Почему межмолекулярная сила может быть притягивающей и отталкивающей?

Как мы все знаем, фундаментальная сила между объектами (например, сила гравитации, сила Кулона) может быть как притягивающей, так и отталкивающей. Но меня интересует межмолекулярная сила

ф "=" мю р с − λ р т ( мю , λ , с , т > 0 и с > т )

может быть как притягательным, так и отталкивающим в зависимости от относительного расстояния между молекулами (показано на следующем рисунке)?

введите описание изображения здесь

Почему расстояние между молекулами может опосредовать символы (минус для притяжения и плюс для отталкивания) силы? Как можно объяснить, что эта кривая возникает только из-за фундаментальной силы? (в котором, я думаю, существует только кулоновская сила, конечно, она может быть притягивающей или отталкивающей.)

Подумайте о структуре молекул, когда они приближаются друг к другу, и о том факте, что в каждой из них есть как положительные, так и отрицательные заряды.

Ответы (2)

Наиболее типичным примером такого потенциала является потенциал Леннарда-Джонса:

В "=" − ( р 0 р ) 6 + ( р 0 р ) 12
Это отталкивает на очень коротких дистанциях, но притягательно на больших дистанциях, как вы сказали в своем вопросе. На самом деле потенциал Леннарда-Джонса — это математически простое предположение, основанное на этих предположениях.

Но почему мы ожидаем такого поведения? Даже если атом или молекула в целом электрически нейтральны, заряд может быть распределен неравномерно (вы можете думать об этом как о положительно заряженной и отрицательно заряженной частях). Это неравномерное распределение может быть связано с квантовыми флуктуациями для атомов или с молекулярной структурой для молекул. В любом случае, это приводит к дипольному моменту, обычно называемому п , который, в свою очередь, создает электрическое поле Е ∝ п / р 3 . Теперь это поле будет индуцировать дипольный момент п ′ в другой молекуле так, чтобы п ′ ∝ Е ∝ п / р 3 . Потенциальная энергия двух диполей масштабируется как п п ′ / р 3 тем самым порождая 1 / р 6 потенциал.

С другой стороны, когда два атома сближаются, происходят две вещи: во-первых, становится значимой субатомная структура, например, в виде электронов во внешних оболочках, отталкивающих друг друга; другой эффект, который будет уместным, — это принцип запрета Паули, который, грубо говоря, в данном случае не позволяет двум частицам занимать одно и то же пространство. Причина, по которой мы выбираем 12 поскольку показатель степени, вероятно, обусловлен удобством вычислений больше, чем любой другой физической причиной.

На самом деле это вопрос взаимодействия атомов. Рассмотрим два атома, оба удаленные на бесконечность... здесь мы считаем, что взаимодействующая сила отсутствует.

В атомах существуют силы: 1. Силы отталкивания: а) Электрон-электронное отталкивание б) Ядерно-ядерное отталкивание.

2. Силы притяжения: а). Ядро-электронное притяжение.

До точки минимума преобладают силы притяжения, а от точки нулевого расстояния до точки минимального расстояния силы отталкивания преобладают над силами притяжения.

Я считаю этот ответ полезным, пожалуйста, проголосуйте за этот ответ.

Вы только что повторили то, что было сказано в вопросе. ОП ищет причину, по которой это происходит, но в вашем ответе указано, что происходит.
Почему межмолекулярная сила может быть притягивающей и отталкивающей?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v