ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ МЕЖДУ ТЕЛАМИ. Молекулы-пограничники

ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ МЕЖДУ ТЕЛАМИ. Молекулы-пограничники

Свойства всех веществ зависят от состава и строения их молекул. Свойства тел, для кото­рых вещество служит как бы сырьем, кроме того, зависят и от расположения молекул, от расстояний между ними, а следовательно, и от их взаимодействия — молекулярного сцепле­ния. В одних телах молекулы находятся друг от друга далеко, а в других — совсем рядом, и мы различаем в одном случае газы, а в дру­гом — жидкости и твердые тела — кристаллы.

Во всех телах молекулы находятся в бес­порядочном тепловом движении, которое зами­рает лишь при температуре абсолютного нуля — на 273 °Ц ниже точки плавления льда. В газах (парах) молекулы беспорядочно движутся по прямым, сталкиваясь друг с другом или со стенками сосуда, в жидкостях — ползают, как пчелы в рое, а в кристаллах — беспорядочно колеблются вокруг узлов решетки — правиль­ной пространственной сетки, лишь иногда пере­мещаясь на короткие расстояния.

Тепловое движение приводит к диффузии, к выравниванию концентрации частичек веще­ства, т. е. их числа в каждой единице объема тела. Чем выше температура, тем быстрее диффузия. В жидкостях диффузия идет медленнее, чем в газах, а в твердых телах при комнатной температуре она почти незаметна.

Неправильно считать, что молекулы, зани­мающие весь объем тела, в равной мере опреде­ляют его свойства. Особенно важную роль, прежде всего при взаимодействии соприкасаю­щихся тел или тела и окружающей его среды, играют молекулы-пограничники. Они занимают поверхности раздела или, вернее, тонкие поверхностные слои на гра­ницах тел. Молекулы в этих слоях ведут себя иначе, чем в объеме каждого тела.

От особых свойств поверхностных слоев зависят все виды молекулярного взаимодей­ствия тел: прилипание, сваривание, паяние, склеивание, трение. Даже разрушение твердого тела, т. е. преодоление молекулярного сцепле­ния внешними силами, надо рассматривать как образование новых поверхностей — явление, обратное свариванию двух кусков тела. Свой­ствами поверхностных слоев определяются и та­кие процессы, как растворение и кристаллиза­ция, испарение и конденсация пара, коррозия, или химическое растворение твердых тел (ме­таллов) окружающей средой, разрушение гор­ных пород и почв — их эрозия.

Если твердое тело размолоть в мельчайшие пылинки, поверхность каждой единицы его объема увеличится в десятки тысяч раз. При этом возрастет и химическая активность. Свой­ства таких дисперсных тел станут целиком определяться свойствами их поверхностного слоя.

Каждая молекула в объеме любого тела связана со своими соседями, равномерно окру­жающими ее со всех сторон. Иное дело моле­кулы-пограничники: со стороны объема жид­кости или твердого тела у них такие же соседи, так же плотно расположенные, а извне либо их очень мало, если тело граничит с газом (собственным паром), либо это чужие молекулы, принадлежащее другому телу. Поэтому молекулы-пограничники всегда обладают свободными свя­зями — избытком свободной энергии, они акти­вированы — вооружены избытком энергии.