Луговсариум

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.

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.

Поговорим о том, что происходит, когда несколько атомов сближаются друг с другом. Для простоты ограничимся двумя атомами, для большего их числа все наши рассуждения и выводы останутся в силе. Не будем уточнять, образуется ли в результате сближения двух атомов молекула или какое-то другое их совместное состояние.

В этом разделе мы обсудим вопросы устойчивости и существования наносостояния вещества. А для того, чтобы разобраться с этим, обсудим основы термодинамики, кинетики и энергетики вещества вообще.

Значение свободной энергии показывает возможность или невозможность протекания процесса. В пределе (то есть через бесконечно долгий промежуток времени) процесс обязательно пойдет именно туда, куда ему "велит" пойти термодинамика, а именно, в том направлении, для которого параметр ΔG принимает наиболее отрицательное значение. Однако в нашем коротком временном масштабе этот переход может и не произойти. Это - несомненное жульничество, которым мы, представители homo sapiens, пользуемся на каждом шагу.