جزيء فان دير فالس

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
البنية المحسوبة لمجموعة الماء ذات الشكل العشري الوجوه (H 2 O) 100 .

جزيء فان دير فالس هو مركب ضعيف الترابط من الذرات أو الجزيئات التي تترابط معًا بواسطة قوى التجاذب بين الجزيئات مثل قوى فان دير فالس أو بواسطة الروابط الهيدروجينية . [ 1 ] وقد نشأ هذا الاسم في بداية سبعينيات القرن العشرين عندما لوحظت التجمعات الجزيئية المستقرة بانتظام في مطيافية الموجات الميكروية للحزم الجزيئية .

أمثلة

من الأمثلة على جزيئات فان دير فالس المدروسة جيدًا: Ar₂ ، وH₂ - Ar ، وH₂O - Ar، وبنزين-Ar، و(H₂O ) ₂ ، و(HF) ₂ . وتشمل أيضًا أكبر جزيء ثنائي الذرة، He₂ ، و LiHe . [ 2 ] [ 3 ]

ومن الأمثلة البارزة على ذلك مركب الهيليوم-سيانيد الهيدروجين، الذي دُرِسَ لحركاته ذات السعة الكبيرة وإمكانية تطبيق التقريب الأديباتي في فصل حركاته الزاوية والشعاعية. وقد أظهرت الأبحاث أنه حتى في مثل هذه الأنظمة "المرنة"، يمكن استخدام التقريب الأديباتي بفعالية لتبسيط التحليلات الميكانيكية الكمومية.

مطيافية الحزمة فوق الصوتية

في الحزم الجزيئية (فوق الصوتية)، تكون درجات الحرارة منخفضة للغاية (عادةً أقل من 5 كلفن). عند هذه الدرجات المنخفضة، تكون جزيئات فان دير فالس مستقرة، ويمكن دراستها باستخدام مطيافية الموجات الميكروية، ومطيافية الأشعة تحت الحمراء البعيدة ، وغيرها من تقنيات التحليل الطيفي. [ 4 ] كما تتشكل جزيئات فان دير فالس في الغازات الباردة المتوازنة، وإن كان ذلك بتراكيز منخفضة تعتمد على درجة الحرارة. وقد رُصدت انتقالات دورانية واهتزازية في جزيئات فان دير فالس في الغازات، بشكل رئيسي باستخدام مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

نظرًا لأن جزيئات فان دير فالس عادةً ما تكون غير صلبة للغاية، مع وجود العديد من الأشكال المختلفة التي تفصل بينها حواجز طاقة منخفضة، فإنه يمكن ملاحظة انقسامات كبيرة نسبيًا في مستويات حواجز النفق الخاصة بها في منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة. [ 5 ] في هذه المنطقة الطيفية من الأشعة تحت الحمراء البعيدة، يمكن رصد العديد من الاهتزازات والدورانات وحركات النفق بين الجزيئات، والتي تُعدّ كثيرة جدًا، لهذه الأجزاء ذات التفاعلات الضعيفة. تُعتبر دراسة مطيافية الاهتزاز-الدوران-النفق (VRT) لجزيئات فان دير فالس إحدى أكثر الطرق المباشرة لفهم القوى بين الجزيئات . [ 6 ]

في دراسة معقدات فان دير فالس المحتوية على الهيليوم، تم تكييف تقريب الأديباتية أو تقريب بورن-أوبنهايمر لفصل الحركات الزاوية والشعاعية. على الرغم من التحديات التي تفرضها التفاعلات الضعيفة التي تؤدي إلى حركات ذات سعة كبيرة، تُظهر الأبحاث أن هذا التقريب لا يزال صالحًا، مما يوفر طريقة حسابية أسرع لدراسات مونت كارلو الانتشارية للدوران الجزيئي داخل قطرات الهيليوم فائقة البرودة. إن الطبيعة غير الصلبة لهذه المعقدات، وخاصة تلك التي تحتوي على الهيليوم، تُعقّد مناهج ميكانيكا الكم التقليدية. ومع ذلك، فقد أكدت الدراسات الحديثة صحة استخدام تقريب الأديباتية لفصل أنواع مختلفة من الحركة الجزيئية، حتى في هذه الأنظمة "المرنة".

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بلاني، ب. ل.؛ إيوينغ، ج. إ. (1976). "جزيئات فان دير فالس". المراجعة السنوية للكيمياء الفيزيائية . 27 (1): 553-584 . رمز Bibcode : 1976ARPC...27..553B . doi : 10.1146/annurev.pc.27.100176.003005 . ISSN 0066-426X . 
  2. ↑ فريدريش، بريتيسلاف (8 أبريل 2013). "اتحاد هش بين ذرات الليثيوم والهيليوم" . الفيزياء . 6 42. Bibcode : 2013PhyOJ...6...42F . doi : 10.1103/Physics.6.42 . hdl : 11858/00-001M-0000-000E-F3C4-C .
  3. ↑ جوشوا جورتنر (8 سبتمبر 2009). "جزيئات فان دير فالس (دونالد ليفي)" . التقدم في الفيزياء الكيميائية، الكيمياء الانتقائية الضوئية . جون وايلي وأولاده. ص 323 وما بعدها. ISBN  978-0-470-14313-1.
  4. ↑ سمولي، ريتشارد إي.؛ وارتون، لينارد؛ ليفي، دونالد هـ. (1977). "مطيافية بصرية جزيئية باستخدام حزم ونفاثات فوق صوتية" . مجلة أبحاث الكيمياء . 10 (4): 139-145 . رمز Bibcode : 1977mosw.book.....S . doi : 10.1021/ar50112a006 . ISSN 0001-4842 . مؤرشف من الأصل في 23 سبتمبر 2017. 
  5. ↑ هاتسون، ج. م. (1990). "القوى بين الجزيئية من خلال مطيافية جزيئات فان دير فالس". المراجعة السنوية للكيمياء الفيزيائية . 41 (1): 123-154 . رمز Bibcode : 1990ARPC...41..123H . doi : 10.1146/annurev.pc.41.100190.001011 . ISSN 0066-426X . 
  6. ↑ ميلر، ر. إي. (1986). "التفكك الضوئي بالليزر تحت الأحمر والتحليل الطيفي لجزيئات فان دير فالس". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 90 (15): 3301-3313 . doi : 10.1021/j100406a003 . ISSN 0022-3654 . 

للمزيد من القراءة

  • حتى الآن، خُصصت ثلاثة أعداد خاصة من مجلة "Chemical Reviews" لجزيئات فان دير فالس: العدد الأول: المجلد 88 (6) (1988)، العدد الثاني: المجلد 94 (7) (1994)، العدد الثالث: المجلد 100 (11) (2000).
  • المراجعات المبكرة لجزيئات فان دير فالس: جي إي إيوينغ، مجلة أبحاث الكيمياء ، المجلد 8 ، الصفحات 185-192، (1975): بنية وخواص جزيئات فان دير فالس. بي إل بلاني وجي إي إيوينغ، المجلة السنوية للكيمياء الفيزيائية ، المجلد 27 ، الصفحات 553-586 (1976): جزيئات فان دير فالس.
  • حول مطيافية VRT: GA Blake وآخرون ، مجلة الأدوات العلمية ، المجلد 62 ، ص 1693، 1701 (1991). H. Linnartz وWL Meerts وM. Havenith، الفيزياء الكيميائية ، المجلد 193 ، ص 327 (1995).