■я

Рис. 2. Зависимость потенциальной энергии атомов Е от расстояния между ними И (Со — энергия связи атомов)

иному механизму образуют прочную химическую связь. Это не относится к тем случаям, когда происходит взаимодействие нейтральных в целом электрических систем (атомов или молекул), обусловленное действием сил Ван-дер-Ваал ьса.

Рассмотренный случай парного взаимодействия изолированных частиц не может быть распространен на взаимодействие двух связанных силами химического взаимодействия организованных систем частиц, какими являются поверхности конденсированных твердых тел. Различие, по-видимому, обусловлено тем, что поверхностные атомы твердых тел при их сближении не будут образовывать между собой химические связи, если какие-то активирующие факторы не переведут их в активное состояние, т. е. для их химического взаимодействия (независимо от того, является ли поверхность ювенильной или на ней имеется слой химически адсорбированного вещества) требуется некоторая избыточная энергия — энергия активации.

Рассмотрим гипотетическую модель схватывания двух идеальных кристаллов одной природы, решетки которых полностью когерентны (чтобы не требовалось подстройки атомов), а поверхности геометрически и атомно гладки и ювенильны. Примем также, что процесс соединения осуществляется при столь низких температурах, что диффузионная подвижность атомов и вероятность термических флуктуации близки к нулю (в противном случае понятие идеального кристалла теряет физический смысл).

Определим состояние такой поверхности. Наличие сил зеркального изображения и асимметричный характер сил притяжения, воздействию которых подвержен пограничный атом со стороны нижележащих, ставит его в условия, абсолютно отличающиеся от тех, которые характерны для атомов в глубине кристалла. С одной стороны, связи поверхностных атомов с расположенными под ними атомами решетки сильнее, чем у атомов в центре кристалла. С другой стороны, поверхностные атомы проявляют склонность к установлению дополнительных связей с атомами или молекулами другой или той же самой природы. Условие равновесия межатомных сил атомов такой поверхности будет обеспечиваться за счет перераспределения их электронной плотности в некоторой зоне кристалла, прилегающей к поверхности. Характер такого перераспределения электронной плотности трудно предопределить, однако можно предполагать, что он обеспечивает минимальную потенциальную энергию системы поверхности атомов. Наличие потенциального барьера на такой поверхности обусловлено действием электромагнитного поля кристаллической решетки на электронные оболочки атомов поверхности, в результате чего они