分子gydF4y2Ba液体的结构gydF4y2Ba

一个完整的理解的液态物质,在分子水平上了解行为是必要的。这种行为的特点是两个量称为gydF4y2Ba分子间对势函数gydF4y2Ba,gydF4y2BaugydF4y2Ba,gydF4y2Ba径向分布函数gydF4y2Ba,gydF4y2BaggydF4y2Ba。对潜在信息gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba由于两个分子的相互作用,是距离的函数gydF4y2BargydF4y2Ba在他们的中心。信息结构或双分子之间的距离是包含在径向分布函数。如果gydF4y2BaggydF4y2Ba和gydF4y2BaugydF4y2Ba以一种物质,可以计算宏观性质。gydF4y2Ba

在一个gydF4y2Ba理想气体gydF4y2Ba——没有力量之间的分子,分子的体积可以忽略不计gydF4y2BaggydF4y2Ba是团结,这意味着遇到第二个的机会吗gydF4y2Ba分子gydF4y2Ba当远离中央分子是独立的位置。在一个gydF4y2Ba固体gydF4y2Ba,gydF4y2BaggydF4y2Ba在距离呈现离散值,与固体相关联的对应位置gydF4y2Ba晶体结构gydF4y2Ba。液体具有完全有序结构的固体晶体和理想气体的完整的随机性。液体的结构是这两个extremes-i.e中间。,the molecules in a liquid are free to move about, but there is some order because they remain relatively close to one another. Although there are an无限gydF4y2Ba许多可能的职位一个分子可能承担对另一个,一些比其他的更有可能。这是说明了gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba,这显示了一个示例包装密度径向分布函数的典型的液体。在这个图中,gydF4y2BaggydF4y2Ba是一个衡量的概率的一个分子的中心距离gydF4y2BargydF4y2Ba从第二个分子的中心。的值gydF4y2BargydF4y2Ba不到的分子直径,gydF4y2BadgydF4y2Ba,gydF4y2BaggydF4y2Ba归零。这与事实一致,两个分子不能占据同一个空间。最可能的位置第二个分子对中央分子是略多于一个分子gydF4y2Ba直径gydF4y2Ba,反映了这样一个事实:在液体分子几乎反对另一个包装。第二个最有可能的位置是两分子直径,但除了第三层潮湿的首选位置,和的机会找到一个分子的中心变成了独立的地位。gydF4y2Ba

对势函数,gydF4y2BaugydF4y2Ba,是一个很大的正数gydF4y2BargydF4y2Ba不到gydF4y2BadgydF4y2Ba假定一个最小值在最优先的位置(对应于最大的曲线gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba),抑制零gydF4y2BargydF4y2Ba趋向于无穷。巨大的积极的gydF4y2Ba价值gydF4y2Ba的gydF4y2BaugydF4y2Ba对应于一个强大的斥力,而最小值对应于最终结果的排斥和吸引人的力量。gydF4y2Ba

有两个测量径向分布函数的方法gydF4y2BaggydF4y2Ba:首先,gydF4y2Bax射线gydF4y2Ba或gydF4y2Ba中子衍射gydF4y2Ba从简单的液体,其次,通过gydF4y2Ba计算机模拟gydF4y2Ba液体的分子结构和动作。首先,液体暴露在一个特定的单波长(单色)gydF4y2Ba辐射gydF4y2Ba,然后观察结果被称为数学治疗gydF4y2Ba傅里叶变换gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

第二种方法获得的径向分布函数gydF4y2BaggydF4y2Ba相互作用的能量的假设,gydF4y2BaugydF4y2Ba研究下,液体是已知的。一个gydF4y2Ba计算机模型gydF4y2Ba液体的建立,在100年和1000年之间分子包含在一个立方体。现在有两种方法进行:通过gydF4y2Ba蒙特卡罗gydF4y2Ba计算或所谓的gydF4y2Ba分子动力学gydF4y2Ba;只有后者是这里讨论的。每个分子被分配一个随机位置和gydF4y2Ba速度gydF4y2Ba和牛顿方程gydF4y2Ba运动gydF4y2Ba解决了计算路径的每个分子改变的其他领域。分子,细胞被认为是取代一个新的以同样的速度进入相应的点对面的墙上。经过几gydF4y2Ba碰撞gydF4y2Ba每个分子,速度的分布符合方程由苏格兰物理学家gydF4y2Ba詹姆斯·克拉克·麦克斯韦gydF4y2Ba,经过较长时间的职位是合适的gydF4y2Ba密度gydF4y2Ba和平均gydF4y2Ba动能gydF4y2Ba(即。,temperature) of the liquid. Functions such as the radial distribution functionggydF4y2Ba现在可以通过评估合适的平均值随着系统的发展。自1958年以来,这样的计算机实验增加了更多的知识分子结构简单的液体比所有的理论gydF4y2Ba工作gydF4y2Ba的上个世纪,继续成为一个活跃的研究领域不仅纯液体,液体混合物。gydF4y2Ba

