Фтористый водород связь в молекуле

Ассоциация молекул и структура жидкостей. Молекулы таких жиД Хостей, как НР, вода и спирты, могут при образовании водородных связей выступать как акцепторы и доноры электронного заряда одновременно. В результате этого образуются димеры (НР)2, (НзО) , (СНзОН)2 и т. д. Однако ассоциация на этом не останавливается, образуются тримеры, тетрамеры и т. д., пока тепловое движение не разрушает образовавшеюся кольца и]ш цепочки молекул. Энергия на одну водородную связь в таких цепочках возрастает с числом молекул в димере воды 26,4, в тримере 28,4 кДж/моль, Для фтористого водорода в цепочках (НР)2, (НР)з, (НР)4 и (НР)5 и в кольце (НР)б на одну водородную связь приходится 28,9 32,5, 34,6 36,9 и 39,5 кДж/моль соответственно [к-32]. Когда тепловое движение понижено (в кристалле), через водородные связи создается кристал тическая структура. Известная аномалия плотности воды и льда обусловлена водородными связями в кристаллах льда каждая молекула воды связана с четырьмя соседями водородными связями через две неподеленные пары атома кислорода молекула образует две донорные Н-связи и через два атома Н — две акцепторные. Эти четыре связи направлены к вершинам тетраэдра. Образующаяся гексагональная решетка льда благодаря этому не плотная, а рыхлая, в ней большой объем пустот. При плавлении порядок, существующий в кристалле (дальний порядок), нарушается, часть молекул заполняет пустоты и плотность жидкости оказывается выше плотности кристалла. Но в жидкости частично сохраняется льдообразная структура вокруг каждой молекулы (б.иижний порядок). Эта структура воды определяет многие свойства воды и растворов. Структурированы и спирты, но по-иному, так как молекула спирта образует одну донорную и одну акцепторную связь. Эта структура разрушается тепловым движением значительно легче. Возможно структурирование и смещанных растворителей, как водно-спиртовые смеси и др. Оказывая особое влияние на структуру воды, водородные связи налагают отпечаток на всю термодинамику водных растворов, делая воду уникальным по свойствам растворителем. [c.274]

Фтористоводородная (плавиковая) кислота, в отличие от остальных галогеноводородных кислот, является слабой, что объясняется также склонностью молекул фтористого водорода к ассоциации путем образования водородных связей по схеме Н—F---H—F. Энергия такой связи составляет около 33 кДж/моль, т. е. она прочнее, чем водородная связь между молекулами воды ( 16,5 кДж/моль). [c.147]

Водородная связь представляет собой как бы вторую побочную валентность водородного атома, которую он может проявлять по отношению к сильно отрицательным атомам, если основная валентность связывает его с атомом, тоже сильно отрицательным. В жидком состоянии фтористый водород имеет молекулу H Fg. При растворении его в воде образуются ионы Н+ и НРГ. В анионе HFF водород связывает оба атома фтора не двумя ковалентными связями, так как он не может иметь больше одной такой связи, а электростатическим взаимодействием протона Н+ с ионами Р . Сильно электроотрицательный атом F отнимает электрон от атома Н и последний превращается в протон Н+, способный своим зарядом довольно прочно связать второй ион F . Это ведет к образованию водородной связи типа X . ., H+X , которую называют водородным мостиком. [c.79]

Рассмотрим возникновение водородной связи при взаимодействии двух молекул фтористого водорода. В молекуле НР электронная пара смещена к атаму фтора, т. е. атом водорода поляризован положительно, а атом фтора — отрицательно. Между положительно поляризованным атомом водорода одной молекулы НР и отрицательно поляризованным атомом фтора второй молекулы возникает водородная связь [c.68]

Интересно отметить, что наиболее прочная водородная связь должна бы существовать у HF (фтор наиболее электроотрицательный элемент), однако, как видно из рис. 24, самая высокая температура кипения у воды. Объясняется это тем, что каждая молекула воды может образовывать две водородные связи, тогда как каждая молекула фтористого водорода — только одну. [c.95]

Рассмотрим теперь, что происходит при растворении в воде сероводорода. У ионов элементов одной и той же группы Q2- и S - одинаковый заряд (оба двухзарядны), но разные радиусы радиус иона серы гораздо больше, чем радиус иона кислорода. Поэтому протоны в молекуле H2S слабее связаны, чем в Молекуле воды, и сероводород, подобно фтористому водороду, диссоциирует как кислота. [c.118]

Элиминирование фтористого водорода нз молекулы органического соединения с образованием двойной углерод-углеродной связи [c.157]

Это означает, что в первом случае суммарный энергетический эффект выше. Следовательно, связь в молекулах фтора слабее, чем в молекулах кислорода, и они с меньшей затратой энергии распадаются на атомы. Кроме того, молекулы образующегося фтористого водорода прочнее молекул воды, и их образование сопровождается выделением большего количества энергии. Ясно, что водороду энергетически выгоднее гореть во фторе, следствием чего и является более высокая температура пламени. [c.25]

Химическая связь, осуществляемая в молекулах гало-геиоводородов, — полярная ковалентная, причем полярность связей в ряду НР—НС1—НВг—Н1 падает от НР к Н1. Так же закономерно падает в этом ряду прочность связей, что проявляется в уменьшении энергии диссоциации этих молекул на атомы. Все галогеноводороды в отличие от галогенов очень хорошо растворимы в воде именно вследствие того, что являются сильно полярными. Так, при комнатной температуре (25°) в одном объеме В0Д1Л можно растворить около 400 объемов НС1, около 530 объемов НВг и около 400 объемов Н1. Фтористый водород смешивается с водой во всех отношениях с выделением значительного количества тепла. [c.273]

Водородный атом, связанный с атомами фтора или кислорода, обладает этой способностью в наибольшей степени. В результате этого молекулы фтористого водорода и воцы обладают резко выраженной способностью связываться с другими молекулами, образуя более сложные частицы — комплексы (сюда могут быть отнесены некоторые кристаллогидраты). Да и в чистом состоянии у фтористого водорода и у воды наблюдается значительная ассоциация молекул явление ассоциации в этих случаях обусловлено именно водородной связью . [c.83]

Кристаллы твердого фтористого водорода слагаются из зигзагообразных цепей РН РН РН , образованных при посредстве водородных связей. Расстояние (РР) в таких цепях —2,49 А, а угол зигзага — 120 . Теплота плавления твердого НР (т, пл. - 83° С, плотность 1,6 г/см ) составляет 0,9 ккал/моль, что близко к значению для льда (IV 3 доп, 29). Для жидкого фтористого водорода наиболее вероятно одновременное существование и цепей, и колец из молекул НР, [c.247]

В растворителях типа безводной уксусной кислоты кислые свойства проявляют лишь те минеральные кислоты, которые являются сильными кислотами в водных растворах. Все органические кислоты, как правило, не проявляют в протогенных растворителях кислых свойств. В еще более протогенных растворителях типа безводной серной кислоты или жидкого фтористого водорода они в ряде случаев обнаруживают свойства оснований. Это специфическое действие кислых растворителей на кислоты в обычном смысле понимания связано со сродством к протону. молекул и анионов кислот (НАп), растворенных в протогенном растворителе (НМ). [c.392]

Связь Н—Р характеризуется ядерным расстоянием 0,92 А и силовой константой к = 8,8. Как уже отмечалось в основном тексте, энергия ее весьма велика (135 ккал/моль). Ионизационный потенциал молекулы НР равен 15,8 в. По отноше- нию к нагреванию фтористый водород очень устойчив его термическая диссоциация становится заметной лишь около 3500 °С. [c.246]

В результате аминной вулканизации протекает процесс, который включает стадию отщепления фтористого водорода от молекулы фторполимера и присоединение аминов по образующимся двойным связям [17] [c.505]

Наиболее полярным из обычных растворителей является вода. Как уже известно из предыдущего (V 4), действие ее на внутримолекулярные связи сказывается настолько сильно, что многие полярные молекулы распадаются на ионы, обменные реакции между которыми протекают практически моментально. Даже в виде следов вода оказывается необыкновенно активным и разносторонним катализатором. Например, при полном ее отсутствии хлор не действует на металлы, фтористый водород не разъедает стекло, натрий и фосфор не окисляются на воздухе и т. д. Подобным же образом следы водяного пара сильно катализируют некоторые реакции разложения (СЬО и др.). Можно сказать, что если бы мы изучали вещества при полном отсутствии воды, то наши представления о химических свойствах многих элементов и соединений были бы совершенно иными, чем в настоящее время. [c.346]

К нему относится имеющая большое значение водородная связь. Эта связь осуществляется, в частности, при ассоциации карбоновых кислот. На рис. XVI.5 показана структура комплекса двух муравьиных кислот (НСООН)2. Атомы водорода, находящиеся между двумя атомами кислорода, осуществляют связь с чужим кислородом с энергией 14 ккал (58,8 кДж). Подобные связи атом водорода может давать также с азотом и галоидами. Водородная связь, например, определяет устойчивость комплексов фтористого водорода. Для разрушения комплекса (HF)e на шесть молекул НР требуется затратить 40 ккал/моль (168 кДж/моль), т. е. 6,7 ккал (28,1 кДж) на одну водородную связь. Водородная связь определяет структуру и прочность многих твердых тел. [c.341]

Возникновение водородной связи имеет место также и в случае аммиака. Известно, что теплота испарения жидкого аммиака, равная 23,3 кДж/моль, по существу и есть энергия разрыва водородных связей, поскольку каждая молекула аммиака имеет одну неиспользованную МО. Другим характерным примером соединений с водородными связями могут служить молекулы фтористого водорода, которые при конденсации и полимеризации связываются прочными водородными связями [c.358]

В этой молекуле фтористого водорода имеется единственная ковалентная связь, достаточно прочно связывающая атом водорода с атомом фтора. [c.131]

Необычные свойства воды, которые были описаны в разд. 9.4, объясняются чрезвычайно сильным взаимным притяжением ее молекул. Это мощное взаимодействие присуще структурам с так называемой водородной связью. Температуры плавления и кипения гидридов некоторых неметаллов приведены на рис. 9.5. В рядах родственных соединений наблюдается их изменение в нормальной последовательности. Кривые, проведенные через точки для НгТе, НгЗе и Нг5, имеют направления, которые и следовало ожидать, однако при их экстраполяции получаются значения для температур плавления льда и кипения воды, приблизительно равные —100 и —80°С. Наблюдаемое же значение температуры плавления льда на 100 °С выше, а температура кипения воды на 180 °С выше, чем можно было бы ожидать, если вода была бы нормальным веществом аналогичные, но несколько меньшие отклонения показывают фтористый водород и аммиак. [c.249]

Высокая диэлектрическая проницаемость воды, обусловливающая поразительную способность воды растворять вещества ионного строения, отчасти является следствием того, что вода способна образовывать водородные связи. Благодаря этим связям молекулы воды располагаются так, чтобы частично нейтрализовать электрическое поле. Водородные связи образуются также и в других жидкостях [в перекиси водорода, фтористом водороде, аммиаке (температура кипения —33,4°С), цианистом водороде], которые способны растворять вещества, обладающие ионным строением. [c.259]

Температуры плавления и кипения веществ, атомы в молекуле которых связаны ковалентной полярной связью, и обладающие молекулярной решеткой, также низки, но выше чем у веществ с неполярными молекулами. В большинстве своем это газы при комнатной температуре. Примером может служить хлористый водород, сероводород и т. п. Прямой зависимости между величиной дипольного момента и температурой кипения не наблюдается. Скорее всего, она определяется молекулярной массой соединения, за исключением аммиака, воды и фтористого водорода. Эти соединения в ряду им подобных обладают наивысшими температурами плавления и кипения, резкое их увеличение объясняется образованием между молекулами водородных связей. [c.46]

Рассмотрим вначале структуру, которую можно ожидать для соединения водорода с фтором — самым легким элементом седьмой группы. Атом водорода имеет одну орбиталь и один электрон. Следовательно, он может достигнуть конфигурации гелия в результате образования одной ковалентной связи с другим элементом. Фтор имеет семь электронов на внешней оболочке ( -оболочке). Эти семь электронов занимают четыре орбитали -оболочки. Они соответственно образуют три пары электронов на трех орбиталях, а на четвертой орбитали имеется один электрон. Отсюда следует, что атом фтора также может достигнуть аргоноидной конфигурации путем образования одной ковалентной связи с использованием одного своего электрона. Таким образом, приходим к выводу, что фтористый водород имеет молекулу следующего строения [c.131]

