Молекула энергия дисперсионного взаимодействия

Ф. Лондон в 1930 г. дал этим силам объяснение на основе квантовой механики. Хотя атомы в целом электронейтральны, все-таки вследствие орбитального движения электронов в них постоянно возникают мгновенные электрические моменты диполя. Они могут индуцировать в соседних атомах или молекулах электрические моменты диполя, пропорциональные г , где г — расстояние между частицами. Взаимодействие мгновенного и индуцированного моментов диполей, пропорциональное называется дисперсионным или лондоновским взаимодействием. Приближенное выражение для энергии дисперсионного взаимодействия между двумя молекулами А и В имеет вид [c.204]

Дисперсионный эффект во всех случаях играет сравнительно большую роль. Эта роль тем выше, чем в общем меньше полярность молекулы. Так, у сильно полярных веществ (например, Н2О) преобладание получает ориентационный эффект. С другой стороны, энергия межмолекулярной связи у неполярных (N2) и малополярных (СО) веществ полностью или в основном представляет собой энергию дисперсионного взаимодействия (см. выше, и. 1). [c.98]

Так как потенциалы ионизации молекул колеблются в нешироких пределах вблизи 10 эВ, то различие в энергии дисперсионного взаимодействия определяется главным образом поляризуемостью молекул. Энергия дисперсионного взаимодействия так же, как ориентационного я индукционного, обратно пропорциональна шестой степени расстояния. [c.260]

Наиболее универсальной составляющей молекулярных сил притяжения является дисперсионная составляющая. По Лондону, для двух молекул энергия дисперсионного взаимодействия выра- [c.115]

В простейшем случае при взаимодействии двух одинаковых шарообразных молекул энергия дисперсионного взаимодействия может быть выражена формулой [c.47]

Расчетные значения энергии дисперсионного взаимодействия двух молекул воды на расстоянии 5 и 10 А представлены в табл. 10. Как видно из таблицы, на расстоянии, равном 5 А, энергия дисперсионного взаимодействия составляет " 10% от энергии диполь-дипольного взаимодействия, когда диполи ориентированы самым выгодны>м способом (голова— хвост). На расстоянии, равном 10 А, энергия диполь-дипольного взаимодействия все еще велика, в то время как энергия дисперсионного взаимодействия равна нулю. [c.26]

Для двух одинаковых молекул энергия дисперсионного взаимодействия [c.69]

Для одинаковых молекул энергия дисперсионного взаимодействия такого типа пропорциональна квадрату поляризуемости, тогда как для неодинаковых молекул она пропорциональна произведению их поляризуемостей. В последнем случае для возникновения заметного эффекта взаимодействия необходимо, конечно, наличие вырожденных энергетических уровней в обоих молекулах. Так как электронные спектры вещества в конденсированной фазе вследствие межмолекулярного взаимодействия становятся непрерывными (т. е. каждый электронный переход растягивается на диапазон во много тысяч волновых чисел), то часто наблюдается случайное вырождение в очень широком диапазоне частот. [c.159]

Простейшее объяснение дисперсионного взаимодействия возможно путем рассмотрения электронов молекул в виде осцилляторов, практически всегда находящихся в колебательном движении и не обладающих дипольным моментом постоянного направления, а самих молекул — мгновенными диполями с непрерывно изменяющимися направлениями полюсов. При сближении или встрече таких осцилляторов мгновенные диполи взаимно ориентируются и их направление начинает изменяться в одной фазе. Это приводит к уменьшению потенциальной энергии системы на величину, считающуюся энергией дисперсионного взаимодействия. [c.95]

Дисперсионное взаимодействие присуще практически всем молекулам, а в случае неполярных молекул играет решающую роль при их слабых взаимодействиях. Энергия дисперсионного взаимодействия является величиной аддитивной. Таким образом, общая энергия дисперсионного взаимодействия составляющих системы складывается из энергий их парного взаимодействия. Дисперсионные взаимодействия характерны также для микроскопических коллоидных частиц, наблюдаются в системах, содержащих высокомолекулярные полимерные соединения. [c.95]

