|
Радиус атмосферы зависит от заряда и радиуса иона, разбавления раствора, температуры, диэлектрической проницаемости среды и некоторых других факторов. «В растворах, — отмечал П. Дебай, — надо всегда учитывать связь каждого иона со всем его окружением. Учет сил взаимодействия ионов дал возможность найти простой способ определить распределение плотности заряда в ионном облаке, а результаты такого вычисления оказались достаточными, чтобы объяснить аномалию сильных электролитов, как удалось мне показать совместно с Хюккелем».
По теории Дебая — Хюккеля свойства растворов сильных электролитов зависят от соотношения двух главных факторов: электростатических сил ионных полей, обусловленных их зарядами, и свойств среды, выражаемых диэлектрической проницаемостью растворителя. Таким образом, если по теории Аррениуса изменение свойств электролита с разбавлением определялось изменением значения степени диссоциации, то по новой теории оно определяется ростом взаимодействия между электрическими зарядами ионов.
Теория Дебая — Хюккеля учитывала лишь эффект взаимодействия ионов, не принимая во внимание силы, действующие между ионами и молекулами растворителя. Таким же недостатком отличались и другие, более поздние теории. Это было связано с тем, что не существовало каких-либо ясных представлений о характере взаимодействия между ионами и молекулами растворителя.
Начиная с 1920 г. появляются работы М. Борна, К. Фаянса, в которых рассматриваются вопросы, связанные с процессом растворения сильных электролитов и определением энергии гидратации различных ионов. К этому времени было установлено: а) ионное строение кристаллов электролитов; б) большое значение диэлектрических свойств среды; в) взаимодействие иона с диполями воды, в основном определяемое зарядами и размерами ионов. В связи с этим многие исследования были посвящены изучению влияния радиусов и заряда иона на значение гидратации ионов. Вначале было обращено внимание на изучение зависимости энергии гидратации иона от его радиуса.
В 1920 г. М. Борн при вычислении теплоты гидратации как разности энергии поля вокруг иона в воде и в вакууме принимал ион как заряженный шар, а растворитель как непрерывную среду с неизменной диэлектрической проницаемостью. Он допускал, что вода и в непосредственной близости от иона ведет себя как непрерывный и несжимаемый диэлектрик, свойства которого не зависят от силы поля иона. Это было приближенное схематическое представление о непрерывности растворяющей среды. М. Борн считал, что при гидратации происходит не образование гидратов как индивидуальных соединений, а большее или меньшее уплотнение молекул воды вокруг иона благодаря существованию электрического поля иона. Ученый брал для вычислений значения радиусов ионов, найденные из кристаллических решеток. Данные, полученные М. Борном, отличались от найденных экспериментально.
|