Исключенный объем
Концепция исключенного объема была введена Вернером Куном в 1934 году и применена к полимерным вскоре после этого молекулам Полом Флори . Исключенный объем приводит к возникновению сил истощения .
В теории жидкого состояния [ править ]
В теории жидкого состояния «исключенный объем» молекулы — это объем, который недоступен для других молекул в системе из-за присутствия первой молекулы. [1] Исключенный объем твердой сферы в восемь раз превышает ее объем, однако для двухмолекулярной системы этот объем распределяется между двумя частицами, что дает обычный результат - четырехкратный объем; [2] это важная величина в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса . Расчет исключенного объема для частиц несферической формы обычно затруднен, поскольку он зависит от взаимной ориентации частиц. расстояние наибольшего сближения жестких эллипсов Недавно рассмотрено и их исключенная область.
В полимерной науке [ править ]
В науке о полимерах исключенный объем относится к идее, что одна часть молекулы с длинной цепью не может занимать пространство, которое уже занято другой частью той же молекулы. [3] Исключенный объем приводит к тому, что концы полимерной цепи в растворе располагаются дальше друг от друга (в среднем), чем они были бы, если бы исключенного объема не было (например, в случае модели идеальной цепи ). Признание того, что исключенный объем является важным фактором при анализе длинноцепочечных молекул в растворах, обеспечило важный концептуальный прорыв и привело к объяснению нескольких загадочных экспериментальных результатов того времени. Это также привело к появлению концепции тета-точки — набора условий, при которых можно проводить эксперимент, который приводит к нейтрализации эффекта исключенного объема. В тета-точке цепь возвращается к идеальным характеристикам цепи. [4] Дальнодействующие взаимодействия, возникающие из-за исключенного объема, устраняются, что позволяет экспериментатору легче измерять короткодействующие особенности, такие как структурная геометрия, потенциалы вращения связей и стерические взаимодействия между ближайшими соседними группами. Флори правильно определил, что размер цепи в расплавах полимеров будет иметь размер, рассчитанный для цепи в идеальном растворе, если исключенные объемные взаимодействия нейтрализуются экспериментами в тета-точке.
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Hill TL, Введение в статистическую термодинамику , Dover Publications, Нью-Йорк, 1986, стр. 288.
- ^ Мортимер, Роберт Г., Физическая химия , Academic Press, 3-е издание, стр. 423
- ^ Hill TL, Введение в статистическую термодинамику , Dover Publications, Нью-Йорк, 1986, стр. 225.
- ^ Рубинштейн М., Колби Р.Х., Физика полимеров , Oxford University Press, Нью-Йорк, 2003, стр. 49.
 | Эта статья о полимерах незавершена науке о . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |