3.1.4.2. Связи Ван-дер-Ваальса

Таким образом, вандерваальсовы связи имеют большое значение для вакуумной техники, поскольку они определяют поведение газов и паров на стенках вакуумной системы.

Наличие активных центров на поверхности твердого тела может вызвать миграцию частиц адсорбированного на поверхности

газа от одного центра к другому. На этот процесс оказывает влияние тепловое состояние поверхности и другие факторы энергообмена.

Энергия, необходимая для миграции, меньше энергии физических связей Силы же физических (вандерваальсовых) связей зависят от места кристаллической решетки, на котором происходит связь, т. е. от расстояния между адсорбированной частицей и активным центром поверхности, вследствие чего энергия связи может меняться в определенных пределах. Когда полярная частица (например, молекула водяных паров, окиси углерода, аммиака и т п ) приближается к поверхности вещества, не проявляющего полярности (например, металла), в этом веществе возбуждается диполь «зеркального отражения» с противоположным знаком (фиг. 3.3), вследствие чего возникает дополнительная (к дисперсионным силам) сила притяжения, которая тем больше, чем больше полярность диполя. Кроме того, эта сила зависит от взаимной ориентации диполя и его отражения.

В табл. 3.1 для примера приведены значения га, а также Гмин для одноатомных и многоатомных газов в случае конденсации и испарения (слабые взаимодействия). Взаимное сближение частиц под действием сил Ван-дер-Ваальса и возникающая при этом связь между частицами могут оказаться переходным этапом последующего проявления более сильных связей,

если для этого возникнут благоприятные обстоятельства. Например, из атомов однородных активных газов (Н, О, N) может возникнуть частица с атомными (физическими) связями, а из разнородных атомов (если будет подведена добавочная энергия) может возникнуть частица с химическими связями (например, С + О = СО).

В табл. 3.2 приведен ряд значений r0 и Wмин для сильных (химических) связей, существующих в двухатомных молекулах. Как видно из этих данных, расстояния между атомами здесь меньше, а энергии связи значительно больше, чем в случае конденсации (табл. 3.1). Например, для молекул водорода Н2— Н2 r0 = 2,93•10-8 см, а Wмин = 0,0735 ккал•моль-1, тогда как для атомов водорода в молекуле Н + Н = Н2 r0 = 0,74•10-8 см, а Wмин = 10З ккал•моль-1.