Молекулярные агрегаты

Молекулярные агрегаты, в которых молекулы удерживаются вместе силами межмолекулярного притяжения, называются кластерами. Можно ли считать взвешенный в воздухе кластер из десяти молекул аэрозольной частицей? Установившейся терминологии применительно к этому случаю нет. От газовых молекул аэрозольные частицы отличаются характером их взаимодействия с поверхностью. Газовые молекулы отскакивают от стенок, аэрозольные частицы всегда прилипают и удерживаются молекулярными силами. Молекулярный кластер в зависимости от своей природы может и отскочить от стенки, и прилипнуть, и разрушиться, прилипающий кластер неотличим от аэрозольных частиц.

Другой признак аэрозольных частиц - их термодинамическая стабильность. Они испаряются только при повышении температуры, понижении давления паров. Кластеры же могут быть стабильны, как, например, кластеры молекул металлов или углерода при обычных температурах. Но в недосыщенных парах возникают на ничтожные доли секунды и снова распадаются кластеры, которые стабильными никак не назовешь и не причислишь к аэрозольным частицам.

Конечно, термодинамическая стабильность - понятие относительное. Она зависит от внешних условий. Кроме того, аэрозольные частицы всегда термодинамически нестабильны в отношении коагуляции (объединение при столкновениях), поскольку она уменьшает удельную поверхность частиц и поверхностную энергию системы. Но неиспаряемость частиц при постоянных условиях и обязательное прилипание к стенкам при столкновениях можно принять в качестве нижней границы размеров аэрозольных частиц. Этому условию отвечает при обычной температуре размер кластеров металлов, их окислов, солей из нескольких молекул или десятка молекул.

Ведь даже специальные методы распыления не дают частиц размером менее десятых долей мкм. Получить мельчайшие кластеры можно конденсацией пара. Для образования конденсационных аэрозолей в чистом паре необходимо пересыщение больше критического. Чем больше пересыщение, тем больше рождается кластеров. А это значит, что масса пара будет поделена между большим количеством частиц, а сами частицы окажутся меньше..

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Яндекс.Метрика