Сила сцепленья вяжет пары́,
Мощь тяготенья держит миры,
Атомов сродство жизнь создает,
Света господство к знанью ведет.
Н. А. Морозов. Силы природы
Итак, мы рассмотрели строение атомов и молекул – микроскопических частиц, имеющих размер ~1Å и адекватно описываемых только квантовой физикой. Невзаимодействующие друг с другом свободные молекулы встречаются только в идеальном газе. Жидкости и твёрдые вещества имеют близкие плотности, существенно превосходящие плотности газов[*], поэтому их объединяют термином конденсированное состояние.
Встаёт вопрос: какие взаимодействия объединяют частицы в конденсированное состояние («вяжут пары́») и удерживают их в нём? Такие взаимодействия (иначе – силы) подразделяют на пять типов: ковалентные,ионные, межмолекулярные, водородные и металлические. Последние четыре объединяют термином нековалентные взаимодействия.
При рассмотрении вещества, а не отдельной изолированной молекулы, принципиально важно, что любое достаточно большое количество вещества состоит из очень большого (как правило, ~NА) количества микроскопических частиц. Это макроскопические системы, коллективы (есть даже термин – ансамбли) частиц, для описания которых важны их коллективные свойства, в первую очередь – энтропия. Эти вопросы рассматриваются статистической физикой и термодинамикой и выходят за рамки пособия (представления о термодинамике составляют вторую часть нашего курса). Здесь качественно излагаются только первоначальные представления о строении веществ, без которых невозможно адекватно усвоить их физико-химические свойства, прежде всего их геометрическое строение (взаимное расположение частиц) и энергию взаимодействия микрочастиц в основном состоянии.