Часто полезно рассмотреть то предельное состояние, к которому ведут данные изменения, даже если это состояние трудно реализовать. Рассмотрим вопрос - какая требуется температура, чтобы молекулярная жидкость превратилась в атомарную ? Такой воображаемый нагрев можно представить протекающим при постоянной плотности, равной, например, плотности в точке кипения. Ясно, что при какой-то достаточно высокой температуре произойдёт распад молекул. Согласно традиционным представлениям, температура такого превращения определяется условием диссоциации молекул; ее можно оценить по формуле Тп = Uвз/RT. Получаются очень высокие температуры, для воды, например, порядка 50 000 К. С позиций предлагаемых представлений температура такого перехода Тп будет намного ниже, так как здесь требуется не разрыв связей, как по традиционным представлениям, а лишь достаточно глубокое размягчение внутримолекулярной структуры. При традиционном подходе жесткость структуры молекул представляется практически постоянной; в действительности при нагреве задолго до диссоциации произойдет “размягчение” молекул, подобное размягчению стекла; стабильность структуры молекул уменьшится, а затем полностью исчезнет, Ех = ЕV = 0. У воды подобное состояние наступило бы, видимо, при температуре порядка тысячи или нескольких тысяч градусов; вместо молекулярной воды мы получили бы раствор атомарных водорода и кислорода - простую атомарную многокомпонентную жидкость. При умеренной постоянной температуре приближение к атомарному состоянию, или к состоянию простой многокомпонентной жидкости достигается уменьшением средней “степени квантовости”, в простейшем случае - увеличением среднего атомного веса. Так, в упоминавшемся ряду галогенов Н2, F2, Cl2, Br2, J2 водород, фтор и хлор являются типичными молекулярными жидкостями (Тпл = 14К, 53К и 162К), а иод является уже скорее атомарным веществом, имеет приведённую температуру плавления почти такую же, как и у атомарных веществ с равной прочностью связи (Тпл = 387 К, RTпл/Uат = 0,015). Молекул и соединений в простой жидкости нет, существуют лишь растворы; следовательно, отсутствуют и химические реакции; те перегруппировки атомов, которые при более низких температурах (или меньших Аср) протекают как химические реакции, например, за 1 час, в простой жидкости идут как физические безактивационные процессы упорядочения атомов по сорту с характерным временем порядка периода атомного колебания. В простой жидкости идут лишь физические процессы - расслоения, смешения, диффузионного образования растворов и др. В этом смысле простая атомарная жидкость - это система без “химической формы движения материи”, или “чисто физическая” система. Химические системы с характерными временами реакций (например, 1 час) образуются лишь при участии лёгких элементов и при не слишком высоких температурах. При этом теплота образования раствора простых жидкостей может быть примерно столь же большой, как и теплота соответствующей реакции образования молекулярного соединения в химически подобной системе из более лёгких элементов. Так, горение натрия в хлоре - характерная химическая реакция с образованием соединения NaCl и с значительной энергией активации Ех, расходуемой, в частности, на разрыв молекул Cl2. Процесс соединения перегретых жидких цезия и иода химически подобен горению натрия в хлоре, но пойдёт, очевидно, как чисто физическое растворение, с практически мгновенным безактивационным (Ех = 0) установлением локальных равновесий, с образованием непрерывного ряда растворов. Отметим, что “химическая форма движения материи” становится незаметной также и при низких температурах, например, в твердом состоянии при Т = Тпл/4; скорость реакций становится ничтожно малой, а система опять представляется “чисто физическим” твердым телом, химически инертным. “Химическая форма движения материи” наблюдается в конденсированных системах в интервале температур от перегретой простой атомарной жидкости до твердого тела при пониженных температурах (Т = Тпл/4), тоесть в переходной области от классической атомарной системы к квантовой. В чисто классических системах (h/kT<<1) химические реакции ненаблюдаемы, так как идут практически мгновенно, в чисто квантовых (h/kT>>1) они практически не идут. Реакции соединений, входящих в состав молекулярного твердого тела, видимо, практически не идут даже около температуры плавления. Правда, существует целая дисциплина - химия твёрдого тела . Однако она не изучает реакции между молекулярными соединениями в твердом теле; в основном рассматриваются реакции атомарных кристаллических веществ с газами или жидкостями, например, горение угля, окисление железа, реакции на поверхности твердого тела в жидком растворе.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «ПРОСТАЯ АТОМАРНАЯ МНОГОКОМПОНЕНТНАЯ ЖИДКОСТЬ» з дисципліни «Про кризу кінетичної теорії рідини і затвердіння»
