Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » قوة كيسوم

قوة كيسوم

1921
  • Willem Hendrik Keesom
تجربة معملية توضح قوة كيسوم مع السوائل القطبية والنماذج الجزيئية.

(صورة توضيحية فقط)

التفاعل الكهروستاتيكي بين الجزيئات التي تمتلك شحنة كهربائية دائمة ثنائي القطب لحظات، مثل الماء أو كلوريد الهيدروجين. تنشأ القوة من ميل هذه الثنائيات القطبية إلى الاصطفاف رأسًا لذيل، مما ينتج عنه تجاذب صافٍ. يعتمد هذا التفاعل على درجة الحرارة، حيث أن الحركة الحرارية تعطل الاصطفاف. تتغير طاقة الوضع المتوسطة للاتجاه وفقًا للعلاقة التالية: [latex]V propto -frac{1}{r^6 k_B T}[/latex].

قوة كيسوم، أو التفاعل الدائم بين ثنائيات الأقطاب، هي أحد المكونات الثلاثة لـ فان دير فالس القوى، وتحديداً تصف التفاعل بين جزيئين قطبيين. يتميز الجزيء القطبي بفصل دائم للشحنة الموجبة والسالبة، مما يخلق شحنة كهربائية دائمة عزم ثنائي القطبعندما يقترب جزيئان من بعضهما، تتفاعل ثنائيات أقطابهما كهروستاتيكيًا. وتكون أدنى طاقة ممكنة في حالة اصطفاف جاذب رأسًا لذيل. مع ذلك، فإن جزيئات السائل في حركة حرارية مستمرة (دوران وانتقال)، مما يؤدي إلى تغيير اتجاهاتها بشكل عشوائي.

تمثلت مساهمة ويليم كيسوم في إجراء متوسط ​​إحصائي ميكانيكي لجميع التوجهات الممكنة، مع ترجيحها بمعامل بولتزمان. وأظهرت النتائج أن التوجهات الجاذبة، في المتوسط، أكثر احتمالًا بقليل من التوجهات التنافرية، مما يؤدي إلى قوة جاذبة صافية. وتعتمد قوة هذا التفاعل بشكل فريد على درجة الحرارة؛ فمع ارتفاع درجة الحرارة، تُعطّل الطاقة الحرارية المحاذاة بشكل أكثر فعالية، وتضعف قوة كيسوم. وينعكس هذا في الحد 1/T في معادلة طاقة الوضع. وتُعد هذه القوة حاسمة لفهم سلوك العديد من المواد الشائعة، ولا سيما الماء، الذي تهيمن على خصائصه تفاعلات ثنائية القطب قوية تُعرف بالروابط الهيدروجينية.

UNESCO Nomenclature: 2202
الفيزياء الذرية والجزيئية

يكتب

القانون الفيزيائي

خلل

كبير

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية (قانون كولوم)
  • مفهوم عزم ثنائي القطب الكهربائي لبيتر ديباي
  • إحصاءات بولتزمان لوصف التوزيع الحراري للحالات

التطبيقات

  • نمذجة الخصائص الفيزيائية للسوائل القطبية مثل الماء (على سبيل المثال، نقطة الغليان العالية)
  • فهم أساس الرابطة الهيدروجينية، وهو نوع قوي من التفاعل ثنائي القطب-ثنائي القطب
  • التنبؤ بالذوبانية بناءً على مبدأ "المثل يذيب المثل".
  • تصميم ووظيفة البلورات السائلة، والتي تعتمد على المحاذاة الجزيئية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • تطوير السوائل الكهروضوئية للمفاتيح البصرية عالية السرعة
  • design of ‘smart solvents’ whose polarity and solvent properties can be tuned with temperature
  • إنشاء سلاسل بوليمرية ذاتية المحاذاة للشاشات الإلكترونية المتقدمة
  • أجهزة استشعار جزيئية تكتشف المحللات القطبية من خلال الارتباط ثنائي القطب
  • أجهزة تخزين الطاقة القائمة على الترتيب الاتجاهي للجزيئات القطبية في المجال الكهربائي
  • المستحضرات الصيدلانية التي تتحكم في تبلور الدواء من خلال تفاعلات ثنائية القطب
  • المواد ذات الموصلية الحرارية القابلة للضبط بناءً على المحاذاة الجزيئية المعتمدة على درجة الحرارة
  • نماذج متقدمة لطي البروتين تلتقط بدقة مساهمات ثنائي القطب-ثنائي القطب
  • أغشية لتنقية المياه مع قنوات قطبية مصممة هندسيًا
  • المحفزات where substrate orientation is controlled by dipole forces
ذات صلة بـ: قوة كيسوم، ثنائي القطب، ثنائي القطب الدائم، الجزيئات القطبية، القوة بين الجزيئات، التفاعل الكهروستاتيكي، الرابطة الهيدروجينية، الاعتماد على درجة الحرارة، طاقة الوضع، فان دير فالس.

السياق التاريخي

قوة كيسوم

1918
1920
1920
1921
1922
1924
1925
1918
1919-05-29
1920
1920
1921
1924
1924
1925

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.