声速gydF4y2Ba和电气特性gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba声音gydF4y2Ba波gydF4y2Ba是一系列的纵向按压和扩张,穿过液体大约一公里每秒的速度(每秒0.62英里),或三倍音速空气。如果频率不太高,按压和扩张是绝热(即。,没有热量的传递发生的变化)和可逆的。传导的能量从高温(压缩)液体的寒冷的(扩展)地区引入了不可逆转的影响,而耗散,因此这种传导导致gydF4y2Ba吸收gydF4y2Ba的声音。纵向压缩(的方向波)是一个结合使用统一的压缩和剪切gydF4y2Ba压力gydF4y2Ba(一个gydF4y2Ba力gydF4y2Ba导致物质的一个飞机滑行过去gydF4y2Ba相邻gydF4y2Ba飞机)。因此,这两个gydF4y2Ba散装gydF4y2Ba和gydF4y2Ba剪切粘度gydF4y2Ba还管理gydF4y2Ba传播gydF4y2Ba声音的液体。gydF4y2Ba

如果液体是放置在一个静态的gydF4y2Ba电场gydF4y2Ba,这个领域在任何免费的航空公司电动施加一个力gydF4y2Ba负责gydF4y2Ba因此,液体,液体进行gydF4y2Ba电gydF4y2Ba。这样的运营商是两种:移动gydF4y2Ba电子gydF4y2Ba和gydF4y2Ba离子gydF4y2Ba。前存在丰富的液态金属,有导率,一般大约三分之一的gydF4y2Ba导电率gydF4y2Ba相应的固体。电导率的下降gydF4y2Ba融化gydF4y2Ba源自积极的更大的障碍gydF4y2Ba离子gydF4y2Ba在液体中,因此他们更大的散射电子的能力。离子的贡献很小,不到5%在大多数液体金属,但它的唯一原因是电导率在熔融盐和水的解决方案。这样的导率相差很大,但比液态金属的要低得多。gydF4y2Ba

非离子液体(那些不分离的分子组成的离子)导率可以忽略不计,但它们gydF4y2Ba极化的gydF4y2Ba电gydF4y2Ba场;即液体发展积极的和消极的波兰人和偶极矩(这是钢管的产品强度和两极之间的距离)的反对,液体gydF4y2Ba获得gydF4y2Ba能量。这种极化的三种类型:电子,原子和取向。在gydF4y2Ba电子极化gydF4y2Ba电子在每个gydF4y2Ba原子gydF4y2Ba背井离乡的通常的位置,让每个分子偶极矩。电子极化的贡献gydF4y2Ba介电常数gydF4y2Ba(gydF4y2Ba见下文gydF4y2Ba电解质和非电解质gydF4y2Ba数值等于)的液体gydF4y2Ba平方根gydF4y2Ba它的gydF4y2Ba折射率gydF4y2Ba。第二个效果,gydF4y2Ba原子极化,是因为有一个相对的变化意味着原子核分子内的位置。这通常小效果观察到无线电频率而不是在光学折射率,所以它是失踪。第三个影响,gydF4y2Ba取向极化,发生分子永久偶极矩。这些分子的部分对齐字段和贡献严重两极分化。因此,非极性液体的介电常数,如碳氢化合物,是大约的弱极性液体,如氯仿或gydF4y2Ba乙醚gydF4y2Ba大约5,而高极性液体,如gydF4y2Ba乙醇gydF4y2Ba和gydF4y2Ba水gydF4y2Ba从25到80。gydF4y2Ba