Ван-дер-Ваальсовы молекулы - связанное состояние небольшого числа атомов и молекул, возникающее за счёт
слабого дальнодействующего, напр. ван-дер-ваальсовского, взаимодействия (системы,
включающие большое число таких частиц, наз. кластерами). Обменное взаимодействие, обеспечивающее прочную связь в хим. соединениях, в В. м. отвечает отталкиванию.
Поэтому слабая связь, объединяющая частицы в Ван-дер-Ваальсовы молекулы (рис.), образуется при относительно
больших расстояниях между ними, когда дальнодействующее взаимодействие ещё превышает
обменное. Входящие в состав В. м. компоненты сохраняют свою индивидуальность.
В В. м. атомы (молекулы)
могут удерживаться не только за счёт ван-дер-ваальсовского взаимодействия, т.
е. взаимодействия двух наведённых диполей. В зависимости от типа молекулы связь
может определяться и др. типами дальнодействующих взаимодействий: диполь - наведённый
диполь, диполь - квадруполь и т. д. Возможно также ион-ионное взаимодействие,
отвечающее слабому перетеканию электрона от одной компоненты Ван-дер-Ваальсовой молекулы к другой.
Энергия диссоциации В.
м. значительно ниже энергии диссоциации обычных молекул, поэтому В. м. легко
разрушаются и при нормальных условиях их содержание в газе относительно мало.
В. м. эффективно образуются при низких темп-pax, напр. при истечении газа в
вакуум из сопла (наиб. распространённый способ получения В. м.).
Для регистрации В. м. используют
спектральные методы. Частоты линий поглощения свободной молекулы и такой же
молекулы, входящей в состав Ван-дер-Ваальсовой молекулы, несколько сдвинуты относительно друг друга.
По интенсивности поглощения на этих близких частотах определяется относит. плотность
В. м. Др. способ их регистрации - масс-спектрометрический: исследуемый газ частично
ионизуется монохроматич. слабым пучком электронов и затем производится масс-спектрометрич.
анализ образующихся ионов. Если известны относит. вероятности образования простого
и кластерного ионов при ионизации В. м. электронным ударом, то можно
установить содержание в газе В. м. Аналогичный метод связан с ионизацией газа
монохроматич. УФ-излучением.
Для исследования В. м.
применяют метод электрич. резонансной спектроскопии молекулярного пучка. Газ
выпускается из сопла в резонатор с высоким разрешением. По резонансным частотам
резонатора в радиочастотной и СВЧ-области спектра восстанавливают частоты вращат.
переходов В. м. Анализ этого спектра даёт информацию о геометрии и параметрах
В. м. Потенциал ионизации В. м. обычно ниже потенциала ионизации входящих в
неё фрагментов. Разность между этими величинами близка к энергии диссоциации
кластерного иона, образующегося при фотоионизации В. м. Один из способов разрушения
В. м.- возбуждение колебат. уровней энергии фрагмента: В. м. распадается, если
энергия колебат. возбуждения фрагмента превышает энергию её диссоциации.
Присутствие В. м. отражается
на характере разл. процессов в газе и плазме, напр. приводит к ускорению процесса
прилипания медленных электронов к молекулам кислорода. Обычно этот процесс идёт
как тройное столкновение:
а при низких темп-pax определяющим
становится процесс с участием В. м.:
Б. M. Смирнов.
|
|
 |
