Водород фтористый, водородные связи

На основании ряс. 9,5 определите предполагаемые температуры плавления и кипения фтористого водорода, воды и аммиака при допущении, что эти соединения не образуют водородных связей. Какие соотношения между плотностью воды и льда следовало бы ожидать, если бы не возникали водородные связи [c.272]

Фтористый водород в жидком и газообразном состояниях значительно ассоциирован вследствие-образования сильных водородных связей ( Nf. разд. 2,8). Энергия водородных связей в HF составляет 42 кДж/моль, средняя степень полимеризации в газовой фазе при температуре кипения 4. В кристаллическом состоянии НР имеет цепеобразную структуру [c.470]

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]

Так, например, молекулы НР в жидком фтористом водороде соединяются водородной связью в цепочки [c.87]

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]

Наличие водородной связи приводит к ненормально высоким значениям некоторых констант, в частности температур плавления и кипения. Так, хлористый водород, где водородные связи отсут-ствуют, кипит при —84° С, а фтористый водород — при +20° С. [c.78]

Молекула фтористого водорода (Л) и ион дифторида водорода, содержащий водородную связь (Б). [c.382]

Ион водорода, осуществляющий водородную связь, обычно прочнее связан с одним из двух электроотрицательных атомов, которые он удерживает вместе. Строение димера фтористого водорода можно представить формулой [c.383]

В неорганической химии водородные связи уже давно известны они обусловливают, в частности, аномально высокие температуры кипения воды и фтористого водорода, благодаря им боран существует в виде димера даже при высокой температуре. [c.642]

Многие наиболее важные свойства воды обусловлены водородными связями. Наличие водородных связей во льду и в жидкой воде определяет неожиданно высокие температуры плавления и кипения воды по сравнению с другими водородными соединениями элементов группы VI периодической системы-НгЗ, НзЗе и НзТе. Аналогичные аномалии, вызванные теми же причинами, обнаруживают жидкий аммиак и фтористый водород (рис. 14-19). Однако в аммиаке водородная связь выражена менее сильно, [c.619]

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]

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]

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]

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]

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]

Связь Н — Р сильно полярна. Этим обусловлена резко выраженная склонность фтористого водорода к ассоциации путем образования водородных связей (обозначена пунктиром) [c.521]

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]

Сильные водородные связи имеют место и в некоторых соединениях фтора, например во фтористом водороде. [c.197]

На рис. 8.22 показано, что при сопоставлении температур плавления гидридов элементов VI группы у воды обнаруживаются аномальные свойства. При наличии приблизительно однотипных сил межмолекулярного взаимодействия температуры плавления веществ возрастают по мере увеличения их молекулярного веса. Это и наблюдается для гидридов трех более тяжелых элементов VI группы. Однако температура плавления воды приблизительно на 200 превышает ожидаемую на основании ее молекулярного веса. Химики с другой планеты, где нет воды, вероятно, должны были бы предположить, что температура плавления воды равна приблизительно -100° С, что на Земле нет озер, рек и океанов и что вода на Земле существует только в газообразном состоянии даже на Северном и Южном полюсах В отличие от воды сероводород, а также НгЗе и НгТе не способны образовывать сильные межмолекулярные связи. Водородные связи значительной прочности обнаруживаются только в веществах, молекулы которых содержат наиболее электроотрицательные элементы, такие, как фтор, кислород и азот. На строение веществ, подобных воде, с высокополярными связями Н — X, например аммиака и фтористого водорода, также оказывают большое влияние водородные связи, и многие свойства таких веществ в твердом и жидком состояниях обусловлены наличием диполь-дипольных взаимодействий между их молекулами. [c.144]

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]

Рис. 9.5. Температуры плавления и кипения гидридов неметаллов на схеме видны аномально высокие значения для фтористого водорода, воды и амгмиака, обусловленные образованием водородной связи.

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]

Фторид-ион представляет собой сильное основание, если он не стабилизован водородными связями в ДМФА, ДМСО, сульфолане и N-метилпирролидоне фторид-ион связывает протон даже от первичных галогенидов с образованием олефинов [17, 65]. При нагревании в апротонных растворителях фтористый тетраэтиламмоний разлагается на этилен и фтористый водород [67]. Высокохлорирован-ные соединения с тремя или более атомами углерода при действии фтористого калия в полярных апротонных растворителях при высокой температуре подвергаются дехлорированию и дегидрохлорированию [65]. [c.24]

Внутри- и межмолекулярные водородные связи. Одним из условий, определяющих возможность образования прочных водородных связей, является кислотный характер атома водорода. Так, водородная связь, образованная фтористым водородом,— одна из наиболее прочных связей. Уксусная кислота СН3СООН — представитель важного класса соединений с кислотным атомом водорода. Все члены этого класса содержат в своих молекулах так называемую карбоксильную группу [c.472]

Второй эффект состоит в том, что ири сближении двух молекул до расстояния, допускающего легкий переход протона, последний притягивается к обоим атомам силами той или иной природы при этом связь может перемещаться и да ке неоднократно от одного атома к другому. Одпако силы, действующие в обоих направлениях, остаются, в результате чего все три атома будут удерживаться вместе. Такая форма связывания двух атомов через водород называется водородной связью. Можно упомянуть три тина явлений, обусловленных водородными связями 1. Водородная связь может оказаться достаточно прочной, чтобы обеспечить длительное существование комплексов с водородной связью как кинетически независимых частиц в растворе. Таким кинетически устойчивым образованием является, например. ион дифторида водорода (FHF) . 2. Более слабые водородные связи отчетливо проявляются в ассоции])ованных системах, где они могут образовываться с такой частотой, что, несмотря на тгепродолжительность их существования, общее количество таких связей всегда велико. Этим объясняется ассоциация молекул, вызывающая уменьше1[ие летучести, увеличение вязкости и изменение других физических свойств, которое наблюдается во многих чистых жидкостях, например в аммиаке, воде, фтористом водороде, первичных и вторичных аминах, спиртах, фенолах, минеральных и орга- [c.19]

Водородная связь определяет диссоциацию фтористого водорода. Энергия диссоциации, например, HeFe составляет Q Q 40 ккал/моль, т. е. 6,7 ккал/моль на одну водородную связь. [c.493]

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]

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]

Водородная связь определяет диссоциацию полимера фтористого водорода. Энергия диссоциации, например, НбРб составляет 166 кДж/моль, т.е. 27,5 кДж/моль на одну водородную связь. [c.627]

Средняя энергия водородной связи НР в газовой фазе около 33,5 кДж/моль, максимальная—56,5 кж/Дмоль. Фтористый водород в отличие от других галогеноводородов легко конденсируется в жидкость (температура кипения 19,6 °С), что также связано с наличием водородной связи. В жидком НР энергия водородной связи равна 29 кДж/моль. [c.358]

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]

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]

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]

Продуктом восстановления фтора является фтористый водород. Это сильно ассоциированная, благодаря водородным связям, жидкость. Ассоциация наблюдается как в жидком, так и в газообразном состоянии. С водой HF смешивается в любых соотншениях. [c.166]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология