Энергия ориентационного, двух диполей

Ориентационное взаимодействие обусловливается наличием двух полярных молекул, причем с увеличением температуры энергия этого взаимодействия снижается. Взаимодействие двух молекул, одна нз которых является постоянным диполем, а в другой диполь наводится первой, называется индукционным величина энергии индукционного взаимодействия, не зависит от температуры. Дисперсионное взаимодействие наблюдается как. между полярными, так и неполярными молекулами оно вызвано взаимным возмущением электронных орбиталей, Б результате чего образуются два мгновенных диполя. Соотношение всех перечисленных видов взаимодействий зависит от степени полярности компонентов НДС, В системе слабополярных молекул основными являются силы дисперсионного взаимодействия, а с увеличением полярности возрастают силы ориентационного взаимодействия. [c.16]

Более подробно указанные вопросы будут обсуждены в т. 23 серии издательства Иванами ( Химия преобразований энергии ). Здесь лишь укажем, что миграция энергии осушествляется через два вида состояний синглетное и триплетное. Именно они определяют эффективное расстояние миграции энергии. При передаче через синглетную форму электронные орбиты не перекрываются и передача осуществляется посредством диполь-дипольных взаимодействий (механизм Форстера) на расстояниях В— А порядка 10° —10 нм. В противоположность этому механизму передача энергии через триплетное состояние идет посредством электронообменного взаимодействия, для которого требуется перекрывание электронных орбит. Эффективное расстояние при этом меньше 10 нм. Следует еще учесть, что расстояние, на котором осуществляются взаимодействия, не может быть неограниченно уменьшено, так как при этом должна сохраняться стабильность активированного комплекса, образовываемого участвующими в обмене молекулами (в противном случае миграция энергии будет осуществляться в обратном направлении). На процесс миграции энергии большое влияние оказывает взаимная ориентация О и А (ориентационный фактор). В гомогенных системах, конечно, его действие усредняется, однако при использовании полимеров в качестве носителей можно поставить и решить задачу нахождения наиболее оптимального пространственного расположения присоединенных групп. [c.135]

Наиболее распространенным видом взаимодействия, которое происходит между любыми частицами, является взаимодействие между диполями. Различают три основных типа диполь-дипольных взаимодействий. Как уже указывалось (см. гл. I), если два диполя расположены на одной прямой и одинаково ориентированы, то они притягиваются с силой обратно пропорциональной четвертой степени расстояния между ними. Аналогичная сила действует между двумя диполями, расположенными на параллельных прямых, на кратчайшем расстоянии друг от друга (рис. 43). При произвольном взаимном расположении двух диполей наряду с притяжением или отталкиванием осуществляется разворот диполей относительно друг друга, который в конечном итоге приводит к одной из двух рассмотренных наиболее благоприятных ориентаций, соответствующих притяжению диполей. Поэтому между частицами, обладающими постоянными дипольными моментами, осупдествляется притяжение за счет так называемого ориентационного взаимодействия. При не слишком низких температурах энергия этого взаимодействия мала по сравнению с энергией теплового движения, и полной ориентации не происходит. [c.111]

Энергия индукционного взаимодействия, как и ориентационного, убывает пропорционально шестой степени расстояния, но индукционное взаимодействие не зависит от температуры. Последнее связано с тем, что ориентация наведенного диполя не может быть произвольной, она определяется направлением постоянного диполя. Величина 7 д тем значительнее, чем выше поляризуемость неполярной молекулы. Индукционное взаимодействие наблюдается при образовании гидратов благородных газов, в растворах полярных вешеств в неполярных, например ацетона в СС14 и других подобных смесях, и существенно только для молекул со значительной поляризуемостью. К ним, в первую очередь, относятся молекулы с сопряженными связями. Индукционное взаимодействие не аддитивно. Это становится ясным, если рассмотреть неполярную частицу в поле двух симметрично расположенных зарядов. Каждый из них, действуя сам, вызвал бы индукционный эффект, но совместное их действие создает два диполя, равных по величине и направленных противоположно, т. е. не понижает энергию. [c.258]

Два рассмотренных типа взаимодействия предполагают наличие постоянного момента диполя хотя бы у одной из взаимодействующих частиц. На самом же деле диполь-дипольные взаимодействия осуществляются между любыми частицами, в том числе и не обладающими постоянным моментом диполя. Это качественно можно понять, если вспомнить, что каждый атом лищен момента диполя лищь в среднем, поскольку средняя координата электрона на атомной орбитали совпадает с координатой ядра. В каждый же отдельный момент времени заряд электронов и заряд ядра разделены, т. е. атом обладает некоторым мгновенным, или, как принято говорить, виртуальным, диполем. Взаимодействие виртуальных диполе подч Ияется тем же законам, что и шдействие постоянных и наведенных диполей, и приводит к взаимодействию, энергия которого отрицательна и на достаточно больших расстояниях обратно пропорциональна шестой степени расстояния между частицами. Взаимодействие, обусловленное виртуальными диполями, называется дисперсионным взаимодействием. По энергии дисперсионное взаимодействие, как правило, превосходит как ориентационное, так и значительно более слабое индукционное взаимодействие. [c.113]

Энергия молекулы воды около катиона минимальная, еслд атом кислорода, представляющий отрицательный полюс, повернут к иону, а две О—Н-связи ориентированы наружу. Тип связи, обусловленной таким взаимодействием с катионом, существенно отличается от водородной связи. Катион, атом кислорода и два атома водорода располагаются в одной плоскости, вследствие чего свободное вращение. молекулы в общем невозможно ( неротационная связь ), за исключением, вероятно, вращения вокруг осей диполя. Однако это не влияет на ориентационную поляризацию. По мнению Ной са [37], катион независимо от своего размера образует при гидратации конфигурацию, которая позволяет ему довольно легко внедряться в структуру окружающей воды. Катионы взаимодействуют с двумя парами электронов Ь-оболочки атома кислорода молекулы воды, поэтому в непосредственной близости с катионом молекула воды может быть связана лишь с двумя другими молекулами воды. [c.86]

В заключение мы можем теперь суммировать основные положения этой главы. Ван-дер-ваальсово взаимодействие между неполярными молекулами имеет три важных составных части 1) притяжение между флюктуирующим и индуцированным диполем (дисперсионный эффект), изменяющееся пропорционально г , 2) притяжение между флюктуирующим квадруполем и индуцированным диполем, изменяющееся пропорционально / , и 3) энергия отталкивания, уменьшающаяся с г экспоненциально (уравнение 22). При обычных равновесных расстояниях первый из этих трех членов наиболее важен. Если молекулы обладают постоянными диполями, то, помимо упомянутых, должны учитываться два других эффекта взаимное притяжение постоянных диполей (ориентационный эффект), изменяющееся пропорционально г (уравнение 4), и притяжение между постоянным диполем и индуцированным диполем (индукционный эффект), изменяющееся также пропорционально г (уравнение 8). Если молекулы обладают постоянными квадруполями, надо учесть притяжение между постоянным квадруполем [c.294]