Околонаучное

*

Нуклеация

В этом разделе мы рассмотрим явления, происходящие при рождении в системе новой фазы.

Устойчивость наносостояния. О чистых веществах

Поскольку наноразмерные частицы вещества, в особенности, те из них, размер которых меньше примерно 20 нанометров, имеют относительно высокое содержание поверхностных атомов (по сравнению с макроскопическими частицами), нам придется сделать два важных вывода:

1) Свойства вещества в наносостоянии отличаются от свойств того же вещества в макросостоянии.
(Естественно, это отличие связано с влиянием поверхностных атомов)
 

Макроскопическое определение фазы

Мы уже определили, что такое фаза с точки зрения отдельных атомов (то есть микромира), теперь подойдем к фазе с точки зрения макромира. Рассмотрим несколько систем, представленных на рисунке:

фазы

Фаза - микроскопическое определение. Минимальный размер фазы

Мы уже выяснили, что поверхностные атомы существенно отличаются от внутренних атомов группы. Прежде всего, они отличаются энергией, но из-за этого у них различная устойчивость, различная склонность вступать в химические реакции, различная активность в разного рода процессах. Фактически, поверхность отличаются от балка того же вещества не намного меньше, чем одно вещество отличается от другого. Попробуем оценить, какой процент от общего числа атомов составляют атомы поверхности.

Поверхность. Поверхностная энергия

Где частица вещества "чувствует себя" лучше (то есть где ее свободная энергия ниже), в пустоте или рядом с другими такими же частицами? Если мы вспомним об изменении энергии при сближении двух частиц, то ответ будет очевидным: разумеется, частице намного комфортнее, когда рядом с ней находятся другие частицы. Потому что соседство создает силы притяжения, а они понижают свободную энергию. Разумеется, именно по этой причине частицы вещества собираются вместе при первой возможности.

Страницы

Subscribe to RSS - Околонаучное

Новые комментарии