最新第六章分子間力和長程力資料

1、精品文檔第六章分子間力和長程力要求：掌握分子間力和長程力的含義，范德華力的構成；理解長程力的計算公 式和影響因素；掌握溶膠穩(wěn)定理論一一DLVO理論及其應用；理解影響微顆粒 凝聚與分散的各種因素。§61分子間力與長程力及其之間的關系1、分子間力構成任何物質(zhì)的分子之間都存在著 固有引力，將此引力稱之為范德華力， 該力的作用范圍不超過幾個分子直徑的距離， 大約35?。分子間的相互作用 能大約0.11千卡/摩爾。2、長程力膠體粒子或微顆粒之間，當相隔一定距離時，相互之間也要產(chǎn)生一種固有引力，這種力的作用范圍比范德華力大得多，例如：平板Fe2Q膠粒層間距離可為8000 ?，玻璃表面吸附水蒸汽膜

2、的厚度約為 100 ?以上，故叫長程力或 長程范德華力。3、分子間力與長程力之間的關系長程力分為長程范德華引力和長程電場引力或斥力。長程范德華引力：構成膠粒或微顆粒的分子之間的范德華力的加和。長程電場引力或斥力：膠?；蛭㈩w粒表面上電層之間的作用力。§6.2分子間力1、分子的種類(1) 偶極分子 水分子：強偶極子(2) 非極性分子 氣體分子：精品文檔(3) 異極性分子 表面活性物質(zhì)：2、分子間力范德華力的構成(1) 永久偶極子與永久偶極子之間的相互作用力(Keeson公式)一取向 靜電力：(2) 永久偶極子與誘導偶極子之間的相互作用力(力：Debye公式)一誘導力:(3)誘導偶極子與誘

3、導偶極子之間的相互作用力(London公式)一色散3、范德華力的起因無論是哪種類型的分子間力，其產(chǎn)生的根本原因均是：一個偶極子產(chǎn)生 的電場，對另一個偶極子產(chǎn)生的作用力的結果。(1) 偶極矩(2) 范德華力的大小訂72式中：為兩個偶極子之間的作用力；負號表示偶極子之間的作用力為引 力；B為分子間范德華引力的強度；x為兩個分子之間的距離。§5.3長程力長程力包括長程引力和長程斥力。1、尺寸無限的兩塊平板之間單位面積的吸引勢能以分子間力公式二一B -x -6為基礎，對兩平板中的所有分子與分子間 的作用力進行 疊加積 分，積分結果 便是兩 個宏觀體之間 的長程 引力。的相斥位能相近似2、膠體

4、粒子（球形粒子）之間單位面積的吸引勢能公式以分子間力公式二一Bx -6為基礎，對膠粒中的所有分子與分子間 的作用力進行疊加積分，積分結果便是膠體離子之間的長程引力：H Hamaker常數(shù)（哈馬克常數(shù)），在描述膠粒之間范德華引力所起的 作用，相當于單個分子中B所起的作用。B越大，分子間的范德華引力越大； H越大，膠粒之間的長程范德華引力越大。3、介質(zhì)對范德華引力的影響2為溶質(zhì)（分散相）；1為溶劑伴隨以上過程的勢能變化為：2-4:%1 匕2 -2 冷2上式中各j，就的通式而言，各項距離參數(shù)和尺寸參數(shù)的依賴方式完全相 等，只是分子參數(shù)不同，而分子參數(shù)又完全包括在 Hamakei常數(shù)中，故有:=H i

5、iH 22 _ 2H 12質(zhì)點2被介質(zhì)1隔開的哈馬克常數(shù)而H 1 = . H11 H 22則H212 =（十11 一、出2）2“12越小，介質(zhì)越容易將質(zhì)點隔開，即溶質(zhì)越易分散。若H212為零，則質(zhì)點間的引力消失，溶質(zhì)溶于溶劑中。結論：（1）無論是在真空中，還是在介質(zhì)中，由于范德華力存在，分散質(zhì) 點間總是要產(chǎn)生一個凈引力；（2）將質(zhì)點置于介質(zhì)中，一般減弱質(zhì)點間范德華引力，當質(zhì)點的 Hamaker常數(shù)與介質(zhì)的Hamaker常數(shù)相等時，質(zhì)點間引力消 失，溶質(zhì)完全溶于介質(zhì)中。§6.4勢能曲線與DLVO理論（溶膠穩(wěn)定理論）1、球形顆粒之間的引力勢能、斥力位能及凈勢能（1）球形顆粒間范德華引力勢

6、能表達式：x-212(2)球形顆粒間雙電層斥力位能表達式:64Rn°KT 07（3）球形顆粒間的的凈勢能:凈=；凈+ ；斥=64Rn°KT 0e_'x2、勢能曲線及DLVO理論(1)勢能曲線X(2)DLV 0溶膠穩(wěn)定性理論對球形顆粒&凈對x求導，導數(shù)為零的點為極值點。一般情況下有三 個極值點：第一極小值、能壘和第二極小值。膠體顆粒的穩(wěn)定性判斷：3 -KT當能壘£ b熱運動能2 第二極小值時：膠體穩(wěn)定分散;33KTKT當熱運動能2第二極小值，同時2能壘& b時，膠體顆粒在第二極小值處凝聚，形成較為松散的凝聚體；3-KT當熱運動能2能壘& b時，膠體顆粒在第一極小值處凝聚，形成較為緊密的凝聚體。(3) 攪拌對凝聚的作用 弱攪拌可能有助于凝聚（在第二極小值處凝聚）； 適當增大攪拌強度，可能有助于分散（能量大于第二極小值，但小 于能壘）； 繼續(xù)增大攪拌強度，可能有助于凝聚（能量大于能壘，在第一極小 值處凝聚）。3、討論（1表