Следует отметить, что в газообразном фтористом водороде наряду с молекулами HF)2 имеются также в значительном количестве более высоко ассоциированные молекулы, а именно главным образом молекулы (HF) , (HF)e и (HF)g (Briegleb, 1953). При более низких температурах (и соответственно уменьшенном давлении), например при 4° и 300 мм рт ст, последние преобладают по сравнению с молекулами (HF)2-Они образуются при посредстве водородных связей и, вероятно, имеют преимущественно вид цепей. Эти соединения представляют единственный известный до сих пор пример ассоциации в газообразном состоянии с образованием цепей посредством водородных связей. С высокой степенью ассоциации молекул фтористого водорода связано то, что газообразный фтористый водород ро наблюдениям Франка (Fran k, 1953) обладает при низких температурах сравнительно высокой для газа и сильно зависящей от давления теплопроводностью. При 0° и давлении в интервале 100— 200 мм рт ст она достигает даже теплопроводности жидкой воды. [c.842]

Пря мое действие фтора на органические вещества приводит к бурной реакции, сопровождающейся вспышками и взрывами. В результате получаются фтористый водород и продукты разложения органических молекул (сажа, четырехфтористый углерод). Такое направление реакции обусловлено ее высокой экз0термич1юстью, превосходящей энергию разрыва углерод-углеродных связей (см стр. 99). [c.159]

Как отмечалось ранее, при растворении галогеноводородов в воде происходит их диссоциация на иоНы и образуются водные растворы соответствующих галогеноводородных кислот. Причем при растворении Н1, НВг и НС1 диссоциируют почти полностью, поэтому образующиеся кислоты относятся к числу сильных (сравните степени диссоциации этих кислот, приведенные в табл 9), В отличие от других галогеноводородов фтористый водород диссоциирует в воде слабо, в связи с этим образующаяся фтористоводородная кислота является слабой, эта кислота лишь немного сильнее уксусной. Такое аномальное поведение фтористого водорода объясняется ассоциацией молекул фтористого водорода вследствие возникно-вення между ними водородных связей (см. 7, гл. III), Т. е. тем, что при диссоциации НР на ионы требуется дополнительная затрата энергии на разрыв водородных связей. Таким образом, сила кислот сильно уменьшается от Н1 к НР, если йодистоводородная кислота Н1 явля-.ется одной из самых сильных неорганических кислот, то [c.273]

Весьма характерно для фтористого водорода образование продуктов присоединения к фторидам наиболее активных металлов. Соединения эти, как правило, хорошо кристаллизуются и плавятся без разложения. Примером могут служить производные калия —КР-НР (т. пл. 239 °С), КР-2НР (62 С). КР-ЗНР (66 °С) и КР-4НР (72 °С). Строение этих продуктов присоединения отвечает, вероятно, формулам вида К Р(НР)п] с водородными связями между ионом Р и молекулами НР. Разбавленные растворы гидродифторида калия (КНРг) применяются иногда для удаления пятен от ржавчины. [c.248]

Фтористый водород выше 19,5 °С представляет собой бесцветный газ с резким раздражаюш им дыхательные пути действием, а ниже указанной температуры кипения — легкоподвижную бесцветную жидкость. Благодаря особенностям химического строения молекула НР характеризуется высоким значением электрического момента диполя (0,64-Кл-м), превосходящим электрический момент диполя воды, сернистого газа и аммиака. Жидкий фторид водорода имеет большую величину диэлектрической постоянной, равную 83,6 при О °С, НР ассоциирован за счет водородных связей в (НР) , где п изменяется от 1 до 4 в парах, а в жидком фтористом водороде л>4. [c.353]

Однако при электролизе органических соединений в безводном фтористом водороде, наряду с фторированием, почти всегда протекают процессы деструкции, связанные с отщеплением функциональных групп и разрушением углеродного скелета молекулы. В связи с этим выходы перфторированных аналогов исходных веществ почти всегда далеки от 100%. Строение исходного органического соединения оказывает существенное влияние на выход неде-структированных продуктов при электрохимическом фторировании. [c.457]

Полученные рефрактометрическим методом характеристики силы водородных связей во фтористом водороде показывают, что в бпфториде, например калия, водородные связи типа Р—Н...Р прочнее, чем в жидком НР, что находится в полном соответствии с результатами структурного анализа этих веществ (см. табл. 72). В ряду же щелочных и щелочноземельных металлов сила водородных связей в бифторидах уменьшается вместе с ростом размера катиона. Было бы очень интересно проверить независимыми методами возможность неэквивалентного присоединения молекул фтористого водорода к фторидам щелочноземельных металлов. Попытки ИК-спектроскопического изучения этих веществ не привели иока к однозначным результатам. [c.190]

