Paras vastaus
Tarttuvuus , tai yhden aineen ominaisuus tarttua toiseen syntyy yleensä molekyylien välisistä vuorovaikutuksista. Kuten Atul selittää, van der Waalsin vuorovaikutus on usein vastuussa tarttumisesta, mutta on olemassa myös muun tyyppisiä molekyylien välisiä vuorovaikutuksia, jotka tulevat esiin eri tilanteissa – esimerkiksi vetysidos on tärkein osa monenlaisten liimojen tahmeutta.
Läheinen käsite on yhteenkuuluvuus , mikä on aineen taipumus pysyä itsessään. Koheesio aiheuttaa pintajännityksen , taipumuksen nesteen pinta-alan supistumiseen – tämä johtuu siitä, että pinnan molekyyleillä ei ole yhtä monta houkuttelevaa vuorovaikutukset verrattuna massan molekyyleihin. Joissakin tapauksissa koheesio ja pintajännitys auttavat myös saamaan aikaan sen, mitä tulkitsemme tahmeaksi.
Tavallinen vesi on mielenkiintoinen esimerkki tahmeudesta. Vesi tarttuu moniin aineisiin ja tekee niistä märkiä, koska vesimolekyylit muodostavat vetysidoksia näiden aineiden kanssa molekyylitasolla. Emme kuitenkaan yleensä ajattele vettä tahmeaksi, koska kätemme on helppo kuivata lautasliinalla tai pyyhkeellä. Tietenkin , tosiasia, että voimme kuivua ensinnäkin, johtuu siitä, että vesimolekyylit ovat houkutelleet pyyhkeeseen – korvataan yksi vahva tarttuvuus (vesi / iho) toisella (vesi / pyyhe) . Toinen tärkeä tekijä on, että w ater on vuotava – eli nesteen molekyylit ovat erittäin liikkuvia – joten niillä on kyky liikkua ihosta pyyhkeeseen.
On helppo kuvitella kokeilu, jossa voi todella arvostaa veden tarttuvuutta. Yritä kostuttaa lasimikroskoopin lasin pinta ja laittaa toinen lasilevy päälle. Tulet huomaamaan, että diat ovat nyt kiinni ohuessa vesikalvossa, ja niitä on nyt erittäin vaikea vetää irti suoraan (älä yritä liian kovasti tai rikkoisit lasin). Tämä tarttuvuus johtuu veden tarttuvuus lasilevyyn ja vesimolekyylien yhteenkuuluvuus toisiinsa. Jotta diat voidaan vetää suoraan toisistaan, täytyy tapahtua yksi seuraavista:
- Yksi dio vedetään puhtaaksi vesikalvosta, jolloin muodostuu yksi märkä pinta ja yksi kuiva pinta. Tätä ei koskaan tapahdu, koska vesimolekyylien ja dian välinen tarttuvuus on erittäin vahva.
- Vesikalvo vedetään kahteen osaan, mikä johtaa kaksi märkää pintaa. Tämä on myös melkein mahdotonta, koska siihen liittyy vesimolekyylien välisen yhteenkuuluvuusvoiman murtaminen.
Dioiden erottamiseksi sinun on liuutettava ne sivuttain vastakkaisiin suuntiin. Kuten teetkin Tämän huomaat, että vedellä on taipumusta pysyä lasien välissä, ja se myös syttyy pieniksi pisaroiksi lasin pintaan. Pienien pisaroiden muodostuminen johtuu veden pintajännityksestä, ja se on koheesion tunnusmerkki. Täten erotat diat korvaamalla tartuntavoiman (vesi / lasi) koossapitävyydellä (vesi / vesi). Yhteenvetona voidaan todeta, että ainoa tapa saada nestemäinen vesi irtoamaan jostakin on saada se tarttumaan johonkin muuhun (tai haihduttamaan sitä, mutta emme ota sitä huomioon täällä.)
Voit myös Hanki arvostus vesimolekyylien tarttuvuudesta kiinnittämällä kielesi erittäin kylmään metalliesineeseen, kuten metalliaidan keskelle Bostonin talvea (okei, älä todellakaan kokeile sitä). Heti kun kielesi jäätyy metalliksi, molekyylien väliset vuorovaikutukset ovat tuskin voimistuneet , mutta aiemmin nestemäiset vesimolekyylit ovat nyt liikkumattomina. Tässä tapauksessa vesimolekyylien liikkuvuuden menetys antaa meille mahdollisuuden ymmärtää, kuinka äärimmäisen tahmeat ne todella ovat.