Таким образом, молекулы полярных присадок вызывают изменения в первоначальной кристаллической структуре парафинов, причем степень такого изменения, очевидно, определяется силой слабых межмолекулярных взаимодействий молекул присадок с углеводородами различной молекулярной массы и природы. Парафиновые углеводороды являются неполярными соединениями, в которых межмолекулярные взаимодействия осуществляются за счет дисперсионных сил. В полярных веществах наряду с дисперсионным взаимодействием существует ориентационное и индукционное взаимодействия, энергия которых может быть значительно выше энергии дисперсионного взаимодействия. В неполярных веществах индукционное и ориентационное взаимодействия незначительны. Дисперсионные силы на единицу площади поверхности не зависят от природы вещества [158], поэтому, вычитая силовое поле, обусловленное действием дисперсионных сил, из силового поля полярных групп, можно получить значение силового поля, обусловленного действием ориентационных и индукционных сил. В общем случае изменение энергии межмолекулярного взаимодействия при смешении углеводородов с ПАВ определяется по уравнению [c.159]

Взаимное притяжение неполярных и слабо поляризуемых молекул почти полностью определяется дисперсионным взаимодействием. Его природа вскрыта с помощью квантовой механики и объясняется образованием мгновенных диполей в атомах и молекулах, возникающих при отклонении электронов от состояния равновесия в процессе их вращения вокруг ядра. Энергия дисперсионного взаимодействия зависит от величин, входящих в следующее уравнение [c.34]

У веществ с полярными молекулами иногда преобладает энергия ориентационного эффекта, у веществ с гомеополярными молекулами — энергия дисперсионного эффекта. Энергия вандерваальсового взаимодействия составляет 0,1—1,0 ккал моль а энергия химического взаимодействия изменяется от 10 до 100 ккал моль Между этими категориями сил находятся силы водородной связи—особый вид молекулярного взаимодействия. При рассмотрении гидрофильных систем эта связь имеет очень большое значение. Энергия водородной связи значительна, она лишь на один порядок меньше энергии химического взаимодействия и в большинстве случаев равна 5—7 ккал X X моль . [c.99]

Каждое взаимодействие дает свой вклад в общую свободную энергию. Энергия дисперсионного взаимодействия Ец прямо пропорциональна поляризуемости молекул и их потенциалам ионизации и обратно пропорциональна межмолекулярному расстоянию в шестой степени. Дисперсионное взаимодействие вносит основной вклад в энергию взаимодействия неполярных молекул. [c.301]

Дисперсионные силы возникают мелсду молекулами любого типа, как полярными, так и неполярными. Величина энергии дисперсионных взаимодействий часто значительна в случае полярных молекул дисперсионный вклад в общую энергию межмолекулярных взаимодействий нередко превышает индукционный и ориентационный вклады. [c.277]

Поскольку притяжение между неполярными молекулами обусловлено дисперсионными силами, а энергия дисперсионных взаимодействий зависит от г в первом (диполь-дипольном) приближении как 1// ", то обосновано положить т = 6. Как уже отмечалось в 2, опытные оценки показателя степени п дают величину в интервале от 9 до 15. По соображениям математического удобства прп статистических рас- [c.279]

Однотипные молекулы ЭГ , в которых центральный атом полностью экранирован, могут взаимодействовать друг с другом только своими периферическими атомами галогена. По мере усиления поляризации последних центральным атомом поляризуемость атомов галогенов уменьшается. Так как энергия дисперсионного взаимодействия пропорциональна произведению поляризуемостей, она становится тем слабее, чем большим поляризующим действием обладает центральный атом. [c.483]

Дисперсионное М. в. определяется корреляцией движения электронов двух взаимодействующих молекул, в результате чего среднее расстояние между электронами этих молекул несколько увеличивается. Это приводит к уменьшению энергии их взаимодействия, т.е. к притяжению молекул. Дисперсионное взаимод. имеет универсальный характер оно существует между любыми молекулами. Энергия дисперсионного взаимод. двух атомов или сферически симметричных молекул при R 1 приближенно описывается ф-лой Лондона [c.13]

