Физико-химические структурные связи

К этому типу относятся связи, сформированные за счет различных физико-химических поверхностных процессов и явлений.

К ним относятся:

- молекулярные,

- ионно-электростатические,

- капиллярные связи.

Молекулярные структурные связи имеют электромагнитную природу, они образуются под действием молекулярных сил Ван-дер-Ваальса — Лондона между отдельными молекулами или частицами. Возникновение молекулярных сил сцепления объясняется возможностью проявления между молекулами трех различных эффектов: ориентационного, индукционного и дисперсионного.

Ориентационный эффект	Индукционный эффект	Дисперсионный эффект
Возникает между двумя молекулами, обладающими жесткими диполями, и по сути сводится к электростатическому диполь-дипольному взаимодействию между ними.	Возникает при взаимодействии молекулы, обладающей постоянным диполем, с неполярной молекулой, в которой индуцируется диполь в результате ее поляризации.	Возникает при взаимодействии неполярных молекул за счет образования у них мгновенных диполей и носит квантово-механический характер.

Основные характерные черты и признаки молекулярных структурных связей:

• возникают между любыми полярными и неполярными молекулами;

• относятся к силам дальнодействующего проявления: расстояние между взаимодействующими молекулами может достигать нескольких тысяч ангстрем;

• относительно слабая величина прочности и энергии связей; прочность единичного контакта составляет порядка 10^-8 Н;

• обратимый характер разрушения; при определенных условиях эти связи легко самопроизвольно восстанавливаются [2].

Ионно-электростатические структурные связи. При уплотнении тонкодисперсных пород в ходе литогенеза или подсушивании расстояния между частицами существенно сокращаются. — При сильном сближении двух частиц два диффузных слоя «перекрываются», при этом посередине зазора между частицами образуется «потенциальная яма». Поэтому катионы обеих частиц стремятся оказаться в центре зазора, и принадлежать одновременно двум частицам т.к. для них это энергетически более выгодно. — Образуется т.н. ионно-электростатический «мостик» между частицами [1].

Рис.4. Распределение электрического потенциала φ в двойном электрическом слое (вверху) и концентрации ионов С_х (внизу) в контактном зазоре между плоскими частицами на далёком (слева) и близком (справа) расстоянии. Розовой линией показана граница адсорбционного слоя частиц, ∆ - толщина адсорбционного слоя, δ – толщина диффузного слоя, Н – расстояние от середины зазора до поверхности частицы, φ₀ – термодинамический потенциал, ξ – электрокинетический потенциал, ξ' – электрокинетический потенциал в зазоре между частицами для близкорасположенных частиц [2].

В первом приближении величина силы ионно-электростатического притяжения между двумя плоскими заряженными поверхностями, от­несенная к единице площади, может быть вычислена по формуле:

Дата добавления: 2015-07-08