Список тематических статей

Когезия

Понятие и общие сведения

Адгезия и когезия – основные виды межмолекулярного взаимодействия. Когезией называется сила сцепления наименьших частиц веществ, например молекул, атомов или ионов, под воздействием сил притяжения. Другими словами когезия – это совокупность сил межмолекулярного взаимодействия, например известной в химии водородной связи, определенных химических и электрохимических связей.

В многофазных или гетерогенных системах определенные силы могут возникать как в массе вещества каждой фазы, так и между разными фазами. Когезионным взаимодействием, в отличие от адгезии, считаются именно притяжение частиц вещества внутри конкретной фазы, но не межфазные силы. Именно когезия обуславливает существование тел и химических соединений веществ конденсированном состоянии. Силы когезии, которые также известны как силы притяжения или «аттракции» возникают из-за действия межмолекулярных, межатомных и межионных взаимодействий разнообразной природы.

Когезионные силы в целом состоят из суммы различных физических и физикохимических особенностей тела, например его агрегатного состояния, летучести, способности к растворению, физикомеханических характеристик т.д. Стоит отметить, что такого рода силы взаимодействия между частицами ослабевают с увеличением расстояния, поэтому когезия также ощутима только при ближайшем друг к другу расположении атомов, молекул и ионов. То же самое можно в целом сказать про адгезию.
Из последнего замечания следует, что когезионное взаимодействие проявляется сильнее в твердых веществах и жидкостях, которые являются конденсированными фазами. В них, в отличие от газов, плазмы и т.п. дистанции между частицами невелики и взаимодействие сильнее.



Рис.1. Наглядная иллюстрация сил когезии (красные линии) и адгезии (синие линии).
В отличие от когезии, процесс адгезии – это стремление межфазной системы к постоянному снижению поверхностной энергии. Адгезия, которая также называется «прилипание», является по сути притяжением частиц на границе двух разнородных фаз (отсюда другое название клея – адгезив).

Характеристики когезионного взаимодействия

Описать механизм и дать общие количественные оценки когезионного процесса не так просто. Из научных источников известно, что поверхностное натяжение границы конденсированной фазы с газовой фазой зависит от когезионного взаимодействия между частицами в самой конденсированной фазе. В целом когезия внутри такой фазы определяется как работа образования единицы поверхности. Работа когезии равна потраченной энергии на обратимое разрушение тела, причем поверхность такого сечения должна быть равна единице площади.
  
Если рассматривать идеальное тело в твердом агрегатном состоянии, то величина работы когезии является обратимой прочностью на разрыв. Исходя из того, что когезия, в отличие от адгезии, описывает взаимодействие между частицами внутри гомогенной фазы, величину этого взаимодействия могут характеризовать следующие параметры:
1. Энергия кристаллической решетки.
2. Внутреннее давление.
3. Энергия парообразования.
4. Температура кипения.
5. Показатели летучести или равновесного давления пара над телом.
Те же самые данные, как известно, качественно и количественно описывают также поверхностное натяжение тел.
Кроме работы когезии существует подобная характеристика и для адгезии – работа адгезии. Подробно адгезия описана в посвященных ей научных статьях.