ван-дер-ваальсовы молекулы

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 В. м. (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 В. м. 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 В. м., 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.:

Лит.: Смирнов В. M., Ван-дер-ваальсовские молекулы, "УФН", 1984, T. 142, с. 31. Б. M. Смирнов.

   <<      Предметный указатель      >>