Các vật thể rắn bao gồm một số lớn các hạt ựược ion hoá và các phân tử. Các vật thể như vậy hút và ựẩy các phân tử hoặc các ion ở xung quanh. Các lực hút và lực đẩy có tắnh chất vạn năng, bất kể các hạt nào hút và bất kỳ các hạt khác, giống nhau hoặc khác nhau, có hoặc khơng có khả năng xảy ra các phản ứng hoá học giữa chúng.
Các lực tương tác sinh ra các cơ chế khác nhau: các lực hút ựược biết dưới cái tên lực VANđECVAN.
Các lực tĩnh ựiện giữa các chất rắn là quyết ựịnh ựối với các tắnh chất vật lý của hồ xi măng. Các lực này phụ thuộc vào tắnh chất của các bề mặt rắn và các thành phần của dung dịch nước tiếp xúc với các bề mặt hạt xi măng.
Hậu quả của sức hút vạn năng là hiện tượng quen biết dưới cái tên là Ộsự hấp thụỢ. Một bề mặt rắn hút và giữ tạm thời các phần tử của chất lỏng tiếp xúc của nó. Nước bị hút mạnh bởi các vật liệu rắn trong bê tông.
1.1. Lực Culông
Việc nghiên cứu tắnh chất của các lực giữa các phân tử xuất phát từ lý thuyết cấu trúc bên trong của vật chất. Các lực này có nguồn gốc điện và chúng có khả năng được biểu thị dưới các dạng khác nhaụ Dạng ựơn giảng nhất ựược ựịnh nghĩa bằng ựịnh luật cơ bản về tĩnh ựiện ựược phát hiện bởi Culông năm 1785 như sau:
- Lực hút tương hỗ của hai hạt mang điện tỉ lệ thuận với tắch số của điện tắch của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa các tâm của chúng. để ựặc trưng cho sự tương tác của các hạt, người ta ln ln nói khơng phải là lực, mà là năng lượng tương tác, có nghĩa là cơng cần thiết để tách hồn toàn các hạt nàỵ Trong trường hợp này, mẫu số của phương trình của qui luật cơ bản về tĩnh ựiện chứa khoảng cách và khơng phải là bình phương nữạ
Lực Culơng đóng một vai trị quan trọng trong các tương tác ion. Tuy nhiên rõ ràng là chúng khơng thể hoạt động giữa các phân tử trung tắnh.
1.2. Lực Van-dec-van(lực hút)
để hiểu ựược những tương tác của các phân tử trung tắnh, cần thiết làm sáng tỏ trước tắnh năng của các phân tử đối với trường điện bên ngồị
Sự phát sinh một ngẫu cực trong một phân tử khơng có cực được kắch thắch bởi biến dạng của nó, có nghĩa là sai lệch ựối với cấu trúc bên trong ổn ựịnh nhất khi khơng có tác động bên ngoàị Kết quả là một ngẫu cực ựiện ứng dưới tác dụng của điện trường bên ngồi chỉ tồn tại chừng nào điện trường tồn tạị
Chuyển sang những hoạt ựộng giữa các phân tử. Cho hai phân tử có cực khá gần nhaụ Cho rằng các cực cùng dấu của các ngẫu cực của chúng ựẩy nhau, trong khi mà các cực có dấu khác nhau thì hút nhau, hai phân tử có khuynh hướng được định hướng sao cho các cực có dấu khác nhau ở gần nhaụ Trong sự bố trắ này sự hút của các cực có dấu khác nhau chỉ được bù lại một phần bởi sự đẩy nhau của các cực có cùng dâú, chúng ở một khoảng cách xa hơn. Khi đó nó sinh ra giữa các phân tử các lực hút phụ thuộc vào sự tương tác của các ngẫu cực vĩnh cửu của chúng và chúng ựược gọi là lực ựịnh hướng. Nhờ các lực này, hai phân tử đó xắch lại gần nhau và hút nhau mạnh hoặc yếụ
Trường hợp tương tác của một phân tử có cực với một phân tử khơng cực như sau: Ban đầu nó sinh ra trong một phân tử khơng có cực một ngẫu cực điện ứng, sau đó nó phản ứng với ngẫu cực của phân tử có cực. Ngược lại, sự tương tác giữa hai phân tử khơng có cực khơng có các ngẫu cực vĩnh cửu, hình như nó khơng phải có ở đó một lực hút nào đó giữa chúng.
Tắnh chất của các lực đó gọi là lực phân tán (London - 1930). Sự xuất hiện của chúng gắn chặt với chuyển ựộng mà các thành phần của các phân tử thực hiện liên tục: các hạt nhân nguyên tử và các electron.
Tất cả các loại tương tác giữa các phân tử có thể được tập hợp lại dưới cái tên là lực giữa các phân tử hoặc lực Van dec van. Tầm quan trọng liên quan ựến mỗi loại lực trong mỗi trường hợp cụ thể phụ thuộc chủ yếu vào hai tắnh chất của các phân tử có mặt: cực tắnh và độ biến dạng của chúng. Cực tắnh của các phân tử càng lớn, các lực định hướng đóng vai trị càng quan trọng. Về nhiệm vụ của lực phân tán, nó tăng lên cùng với biến dạng của các phân tử.
Như vậy, nếu các lực Culơng có thể được biểu thị bằng lực hút hoặc lực đẩy, thì lực Van - ựec - van chỉ ựược biểu thị bằng lực hút.
1.3 Lực đẩy
Nhưng ngồi các lực hút, cịn tồn tại các lực đẩy giữa các phân tử. Lực đẩy nó trở nên có hiệu quả khi các đám mây êlectron của hai nguyên tử kề nhau bắt ựầu kết hợp, là hàm số phức tạp của các tắnh chất điện tử. Tuy nhiên GLANDSTONE đã ựề nghị một giá trị gần đúng cho lực này, ắt nhất đối với các phân tử ựơn giản, là lực ựẩy biến thiên như số nghịch ựảo của luỹ thừa bực 13 của khoảng cách giữa các phân tử.
1.4. Sự hút và sự ựẩy kết hợp
Các quan hệ vừa nêu ra có thể được viết như sau:
F= 7 13 r r β α −
trong đó F là lực ựược biểu thị bằng dyn, α và β là những hằng số đặc tắnh của phân tử ựối với nhiệt ựộ và áp lực ựược xem xét. Số hạng thứ nhất cho một cách xấp xỉ lực hút Van-dec-van, số hạng thứ hai biểu thị lực ựẩỵ
Năng lượng tiềm tàng U giữa hai phân tử cách nhau bởi khoảng cách r, ựược cho bởi tắch phân Fdr như sau:
x = ∫ =− 6 + 12 12 6r r
Fdr α β
Dấu âm của số hạng ựầu tiên là do lực hút và nghĩa là phải cung cấp một cơng để tách các phân tử.
Rõ ràng là lực ựẩy giảm rất nhanh, khi khoảng cách giữa các phân tử tăng lên. Lực này thực tế trở thành số không từ khi khoảng cách vượt q một vài đường kắnh của phân tử.
Ngược lại lực hút hoạt ựộng trong phạm vi lớn hơn.