Происхождение электромагнитных взаимодействий между молекулами

Каково происхождение электромагнитного взаимодействия между молекулами? Во всяком случае, он должен иметь какое-то отношение к атомам. Кроме того, эти электромагнитные взаимодействия играют важную роль в различных свойствах материи, включая переход между твердым телом-жидкостью-газом. Следовательно, что было бы источником этих взаимодействий?..

Если эти взаимодействия происходят из атомов, то в фокус встают некоторые другие вопросы :

  • Связаны ли они с переходом электронов между различными энергетическими уровнями и испусканием фотонов из атома?..?

  • Связаны ли они с силами сцепления между молекулами в твердых и жидких телах?

обратите внимание, что не все взаимодействия (особенно отталкивающие) между молекулами носят электромагнитный характер.
@Yrogig: Не могли бы вы предоставить ссылку для более глубокого изучения ..?
Я имел в виду en.wikipedia.org/wiki/Pauli_repulsion , это силы, которые объясняют отталкивание между молекулами на малых расстояниях. Интерес может представлять книга Исраэлахвили "Межмолекулярные и поверхностные силы" (глава 7).

Ответы (2)

Это в основном электростатическое взаимодействие через диполь-дипольное взаимодействие. Однако дипольный момент может быть постоянным или индуцированным. В зависимости от своей природы сила имеет разные названия:

Вы также можете обратиться к Силе Вандервальса

Атом или молекула обычно глобально нейтральны: т.е. в них ровно одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов. Однако центр заряда (барицентр ци) для положительных и отрицательных зарядов не всегда совпадает. Это приводит к возникновению электростатического диполя, который может взаимодействовать с внешним электрическим полем. Чтобы ответить на вашу первую пулю, электростатический диполь не связан с электронами, изменяющими орбиту. Силы сцепления в твердых телах имеют двоякое происхождение: например, орбитальная связь (не электромагнитной природы) или ионные связи в ионных кристаллах (Na+, Cl-). В последнем сцепление кристалла обусловлено электростатическим взаимодействием (а не диполярным). Для жидкостей за наблюдаемые свойства ответственны электростатические силы.

Похоже, что «электромагнитное взаимодействие между молекулами» в основном связано с электростатической силой в виде диполь-дипольных сил и так далее.

Это не совсем верно — силы Лондона электростатические, а силы Казимира — электродинамические, и переход важен на расстояниях, не бесконечных, но сравнимых с длиной волны атомных переходов.
@Ron Maimon: Я со всем уважением не согласен, поскольку я сказал «в основном из-за», и, насколько мне известно, силы Казимира относительно очень малы, о чем свидетельствует тот факт, что они были экспериментально обнаружены спустя десятилетия после того, как были предсказаны. Поэтому я считаю, что мой ответ «полностью правильный», хотя он и не задумывался как «полный».
Силы Казимира не так уж малы, они постоянно связаны с электростатическими силами Лондона по мере того, как расстояние становится маленьким. Измерения затруднены только для макроскопических объектов.
@ Рон Маймон: Итак, не могли бы вы дать ссылку (ранее, скажем, 1972 года - помните, силы Казимира были теоретически открыты примерно в 1948 году) на экспериментальные доказательства действия сил Казимира для микроскопических объектов? Или иначе объясните, в каком смысле силы Казимира не так уж малы? Или вы имеете в виду, что электростатические силы на самом деле являются электродинамическими, поскольку они опосредованы фотонами? Пока я просто не совсем понимаю, что вы имеете в виду.
Я имею в виду, что сила Ван-Дер-Ваальса, коэффициенты "а" и "b" в термодинамическом уравнении состояния, рассчитанном Ван-Дер-Ваальсом, могут быть оценены из 1 р 7 потенциал, а не 1 р 6 потенциала с пересечением на нескольких сотнях атомных радиусов. 1 р 6 сила является электростатической и рассчитывается Лондоном по теории возмущений второго порядка. Думаю, несоответствие с экспериментом заметил Казимир. 1 р 7 сила была рассчитана электродинамически Казимиром до того, как Бор предложил использовать энергию вакуума, и было известно, что дальнодействующая часть равна r ^ 7.
@Ron Maimon: я все еще не мог понять тебя, пока не заглянул на pharmahub.org/resources/372/download/… , Eq. (27). Оказывается, сила Казимира вносит существенный вклад в силу Ван-дер-Ваальса только тогда, когда расстояние очень велико, скажем, 0,1 микрона, когда сама сила Ван-дер-Ваальса очень мала. Следовательно, правильно, что молекулярные силы в основном электростатические, а сила Казимира относительно очень мала.
Не надо говорить «вносит значительный вклад», сила Ван-дер-Ваальса — это сила Казимира! Это два названия одного и того же. Лондонская сила ближнего поля называется лондонской силой. Радиус кроссовера — это длина волны света, излучаемого молекулами, это примерно видимая длина волны, то есть десятая доля микрона. Я согласен, что это меньше, чем лондонские силы, я не уверен, что ими всегда можно пренебречь, потому что это затухание силы, поэтому оно отсекает электростатические вклады на большие расстояния.
Если пользоваться такими определениями, что "сила Ван-дер-Ваальса есть сила Казимира", то не надо было говорить, что "лондонские силы электростатические, а силы Казимира электродинамические" - у меня были все основания полагать, что по "силе Казимира" Сила Казимира», вы имели в виду поправку к электростатической силе. В противном случае ваша фраза "Силы Казимира не так уж малы" не имеет смысла в рамках данного обсуждения - получается, что по вашему определению, сила Казимира содержит еще и электростатическую силу, так что если "Силы Казимира не так уж малы", то это не может опровергнуть мой "в основном из-за".
Это не мое определение, но я не хочу спорить о выборе слов. Силы Казимира — это силы, рассчитанные Казимиром, которые представляют собой запаздывающую версию лондонской силы.
Это означает, что вы начали эту дискуссию с вводящего в заблуждение утверждения о том, что силы Казимира являются электродинамическими, тогда как согласно используемому вами определению они включают значительную электростатическую часть и, следовательно, не могут рассматриваться как аргумент против моей формулировки «в основном из-за». Я придерживаюсь этой формулировки.
Это не вводит в заблуждение --- силы Казимира не электростатические, они электродинамические, потому что они замедленны. Вы не получаете их из электростатического взаимодействия, вы получаете диполь-дипольные силы из теории возмущений второго порядка. Я использую стандартную терминологию, но не хочу придираться к словам. Я согласен с тем, что макроскопические силы в основном электростатические, за исключением силы Казмира. Это не доминирующая сила ближнего поля, и поэтому я могу жить с вашим ответом как есть, хотя вы могли бы легко дополнить его, упомянув силы Казимира.
Происхождение электромагнитных взаимодействий между молекулами
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v