Расстояния между молекулами

В соответствии с первым положением молекулярно-кинетической теории все вещества состоят из отдельных мельчайших частиц (атомов и молекул), разделённых промежутками.

Для атомов и молекул различных веществ можно оценить средние расстояния d₀ между центрами молекул.

Будем считать, что в среднем расстояние между центрами молекул составляет d₀. Тогда каждая молекула в среднем занимает куб, объём которого можно вычислить по формуле: $$V_{0}=d^{3}_{0}$$

Как можно оценить d₀?

Вспомним, что количество вещества ν можно вычислить по двум формулам: через массу вещества m и через количество молекул N: $$\nu =\frac{m}{M}$$ $$\nu =\frac{N}{N_{A}}$$

Здесь:

• M — молярная масса вещества;
• N_A = 6,02 · 10²³ моль^-1 — постоянная Авогадро (количество частиц в одном моле вещества).

Приравняем эти две формулы: $$\frac{m}{M}=\frac{N}{N_{A}}$$ $$m=M\frac{N}{N_{A}}$$

Учтём формулу для плотности: $$m=\rho V$$

Получаем формулу для расчёта объёма V, который занимают N молекул: $$V=\frac{MN}{\rho N_{A}}$$

Тогда на одну молекулу приходится объём: $$V_{0}=\frac{V}{N}=\frac{M}{\rho N_{A}}$$

А среднее расстояние между молекулами: $$d_{0}=\sqrt[3]{V_{0}}=\sqrt[3]{\frac{M}{\rho N_{A}}}$$

Как видим, среднее расстояние между центрами молекул зависит не только от молярной массы данного вещества, но и от его плотности. А так как в разных агрегатных состояниях плотность вещества различна, то отличаться будут и расстояния между молекулами.

Давайте определим средние расстояния между центрами молекул для самых разных веществ!