§ 2.3. Силы молекулярного взаимодействия.

При изучении строения вещества было установлено, что в состав любых молекул входят как положительные, так и отрицательные электрические заряды. Так как одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются, то между молекулами одновременно действуют силы притяжения и силы отталкивания. Кроме

того, между движущимися зарядами атомов и молекул имеется магнитное взаимодействие, которое дает свой вклад в равнодействующую сил притяжения и отталкивания молекул.

В твердых телах молекулярные силы проявляют себя как силы упругости при различного рода деформациях и как силы, обусловливающие прочность тела. Эти силы действуют только на очень малых расстояниях. Поэтому, например, прижимая друг к другу осколки разбитой фарфоровой чашки, нельзя получить целую чашку, так как расстояние между огромным большинством молекул в щели оказывается настолько большим, что силы молекулярного взаимодействия между ними не возникают.

Рис. 2.1.

Однако если взять мягкий материал, то сжатием можно сблизить на нужное расстояние большое число молекул. Тогда прижатые друг к другу части тела сцепятся настолько прочно, что их будет трудно разъединить.

Так, можно прочно сцепить свинцовые стержни, прижав их друг к другу зачищенными плоскими поверхностями. При площади поверхности в сцепленные стержни выдерживают гирю массой 5 кг. (Продумайте, на чем основано сваривание и склеивание твердых тел.)

Силы взаимодействия возникают при сближении двух любых молекул, как однородных, так и разнородных, а величина этих сил зависит от природы молекул.

На рис. 2.1, а изображен типичный график зависимости равнодействующей сил притяжения и отталкивания двух молекул А и В от расстояния между их центрами. При построении графика силы отталкивания молекул считают положительными, а силы притяжения — отрицательными.

Расстояние соответствует положению устойчивого равновесия молекул, так как равнодействующая молекулярных сил в этом случае равна нулю. При изменении расстояния между молекулами возникают силы, возвращающие молекулы в прежнее положение. Действительно, на графике видно, что при сближении молекул преобладают силы отталкивания (положительные), а при удалении — силы притяжения (отрицательные).

Наименьшее расстояние между молекулами, на котором силы взаимодействия молекул так малы, что ими можно пренебречь, называется радиусом молекулярного действия

на рис. 2.1, а). Он составляет около одного нанометра (нм), т. е. миллиардной доли метра