Моменты днполей связей. МО в двухатомных и многоатомных молекулах с полярными связями. Строение молекул гидридов. Строение молекулы диборана. Тетраэдрическая пятиатомная молекула метана. Пирамидальная четырехатомная молекула аммиака. Уголковая трехатомная молекула воды. Двухатомная молекула фтористого водорода. [c.298]

Водородная связь оказывает влияние на свойства многих веществ. Так, благодаря водородной связи фтористый водород помимо обычных молекул НР содержит также молекулы от Н2Р2 до НсРо. Таким же путем образуется ион НР [c.208]

Присоединение Н F к олефинам происходит очень легко, однако сопровождается побочными реакциями полимеризации олефинов. Следы кислот и воды или температура около 70° С вызывает Отщепление НГ от образовавшихся фтористых алкидов. Препаративное вначенце имеет присоединение HF к хлорзамещенным олефинам, которые тем менее склонны к полимеризации в его присутствии, чем больше атомов хлора связано ненасыщенными атомами углерода. Фтористый водород легко присоедигогэтсй и несимметричным галогензамещенпым олефинам, таким, как СН3 = СНХ, R H= СХ 3 или RGX—СНа, труднее к олефинам, имеющим атомы галогена у обоих ненасыщенных атомов углерода. Реакция ускоряется в присутствии BFS, который образует комплексное соединение и тем самым облегчает отрыв протона от молекулы НГ однако одновременно ускоряются параллельно протекающие реакции обмена галогена на фтор и смолообразование в результате полимеризации [173]. [c.113]

Ион водорода представляет собой ядро с зарядом +1, не имеющее ни одного электрона. Если бы фтористый водород HF обладал резко выраженным ионным строением, то его молекулу можно было бы представить такой, как на рис. 9.6, Л. Между тем положительный ион водорода в этом случае должен сильно притягиваться к отрицательному иону, например к иону фторида, образуя ион [р-Н+р-]- или НРг, как показано на рис. 9.6, Б. Это и происходит в действительности, и устойчивый ион Нр2, называемый ионом дифторида водорода, присутствует в значительной концентрации в растворах фтористоводородной кислоты и в солях, например в КНРг. Связь, скрепляющая этот комплексный ион и называемая водородной связью, слабее, чем одинарная ионная или ковалентная связь, но прочнее, чем обычные вандерваальсовы силы межмолекулярного притяжения. [c.250]

Молекула фтористого водорода (А) и ион дифто.рида водорода, содержащий водородную связь (5). [c.251]

При образовании водородной связи таким образом, для образования водородной связи в этом случае требуется только наличие электроотрицательного элемента, который будет служить акцептором водорода. Молекула типа фтористого водорода Н—К может быть как донором, так и акцептором протона. Вследствие этого молекулы НК образуют между собой прочные водородные связи. Необычно высокая по сравнению с другими галогеповодоро-дами температура кипения фтористого водорода (фтористый водород единственный из них кипит при комнатной температуре) подтверждает наличие сильной межмолекулярпой связи. Водородная связь настолько прочна, что НРЯ существует как стабильный анион в солях типа КНГа. Как уже указы- валось (рис. 2-5), наличием водородных связей объясняются некоторые физические свойства воды и частично структуры гена. [c.44]

Возможность образования связей за счет тех или иных орбиталей определяется не только энергией, но также геометрическими свойствами орбиталей. Поскольку s-орбитали сферически симметричны относительно ядра, они могут взаимодействовать с ядрами других атомов независимо от направления. Орбитали других типов, как это было описано в гл. 5, характеризуются пространственной направленностью. Поэтому их особенностью является образование направленных связей. Рассмотрим, например, роль р-орбиталей при образовании химической связи в молекулах фтора (Fj) и фтористого водорода (HF) оба процесса изображены на рис. 7.11. В молекуле фтора можно сконструировать связывающую орбиталь, взяв по одной из 2р-орбиталей каждого атома фтора. Связь в молекуле HF формируется путем комбинации ls-орбитали водорода с 2р-орбиталью фтора. Связи в каждой из этих молекул образуются в направлении, в котором 2р-орбиталь фтора дает наибольшую электронную плотность. Это соображение играет очень важную роль для молекул, состоящих из трех или большего числа атомов, поскольку оно показывает, чем определяется геометрия молекул. В более сложных случаях приходится учиты- [c.117]