Наконец, между молекулами действуют дисперсионные силы. Они возникают в силу происходящего на очень короткое время смещения ядер и электронной оболочки, в результате чего возникает мгновенный диполь. Взаимодействие таких существующих короткое время диполей и создает силы дисперсионного взаимодействия (силы Лондона). Энергия дисперсионного взаимодействия между одинаковыми двухатомными молекулами зависит от поляризуемости молекулы а и нулевой частоты колебаний атомов vq i/дисп = В зависимости от [c.337]

Физическая адсорбция органических веществ из водных растворов наиболее сильно проявляется нри использовании в качестве адсорбентов углеродных материалов, поскольку энергия вандерваальсовского взаимодействия молекул воды с атомами углерода, образующими поверхность углеродных тел, намного меньше энергии дисперсионного взаимодействия этих атомов с атомами углеродного скелета органических молекул. Энергия дисперсионного взаимодействия органических молекул с адсорбентом особенно высока в тех случаях, когда углеродные скелеты молекул адсорбента имеют плоскую структуру и характеризуются сопряженной системой л-связей, как это наблюдается, например, в ароматических соединениях. Большое различие в энергии взаимодействия молекул компонентов раствора с поверхностью углеродного адсорбента приводит к си.т1ьно выраженной избирательной адсорбции органических веществ. Такая избирательность обусловливает технологическое применение адсорбции или является основой адсорбционных механизмов многих процессов молекулярной биологии. [c.44]

Это уравнение хорошо применимо для разбавленных растворов, которые далее только и рассматриваются. В результате было получено следующее выражение для энергии дисперсионного взаимодействия молекулы растворенного вещества с одиночной подложкой [16] [c.119]

Объемные модели, приведенные на рис. 2.56, более наглядно показывают характер внутренней поверхности. При расчетах Энергии дисперсионного взаимодействия адсорбированных молекул с каркасом цеолита часто не учитывалась плотиость упаковки кислорода (39 на тетраэдр по сравнению с 38 в с -квар-це) (гл. 8). [c.100]

Как показал Лондон (1930) на основе квантовой механики, мгновенные диполи, возникающие в атомах и молекулах при вращении электронов, тоже вызывают взаимное притяжение молекул. Взаимное колебание атомов в молекулах и взаимные столкновения молекул вызывают частые сближения нх между собой. Быстрые вращения электронов в атомах (и молекулах) в этих условиях вызывают в них быстро сменяющиеся (т. е. коротко периодические) возмущения. Вращение электронов в атомах происходит с гораздо больщей частотой, чем колебания атомов в молекуле (и тем более, чем частота столкновений самих молекул). Поэтому сближение атомов отражается на движении электронов в атомах движение электронов в обоих атомах начинает совершаться в такт, ибо это отвечает меньшему запасу энергии системы и обусловлиг вает взаимное притяжение молекул. Такое взаимодействие называется дисперсионным. (Название произошло от того, что количественная теория взаимодействия тесно связана с теорией дисперсии света.) Энергия дисперсионного взаимодействия дисп. не зависит от температуры и обратно пропорциональна шестой степени расстояния между молекулами. [c.88]

Наиболее универсальной составляющей молекулярных сил при-тялсеиия является днснерсионная составляющая. По Лондону, для двух молекул энергия дисперсионного взаимодействия i/ выражается следующей зависимостью от расстояния [c.115]

