Einführung in die Physik und Chemie der Grenzflächen und - download pdf or read online

By Günter Jakob Lauth

ISBN-10: 3662470179

ISBN-13: 9783662470176

ISBN-10: 3662470187

ISBN-13: 9783662470183

Das Gebiet der Kolloid- und Grenzflächenchemie und -physik ist ausgesprochen vielschichtig und nahezu für alle Gebiete der Natur- und Lebenswissenschaften sowie der Technik von immenser und stetig zunehmender Bedeutung. Dieses Lehrbuch richtet sich an alle Studenten der Chemie und der Biologie im grasp- bzw. Bachelor-Studiengang. Es ist das erste für Anfänger geeignete Lehrbuch zu dieser Thematik und fasst die chemischen, physikalischen und technologischen Grundlagen dieses aktuellen Gebietes auf dem Niveau eines Bachelor-Vertiefungsstudiums zusammen. Es schließt damit eine Lücke, denn bisher mussten sich viele Studierende die in diesem Buch aufgeführten Grundlagen mühsam aus vielen sehr speziellen Lehrbüchern unterschiedlicher Thematik zusammensuchen.

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Die Kräfte zwischen den Teilchen lassen sich in die folgenden drei Wechselwirkungen unterteilen: Keesom-Wechselwirkungen zwischen zwei Dipolen (Dipol-Dipol-Kräfte) Debye-Wechselwirkungen, benannt nach Peter Debye2 , zwischen einem Dipol und einem polarisierbaren Molekül (Dipol – induzierter Dipol – Kräfte) London’sche Dispersionswechselwirkungen, benannt nach Fritz Wolfgang London3 (London-Kräfte), zwischen zwei polarisierbaren Molekülen (induzierter Dipol – induzierter Dipol – Kräfte). Die London-Kräfte werden oft auch als van der Waals-Kraft im engeren Sinne bezeichnet.

Die gravitative Wechselwirkung zwischen den Atomen und Molekülen ist äußerst schwach, so schwach, dass sie mit den heutigen Methoden messtechnisch nicht erfasst werden kann. Somit braucht sie bei unseren Betrachtungen auch nicht berücksichtigt zu werden! Die starke und die schwache Wechselwirkung sind beide äußerst kurzreichweitig (10 15 m bzw. 10 18 m), sodass auch diese Kräfte aus unserer Betrachtung ausscheiden. Einzig die elektromagnetische Wechselwirkung kommt als Erklärung für den Zusammenhalt der Teilchen in Betracht, und wir müssen eine Erklärung dafür finden, wie die elektromagnetischen Wechselwirkungen dazu führen können, dass auch elektrisch neutrale Atome und Moleküle größere Aggregate wie die kolloiden Teilchen bilden!

In Lösung sind die Teilchen definitionsgemäß nicht alleine! Sie sind umgeben von Lösungsmittelmolekülen; dadurch werden die Teilchen abgeschirmt, und die effektive Polarisierbarkeit ändert sich in Abhängigkeit vom Lösungsmittel. Da die Polarisierbarkeit eines jeden wechselwirkenden Teilchens in die Wechselwirkungsenergie eingeht (P / ˛), ist das Ergebnis somit wesentlich (quadratisch) durch das Lösungsmittel beeinflusst. In der Hamaker-Theorie wurde Additivität der Potenziale angenommen, der Einfluss benachbarter Lösungsmittelmoleküle wurde ignoriert.

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Einführung in die Physik und Chemie der Grenzflächen und Kolloide by Günter Jakob Lauth


by Mark
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