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液体分子的排列结构有哪些特征? 1

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化学的基础知识告诉我们,液体在流动性方面像气体,但与气体比较,液体又不易被压缩。而与固体相比较,液体的性质在所有方向上都相同,而晶体不具有这一性质。此外,如果将花粉微粒放入到液体中去,就会观察到花粉粒子所作的布朗运动。这说明液体分子像气体分子一样,总是处在不停的随机的热运动中,即液体中也存在着运动着的移动分子。

从微观角度来看,液体分子排列结构,可以认为液态介于气态和固态之间。众所周知,气态物质内部分子排列结构是完全混乱无序的随机统计平均结构。如同我们在前面讨论的,这种分子排列结构系统具有三个特性,即统计性、随机性和平均性;而固态物质,则可视为完全有序的谐振子理想晶体。固态物质的分子排列结构可简单地归纳为规律性、有序性两大特征。这两种物态的分子排列结构可以分别以气态物质的密度ρ→0和以固态物质所处温度T→0为其极限状态。由此可以作为讨论研究实际体系的零级近似。在此基础上可以进一步发展成更精确的理论。

液态物质分子排列结构的特征既不是完全混乱的又不是完全有序的结构,因而不存在气态物质和固态物质两种分子排列结构的极限状态,难以建立起理想的讨论模型。

但是,一般认为,可以假设液体内分子的运动或分布在整个液体范围内是呈随机而无序分布的。其理由如下:

Adamson指出:“一些非理想气体的各种状态方程式也能相当满意地用来估算液体的热力学性质。虽然液体内分子间存在有相互作用势场,而分子仍是处于无规则的运动之中。”

我国汤文辉,张若棋提出:“近代X射线衍射实验表明,液体的X射线衍射图样与相应的稠密气体相像,而完全不同于相应固体的图样,另外,实验表明,气体可经由超临界区连续地变成液体,但液体却不能连续地过渡到固体,这些实验结果表明,把液体看成稠密气体似乎更确切。”

对液体进行X-射线检验的结果表明:液态分子分布呈短程(达2~3个分子直径的距离)有序,长程无序。所谓短程有序是任何一个分子与其紧邻(约2-3个分子直径的距离)的其他分子具有或多或少的有序排列。而所谓长程无序,即在整个液体范围内,没有一种排列模式会重复出现,从任何方向看都是无规律可言的,这在宏观性质上表现出各向同性。

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