Физици от швейцарският Университета в Базел за пръв път измерват силите на ван дер Ваалс в отделните атоми на инертни газове. Те използват специални "атомни гнезда", построени на основата на мед и специални органични вещества.
Резултатите са публикувана в списание Nature Communications, съобщава Рhys.org.
Силите на Ван дер Ваалс
Силите на Ван дер Ваалс действат между неполярни атоми и молекули. Въпреки, че са много слаби в сравнение с химичните връзки, те са от изключително значение в природата, тъй като се образуват между всички атоми и не изискват от тях заряди или свободни валенции. Те играят важна роля във всички процеси, свързани с процеси на сближаване, адхезия, триене или кондензация.
Със силите на ван дер Ваалс, например се обяснява твърдостта на пластмасата. В полиетилена отделните атоми са привлечени един към друг само заради слабите сили на ван дер Ваалс, но тъй като броят им е толкова голям, те могат да трансформират веществото в твърдо. Полимерните молекули приличат на като цип, който държи стотици слаби връзки.
И на силите на ван дер Ваалс се дължи например способността на геконите да се катерят по вертикални повърхности.
Експериментът
Авторите нанасят на подложка на атомно-силов микроскоп органично вещество, което образува шестоъгълна мрежа със закрепени по възлите медни атоми. Те контактуват един с друг и образуват триъгълно гнездо, в което може да намести атом на инертен газ. Атомно-силовият микроскоп има игла, на върха на която също е закрепен атом на инертен газ. След това, движейки иглата, изследователите измерват силата на взаимодействие на иглата с повърхността.
По това взаимодействие са изчислили силата на взаимодействие между двата атома инертен газ - този върху подложката и този на иглата. Тъй като инертните газове нямат никакви свободни валенции или заряди, всички взаимодействия между тях се свеждат до силите на Ван дер Ваалс. В експеримента, изследователите използват двойки аргон-ксенон, криптон-ксенон и ксенон-ксенон.
В сравнение с теорията
Както се очаква, силите варират в зависимост от разстоянието между двата атома, но в някои случаи, силите са няколко пъти по-големи от теоретичните изчисления.
Според авторите, това може да се дължи на ефекта на адсорбция на подложката - възниква временно преразпределение на електроните в атомите и молекулите. Това води до случайни формирания на диполи, което от своя страна предизвика преразпределение на електроните в съседни молекули. Поради образуването на диполи, двете молекули изпитват взаимно привличане, което се наслагва със силите на ван дер Ваалс. Това е само временно, но се формира многократно.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари