В начале нашего столетия достаточно точно определяется число Авогадро (эксперименты Перрена и др.) и появляются надежные данные о размерах атомов, скорости их движения и плотности упаковки. Броуновское движение коллоидных частиц, их диффузия и другие подобные процессы были описаны, в частности, формулами Эйнштейна и др.; молекулы в таких явлениях предстают почти наблюдаемыми. Атомы перестают, наконец, быть "необязательной гипотезой" и становятся неотъемлемым компонентом мышления, особенно после работ Резерфорда, Бора и др. Конкретизируются законы межатомного взаимодействия; появляются парные потенциалы, используемые до настоящего времени. Таков потенциал Борна-Майера, в котором притяжение обеспечивается кулоновским взаимодействием в ионных соединениях: U® = e2 /r + B/rn, n=(8-14) . При физическом моделировании часто предпочитают потенциал Леннард-Джонса: U® = -A/r6 + B/r12 . Применяется экспоненциальный потенциал Морзе и др. Современная теория металлов дает осциллирующий потенциал взаимодействия остовов через электронную жидкость: U® = A*sin (kr+b)* r-3 . Более сложные потенциалы могут содержать направленные и триплетные компоненты; таков, например, потенциал Баркера - Бобетика [37]. Трехчастичные потенциалы могут описывать направленность, насыщаемость (или "ковалентность") связи.В целом традиционная молекулярная модель приобретает практически современный вид уже в начале столетия. На графике парный потенциал межатомного взаимодействия имеет вид "потенциальной ямы". Изображение такой потенциальной ямы нередко выбирается в качестве эмблемы лаборатории, конференции, книги и др. Тем самым наглядно выражается программа молекулярной теории: основные (или даже все) атомарные свойства должны быть получены из закона межчастичного взаимодействия, из особенностей соответствующей потенциальной ямы. Одна из целей данной книги - показать, что кинетические свойства твердых тел и непростых жидкостей отнюдь не сводятся к особенностям парных потенциалов, к деталям потенциальной ямы; они обусловлены качественно иными эффектами. Выяснение характера межчастичных взаимодействий дает возможность перейти, наконец,от качественных пояснений затвердевания, повторяемых с ХVIII века, к количественным расчетам изменения кинетических свойств в этом процессе - к расчетам изменения вязкости, появления и нарастания прочности и др. Разрабатываются многочисленные молекулярные теории пластической деформации кристалла, вязкого течения реальной жидкости, в частности, теории Френкеля, Эйринга и других. Разрабатывается молекулярная теория диффузии, ионной электропроводности и других кинетических свойств. Все эти теории создавались в убеждении, что затвердевание, повышение вязкости и появление прочности в принципе должны быть описаны на основе традиционной молекулярной модели, а возникающие трудности являются чисто математическими; считали, что задача описания кинетических свойств в принципе вполне ясна. В настоящее время требуется проделать значительную работу, чтобы выяснить, что отмеченное исходное убеждение об ясности этих вопросов отражает лишь нашу веру в традиционную модель( Представление о направленных связях сейчас обычно обосновывают ссылками на квантовую теорию связи и на направленные электронные облака. Но исторически это представление сформировалось в старой химической теории валентных связей; взаимодействия атомов тогда изображали черточками, стержнями и даже крючочками-петельками [18]. Так как представление о сферически-симметричных взаимодействиях пришло в молекулярные модели практически прямо из ньютоновской небесной механики, а о направленных связях - из химической теории валентных связей, то столь различное происхождение затруднило, видимо, сочетание и совместное использование этих представлений. ); но в действительности "прочность кристалла никогда не была получена последовательным расчетом" (Займан) из межатомных взаимодействий; тем более никогда не была последовательно получена вязкость реальной жидкости или её энергия активации. При переходе к количественным расчетам сразу стала выявляться неадекватность традиционной модели затвердевания.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «СОВРЕМЕННЫЙ ВИД ТРАДИЦИОННОЙ МОДЕЛИ» з дисципліни «Про кризу кінетичної теорії рідини і затвердіння»