Боковые цепи. Результаты предшествующего рассмотрения в определенной степени предопределяют и ответ на вопрос о соответствии конформационных состояний боковых цепей аминокислотных остатков в белках и свободных молекулах метиламидов N-ацетил-а-аминокислот. В самом деле, трудно представить наличие полного соответствия у основных цепей и отсутствие такового у боковых цепей. Тем не менее анализ конформационных состояний последних с точки зрения ближних взаимодействий не лишен целесообразности. Для удобства рассмотрения боковые цепи аминокислот можно разделить на гидрофобные (неполярные) и гидрофильные (полярные). Конформации гидрофобных боковых цепей определяются прежде всего ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, которые могут иметь как стабилизирующий, так и дестабилизирующий характер, В первом случае они называются дисперсионными, или лондоновскими, взаимодействиями. У монопептидов из-за небольшого числа атомов в молекулах энергия дисперсионных взаимодействий невелика, и поэтому их конформационные состояния определяются в основном мощными силами отталкивания. У полярных боковых цепей значительную роль могут играть также (но не исключительно ) электростатические взаимодействия и водородные связи. Среди боковых цепей гидрофобных остатков можно выделить цепи, имеющие разветвление при атоме СР (Val, Не) и не имеющие такого разветвления. К последним относится группа аминокислотных остатков Phe, Туг, Тгр, His с ароматическими боковыми цепями. Изложенные в предшествующем разделе результаты теоретического конформационного анализа метиламида N-aцeтил- -фeнилaлaнинa (см. табл. 11,14) свидетельствуют о том, что в этой молекуле пространственные формы основной и боковой цепей взаимосвязаны каждой форме основной цепи соответствуют определенные энергетически выгодные положения заместителя, На рис, 11.26 представлена конформационная карта ср-у фенил аланинового монопептида, разделенная пунктирными линиями на области, [c.186]

Установлено, что при экстракции неполярными экстрагентами при гемпературах вблизи критического состояния растворителей также проявляется избирательная растворимость высокомолекулярных углеводородов масляных фракций. Обусловливается это тем, что с приближением температуры экстракции к критической про — исхо, ит резкое снижение плотности растворителя и соответственное ослабление прочности связей между молекулами растворителя и растворенных в нем углеводородов. В то же время силы дисперсионного взаимодействия между молекулами самих углеводородов при этом практически не изменяются. В результате, при определен — 1ГЫХ гемпературах внутримолекулярные силы углеводородов могут превысить межмолекулярные силы взаимодействия между растворителем и углеводородами и последние выделяются в виде дисперсной фазы. При этом, поскольку энергия дисперсионного взаимодействия является функцией от молекулярной массы молекулы, в первую очередь из раствора выделяются наиболее высокомолекулярные смолисто-асфальтеновые соединения, затем по мере повышения температуры — углеводороды с меньптей молекулярной массой. При температурах, превышающих критическую,из раствора выделяются все растворенные в нем соединения независимо от молекулярной массы и химической структуры углеводородов (рис.6.4). [c.221]

При увеличении концентрации ПАВ на поверхности и работы его когезии (уменьшение коэффициента растекания), что может быть вызвано, например, увеличением длины углеводородного радикала (рост энергии дисперсионного взаимодействия), создаютс т условия для конденсации пленки. В поверхностном слое образу-ются отдельные островки плотного монослоя (рои молекул), которые в процессе теплового движения передвигаются по поверхности значительно медленнее, чем отдельные молекулы. Вследствие этого поверхностное натяжение раствора оказывается больше (поверхностное давление меньше), чем оно могло быть при той же концентрации ПАВ при образовании газообразной пленки. Состояние пленок, способных к конденсации, описывает уравнение (III. 127). Пленки, образованные при сплошном заполнении поверхностного слоя, называют конденсированными. Твердые пленки обладают структурой, гродобной структуре твердого тела. Такая пленка если и течет, то очень медленно. [c.161]

Дисперсионное взаимодействие характерно для двух неполярных молекул. Хотя у обеих таких молекул дипольный момент равен нулю вследствие пульсирующего движения электронного облака (или движения электронов внутри молекулы), в одной из молекул на мгновение возникает незначительный дипольный момент, который индуцирующе действует на соседнюю молекулу и т. д. Между этими молекулами возникает дисперсионное взаимодействие, энергия Ец которого тем больше, чем выше частота дисперсионного спектра колебаний молекул vo, их поляризуемость и чем меньше расстояние между ними. Величину определяют по формуле [c.9]

