88491

7. punktu widzenia chemii interesuje nas przeliczenie wielkości liczbowych opisujących zjawisko zachodzące w skali elementarnej między pojedynczymi drobinami na skalę makroskopową, w której zachodzi ono między molami drobin. Jeśli np. wydzielaniu się jednego atomu srebra na katodzie w czasie elektrolizy towarzyszy pobranie z elektrody jednego elektronu, to wydzieleniu się mola atomów srebra na katodzie będzie towarzyszyć pobranie mola elektronów. Łatwo obliczyć, że ładunek elektryczny jednego mola elektronów wynosi % 549 C, a energia jednego mola elektronowoltów wynosi 23,05 kcal.

Odpowiednio duże zbiory drobin tworzą układy makroskopowe. W zależności od rozmieszczenia w przestrzeni drobin względem siebie oraz ich uporządkowania, rozróżniamy uzy podstawowe typy układów makroskopowych — trzy stany skupienia materii:

—    stan gazowy, charakteryzujący się największym nieuporządkowaniem, największym rozproszeniem drobin oraz największą swobodą poruszania się w przestrzeni tworzących go elementów;

—    stan ciekły, charakteryzujący się również znacznym nieuporządkowaniem drobin, ale znacznym ich skupieniem i mniejszą swobodą poruszania się względem siebie;

stan krystaliczny, z reguły stan podobnie znacznego skupienia i najwyższego stopnia uporządkowania, w którym tworzące go drobiny są prawie pozbawione możności zmiany położenia.

Zbiór drobin może wystąpić w jednym /. wymienionych stanów w zależności od stosunku sił skupiających, wynikających z wzajemnego oddziaływania między drobinami, do sił rozpraszających, będących skutkiem ruchu termicznego drobin. Rozpatrzmy bliżej obydwa czynniki.

Siły wzajemnego oddziaływania między drobinami mają charakter sił elektrostatycznych i zależą w pierwszym rzędzie od charakteru drobin wchodzących w skład układu makroskopowego. Wyróżniamy w zasadzie trzy przypadki: 1) tworzenie układu makroskopowego przez drobiny naładowane różnoimiennie, 2) tworzenie układu makroskopowego przez drobiny dipolowe i 3) tworzenie układu makroskopowego przez drobiny pozbawione trwałego momentu dipolowego.

Jeżeli przez i z₂ oznaczymy liczby ładunków elementarnych, którymi są obdarzone dwa przyciągające się jony. a przez c    wartość ładunku elementarnego, to siła wzajemnego

przyciągania między dwoma jonami będzie równa:

r    ^z'^z*'

³³ cr^a

gdzie: t jest stałą dielektryczną charakteryzującą wpływ ośrodka na siłę elektrostatycznego przyciągania (dla próżni s = 1), r — odległością miedzy jonami. Stwierdzamy więc, żc siły oddziaływania międzyjonowego są siłami stosunkowo dość dalekiego zasięgu, albowiem maleją z drugą potęgą odległości.

Omawiając rozkład ładunków w drobinach heterordzcniowych zwróciliśmy uwagę na fakt, iż mają one budowę dipolową, tj. mają biegun ujemny związany z reguły z położeniem pierwiastka o większej elcktroujemności oraz biegun dodatni umiejscowiony w okolicy rdzenia o mniejszej elektroujemności. Okazuje się, że dipolowość jest cechą powszechną, gdyż już w rdzeniu atomowym ładunki ujemne i dodatnie są rozdzielone. W takiej sytuacji jedynie wysoka symetria układu, przy której środek ciężkości wszystkich ładunków' ujemnych pokrywałby się ze środkiem ciężkości wszystkich ładunków dodatnich, może xpow^ło-

137