Osittain asiaankuuluva kuva: Molekyylikuva veden jäätymisestä.
Lopuksi monet liimat, kuten liima, saavat tarttuvuutensa samoista molekyylien välisistä vuorovaikutuksista. Tärkein ero on, että monet liimat sisältävät liuottimen, joka pitää molekyylit liikkuvana, ja liuottimen haihtumisen jälkeen siitä tulee liikkumaton kiinteä aine. Siten kun liima jähmettyy ja molekyylit menettävät liikkuvuutensa, niitä on vaikea poistaa.
On muitakin tekijöitä. Esimerkiksi jo jähmettynyt liima ei voi tarttua muihin asioihin, koska kiintoaineilla on vähemmän kykyä muodostaa uusia kontakteja molekyylitasolla, jota tarvitaan tartunnan toimimiseen. Myös erityyppiset liimat toimivat eri mekanismeilla; epoksit kovettuvat pikemminkin kemiallisen silloituksen kuin liuottimen haihtumisen vuoksi.Mallisementti muovityötä varten sulattamalla kaksi muovipintaa ja antamalla niiden molekyylien lukkiutua toisiinsa, joten se olisi molekyylitasolla analoginen tarranauhaan (tätä kutsutaan usein mekaaniseksi tarttumiseksi).
Tarkastelemalla erilaisia mekanismeja on mahdollista nähdä, miksi erityyppiset liimat toimivat eri pinnoilla. Esimerkiksi monen tyyppiset liimat eivät voi sitoa muovia, koska muovissa olevat hiilivetymolekyylit eivät kykene vetyä sitoutumaan liimamolekyyleihin.
Vastaus
Tarttuvuus syntyy van der Waalsin voimista. , joka tunnetaan myös nimellä molekyylien sisäiset vetovoimat. Tärkeimmät tarttuville aineille ovat dipoli-dipoli-vuorovaikutukset, jotka ovat pohjimmiltaan sähköstaattisia vetovoimia.
Polaarimolekyylillä on positiivinen pää ja negatiivinen pää. Kun kaksi dipolia (polaarimolekyyliä) pääsee tarpeeksi lähelle toisiaan, positiiviset ja negatiiviset päät houkuttelevat. Kun polaariset sokerimolekyylit kastuvat ja tarttuvat aineeseen, tahmeus tulee tietyntyyppisestä dipoli-dipoli-vuorovaikutuksesta (kutsutaan vetysidokseksi). Maissiisiirappi ja melassi tarttuvat itseensä myös näiden vetysidosten takia. Katso seuraavasta sivustosta kuva kahden vesimolekyylin välisestä vetysidoksesta. Sakkaroosin vetysidokset ovat samanlaisia. http://1.bp.blogspot.com/\_z\_etvXOnqPU/S84xjV8PYMI/AAAAAAAAAOI/D2Twpjj0a4k/s1600/800px-Hydrogen-bonding-in-water-2D.png
Kun kameleontit kävelevät seinää pitkin, se johtuu tahmeasta, jonka molekyylien väliset voimat muodostavat jaloillaan olevien karvojen välillä. ja seinän pinta. Jos tunnet kameleontin jalat, he eivät tunne tahmeaa, koska ne eivät ole vuorovaikutuksessa (ts. eivät muodosta molekyylien välisiä voimia) kädelläsi, koska niiden välillä ei ole sähköstaattista vetovoimaa On muitakin molekyylien välisiä voimia, kuten Lontoon dispersiovoimat, jotka todennäköisesti kertovat kameleonin kyvystä kävellä pystysuoraan seinää pitkin. Tutkijat ja insinöörit kokeilevat tällä hetkellä silikoni-kopioiden tekemistä kameleonttien jaloista ihmisten käsiin ja jalkoihin, jotta he voisivat jonain päivänä kävellä ylös seinää. Silikonin vahva molekyylien välinen voima seinämän kanssa antaa tämän tapahtua. Jälleen tämän aiheuttaa sähköstaattinen vetovoima.