Как видно из сравнения (49.21) и (49.11), если диполь в частице наводится ионом, энергия индукционного взаимо 1ействия значительно больше, чем если диполь наводится полярной молекулой. Энергия индукционного взаимодействия значительна для сильно поляризующихся ионов и молекул. При этом, согласно (49.13), велико и дисперсионное взаимодействие. Суммарная энергия взаимодействия ион — неполярная молекула описывается приближенной формулой [c.266]

Сопоставление энергии межмолекулярного взаимодействия данного вида для различных веществ обнаруживает большие различия. Например, энергия дисперсионного взаимодействия между молекулами воды приблизительно в 4 раза, а между молекулами хлора — в 41 раз больше, чем тот же вид взаимодействия между молекулами водврода. Здесь сильно сказывается индивидуальность вещества, характер межатомных связей, особенности в строении молекул. [c.98]

Рассмотрим систему, состоящую из ядра и движущихся электронов. В любой момент времени вследствие несовпадения центров тяжести электронного облака и ядра такая система представляет собой мгновенный диполь. Число таких мгновенных диполей равно числу электронов системы. Направление диполей соответственно движению электронов непрерывно меняется. Электрическое поле мгновенных диполей атомов и молекул индуцирует мгновенные диполи Б соседних частицах. Каждый из диполей будет влиять на ориентацию подобных мгновенных диполей, возникающих в близлежащих молекулах. Движение всех мгновенных диполей системы перестает быть независимым и становится синхронным. Их появление и исчезновение в разных молекулах происходит в такт друг другу. В результате соседние частицы испытывают притяжение друг к другу, а энергия системы понижается. Энергию дисперсионного взаимодействия можно рассчитать приближенно по формуле лисм = - (Зa2Лvo/4л6) = (С//-6), (У.4) [c.135]

Так, для неполярных и малополярных атомов и молекул (например, атомы благородных газов, молекулы СО) основной вклад в энергию ван-дер-ваальсова взаимодействия дает дисперсионный эффект. По мере увеличения полярности молекул (НС1, NHj, Н О) становится все большим вклад ориентационного эффекта. Удельный вклад индукционного взаимодействия невелик даже у полярных молекул. Способность атомов и молекул к поляризации сказывается на величине энергии дисперсионного взаимодействия. [c.350]

Лисперсионное взаимодействие. Молекулы не могут находиться в состоянии покоя даже при температуре абсолютного нуля, поэтому в процессе движения электронов в отдельные моменты времени распределение зарядов может стать несимметричным, то есть может образоваться такая конфигурация, в результазе которой молекула приобретает мгновенный дипольный момент. Эти быстро меняющиеся (виртуальные) диполи создают вокруг молекулы электрическое поле, которое индуцирует в соседних молекулах дипольные моменты. Это приводит, в свою очередь, к появлению постоянно возобновляющихся сил притяжения, что обусловливает взаимную ориентацию неполярных молекул. Следовательно, природа дисперсионного взаимодействия тоже дипольная н поэтому сила этого взаимодействия обратно пропорциональна /. Энергия дисперсионного взаимодействия также не зависит от температуры. [c.25]

Поскольку эффективный потешщал взаимод. молекул в жидкой среде (т. наз. потенциал средней силы) представляет собой суммарный результат взаимод. большого числа молекул, точное определение его параметров является сложной теоретич. задачей, решаемой в рамках разл. моделей жидкого состояния (см. Жидкость). Энергия Г. в. неполярных молекул в воде, отвечающая глубине потенциальной ямы, т.е. эффективная энергия межмол. связи, может превосходить энергию дисперсионного взаимодействия этих же молекул в отсутствие среды (в вакууме). В отличие от потенциала взаимод. молекул в отсутствие среды потенциал Г. в. имеет осциллирующий характер (наблюдается чередование минимумов и максимумов с периодом порядка диаметра молекул среды). [c.568]