анізотропні тіла, здатні нарощувати грані за рахунок відкладання нових частинок та викликати дифракцію рентгенівських променів. Однорідність кристалів виявляється в тому, що вони в усіх своїх частинах у паралельних напрямках мають однакові властивості. Анізотроп­ність (векторіальність) — це неоднаковість фізичних властивостей кристалів у непаралельних напрямках. Анізотропність зумовлена внутрішньою будовою кристалів — різною відстанню між частин­ками в різних напрямках.

В окремих випадках однорідність і анізотропність властиві й аморфним тілам, проте вони ні за яких умов самі по собі не можуть набувати багатогранної форми. Відмінність між кристалічними та аморфними тілами виявляється при нагріванні: у той час як аморфна речовина при нагріванні змінює свої властивості плавно, перехід кристалічної речовини з твердого стану в рідкий супровод­жується різкою зміною її властивостей.