Войти
Концепция исключенного тома была введена Вернером Куном в 1934 году и применена к молекулы полимера вскоре после этого Пол Флори.
В теории жидкого состояния «исключенный объем» молекулы - это объем, который недоступен для других молекул в системе в результате присутствия первой молекулы. Исключенный объем твердой сферы в восемь раз больше ее объема, однако для двухмолекулярной системы этот объем распределен между двумя частицами, что дает обычный результат в четыре раза больше; это важная величина в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса. Расчет исключенного объема для частиц несферической формы обычно затруднен, поскольку он зависит от относительной ориентации частиц. Недавно было рассмотрено расстояние наибольшего сближения твердых эллипсов и их исключенная площадь.
В науке о полимерах исключенный объем относится к идее о том, что одна часть длинноцепочечной молекулы не может занимать пространство, которое уже занято другой частью той же молекулы. Исключенный объем приводит к тому, что концы полимерной цепи в растворе расходятся дальше (в среднем), чем они были бы, если бы не было исключенного объема (например, в случае модели идеальной цепи ). Признание того факта, что исключенный объем является важным фактором при анализе длинноцепочечных молекул в растворах, явилось важным концептуальным прорывом и привело к объяснению нескольких загадочных экспериментальных результатов того времени. Это также привело к концепции тета-точки, набора условий, при которых может проводиться эксперимент, который нейтрализует эффект исключенного объема. В тета-точке цепь возвращается к идеальным характеристикам. Удаленные взаимодействия, возникающие из-за исключенного объема, устраняются, что позволяет экспериментатору более легко измерять особенности ближнего действия, такие как структурная геометрия, потенциалы вращения связей и стерические взаимодействия между почти соседними группами. Флори правильно определил, что размер цепи в расплаве полимера будет иметь размер, вычисленный для цепи в идеальном растворе, если исключенные объемные взаимодействия нейтрализованы путем экспериментов в тета-точке.
