Номер 2, страница 33 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Строение вещества. Параграф 10. Агрегатные состояния вещества. Вспомните - номер 2, страница 33.

Условие.

Решение.

Взаимодействие между молекулами носит электромагнитный характер и представляет собой баланс сил притяжения и отталкивания. Хотя молекулы в целом электрически нейтральны, они состоят из положительно заряженных атомных ядер и отрицательно заряженных электронов, которые и взаимодействуют между собой. Характер и сила этого взаимодействия зависят от расстояния между молекулами.

• На больших расстояниях (значительно превышающих размеры молекул) силы взаимодействия практически равны нулю.

• При сближении на расстояния, сопоставимые с размерами молекул, начинают преобладать силы притяжения. Они удерживают молекулы вместе, формируя жидкое и твердое агрегатные состояния вещества.

• На очень малых расстояниях, когда электронные оболочки молекул начинают перекрываться, доминирующими становятся мощные силы отталкивания. Они препятствуют бесконечному сжатию вещества.

Силы межмолекулярного взаимодействия можно разделить на несколько основных типов.

Силы притяжения (Межмолекулярные силы)

Силы притяжения между нейтральными молекулами в совокупности называют силами Ван-дер-Ваальса. Они делятся на три компонента:

1. Ориентационное (диполь-дипольное) взаимодействие. Оно возникает между полярными молекулами, имеющими постоянный дипольный момент (например, $HCl$, $NH_3$). Положительный конец одной молекулы притягивается к отрицательному концу другой. Это наиболее сильный из ван-дер-ваальсовых вкладов.

2. Индукционное (поляризационное) взаимодействие. Проявляется, когда полярная молекула своим электрическим полем вызывает смещение зарядов (наводит временный диполь) в соседней неполярной молекуле, после чего они притягиваются. Это взаимодействие слабее диполь-дипольного.

3. Дисперсионное (Лондоновское) взаимодействие. Это универсальный тип притяжения, существующий между любыми молекулами, даже неполярными (например, $CH_4$, $N_2$). Он обусловлен мгновенными флуктуациями электронной плотности, которые создают кратковременные (мгновенные) диполи. Эти мгновенные диполи индуцируют диполи в соседних молекулах, приводя к слабому притяжению. Сила этих взаимодействий растет с увеличением размера и массы молекулы.

Водородная связь

Это особый и значительно более сильный вид межмолекулярного взаимодействия. Он образуется, когда атом водорода, ковалентно связанный с очень электроотрицательным атомом (азотом N, кислородом O или фтором F), притягивается к неподеленной электронной паре электроотрицательного атома соседней молекулы. Яркий пример — взаимодействие между молекулами воды ($H_2O$). Водородные связи определяют уникальные свойства воды (например, высокую температуру кипения), а также играют ключевую роль в структуре биологических макромолекул, таких как белки и ДНК.

Силы отталкивания

При сильном сближении молекул их электронные оболочки начинают перекрываться. Согласно принципу запрета Паули, это приводит к резкому возрастанию энергии системы, что проявляется как мощная сила отталкивания. К этому добавляется и электростатическое отталкивание положительно заряженных ядер. Именно эти силы определяют "собственный объем" молекул и низкую сжимаемость жидкостей и твердых тел.

Ответ: Молекулы взаимодействуют друг с другом посредством электромагнитных сил, которые на малых расстояниях проявляются как силы отталкивания (из-за перекрывания электронных оболочек), а на несколько больших расстояниях — как силы притяжения (силы Ван-дер-Ваальса и, в некоторых случаях, более сильные водородные связи). Баланс этих сил определяет агрегатное состояние вещества, его физические свойства (температуру кипения, плотность, растворимость) и структуру.