纯物质分子受到的分子间引力及其应用研究——利用平均场理论计算

作者：赵仁兴

来源：当代化工研究, 2022, (17): 123-128.

• 分子间引力
• 汽化热
• 临界点
• 表面张力

将某分子的原子核与邻近分子电子云之间距离定义为分子间力的计算距离，利用平均场理论，首次给出了利用汽化热计算分子间引力的公式，并计算了常见的氦、氖、氩、氪、氙、氢、氮、氧、氟、氯及相应元素同位素单分子的引力系数及在纯物质内受到的引力、摩尔分子的引力位能。上述元素分子间引力系数随温度变化的曲线表明，在整个液态区间内引力系数的平均值为2.23E-35～9.66E-33kJ·m，第一周期元素的绝对偏差平均值为4.7%～13.65%；其他元素的偏差较小，为0.44%～1.30%。单分子受到的引力在1～ 100E-13牛顿之间，摩尔分子的引力位能为30～10000J，氦3的引力和克分子位能最小，氯的引力和克分子位能最大。通过不同元素实测数据分析及理论推导，不同元素临界压力、临界温度分别和单分子引力及密度四次方、一次方倒数的乘积成正比；给出了临界压力、临界温度的计算公式和修正量。最后依据分子间引力推导了表面张力的计算公式，不同元素在整个液态区表面张力计算的误差为5.75%～44%。首次从理论上定量明确分子间引力和元素的沸点、临界温度、临界压力、表面张力之间的关系，具有明显的科学意义，可推动物质分子间引力的进一步研究，进而为改善物质性能、合成新的物质提供科学依据。

• 单位
  河北科技大学