Поляризация атомо водорода в электрическом

Рис. 17. Поляризация атома водорода в постоянном электрическом поле.

Рис. 2-9. Изображение орбиталей атома водорода, между которыми происходит 1х-> 2р-переход, обусловленный поглощением света линии Лаймана 1216 А. Е обозначает электрический вектор световой волны, индуцирующей переход. Поляризация светового вектора определяет ориентацию 2р-орбитали [14].

Первая группа характеризуется явлением электронной поляризации. Например, поляризацию атома водорода под действием электрического поля можно объяснить как -смещение за(ряда я из-менение его орбиты, вследствие чего в атоме возникают как вы некоторая пара сил и соответствующий дипольный момент. [c.211]

Односторонняя поляризация приводит к неравномерному распределению электронной плотности в молекуле. Например, в молекуле НС1 электронная плотность около ядра хлора выше, чем около ядра водорода. Электрические центры положительных и отрицательных зарядов в молекуле не совпадают в одной точке, а находятся на некотором расстоянии I (рис. 3.12). Молекула при общей нейтральности представляет собой электрический диполь с зарядом q— у атома хлора и q+ у атома водорода. Такие связи и молекулы называются полярным и. Заряды атомов в молекуле q называются эффективными зарядами (в молекуле НС1 дс =—0,18, а н =+0,18 абсолютного заряда электрона, степень ионности связи 18%). [c.64]

Растворимость в воде многих неорганических кислот, оснований it солей связана с их ионным характером. Молекулы воды ориентируются в электрическом поле определенным образом, что указывает на их полярность. На одном конце молекулы находится отрицательный заряд, а на другом положительный, образующие вместе диполь. Если бы молекула воды имела линейное строение, поляризация была бы невозможной. Как установлено с помощью физических методов, эта молекула действительно не линейна угол между связями О—Н составляет 105°. Молекула воды поляризована благодаря тому, что кислород, который более электроотрицателен, чем водород, способен оттягивать к себе электроны связей. Смещение электронной плотности вызывает появление частичного отрицательного заряда б — на кислородном конце диполя, компенсирующегося равным ему частичным положительным зарядом, распределенным между двумя водородными атомами на другом конце диполя. При растворении хлористого водорода в воде отрицательно заряженный кислород притягивает протон, образуя ион гидроксония Н3О+ [c.34]

Электронная поляризация происходит под действием поля в любом атоме, ионе или молекуле. Как показано на рис. 17, даже в простейшем атоме — атоме водорода — под действием внешнего электрического поля электрон испытывает соответствующее С1 1е-щение и вращается вокруг центра, расположенного на некотором расстоянии I от ядра атома. Такое смещение электрона вызывает поляризацию атома и будет, очевидно, тем большим, чем больше напряжение внешнего электрического поля. Подобным же образом [c.75]

Необходимо, однако, отметить, что для некоторых электродов, например платинового, в щелочных растворах перенапряжение в зависимости от концентрации щелочи не подчиняется уравнению замедленного разряда. Поэтому возникла необходимость в экспериментальной проверке скорости процесса разряда, что и было осуществлено Б. В. Эршлером, П. И. Долиным и А. Н. Фрумкиным, которые показали, что в некоторых случаях удается подобрать такие условия, когда при измерении скорости суммарной электрохимической реакции можно непосредственно измерять скорость одного этапа реакции, например разряда иона с переходом его в адсорбированный атом. Для этого платиновый электрод в определенном интервале потенциалов покрывают адсорбированными атомами водорода количество этих атомов на единице поверхности платинового электрода зависит от потенциала электрода. По мере увеличения анодной поляризации количество их убывает. При потенциале на одну десятую вольта положительнее, чем потенциал обратимого водородного электрода, выделение молекулярного водорода практически прекращается таким образом, можно полагать, что по сравнению с другими процессами оно не играет существенной роли. Если теперь такому электроду сообщить через раствор некоторое количество электричества, то единственно возможной электродной реакцией становится реакция разряда ионов водорода с переходом их в адсорбированные атомы. Дальнейшие стадии — образование молекул водорода — здесь не могут протекать. Для определения скорости процесса разряда удобнее применять переменный ток различной частоты. В самом деле, если электрод включить в цепь переменного тока, то он будет вести себя подобно конденсатору, т. -в. электроду будет эквивалентна электрическая схема, в котором емкость с и омическое сопротивление R включены параллельно. [c.322]

Электронная поляризация происходит под действием поля в любом атоме, ионе или молекуле. Как показано на рис. 16. даже в простейшем атоме—атоме водорода—под действием внешнего электрического поля электрон испытывает соответствующее смещение и вращается вокруг центра, расположенного на некотором расстоянии I от ядра атома. Такое смещение электрона вызывает поляризацию атома и будет, очевидно, тем большим, чем больше напряжение внешнего электрического поля. Подобным же образом происходит смещение электронов и в более сложных атомах. При этом степень смещения различных электронов в данном атоме может быть в общем случае неодинаковой, и электроны, более слабо связанные с атомом, будут смещаться сильнее. [c.73]

Очень интересен сравнительно недавно разработанный способ, позволяющий судить о расположении отдельных атомов на поверхности твердого тела — на закругленном острие тонкой проволоки, радиус которой весьма невелик (порядка 10 А) [41]. Исследуемая проволока помещается в прибор так, что тело ее охлаждается жидким водородом, а острие выходит из охлаждающей рубашки в сосуд, в котором создается не слишком малое давление гелия или неона (1 -10" —3 10 тор). На проволоку и окружающий ее острие кольцевой электрод подается высокое постоянное напряжение (проволока — анод). Вблизи острия возникает поле весьма большой напряженности, вызывающее поляризацию атомов инертного газа. Вследствие этого они притягиваются к поверхности острия и, испытав ряд соударений с ней, теряют электрон, столкнувшись с каким-либо из поверхностных атомов и превращаясь в катион. Последний отталкивается от острия электрическим полем и попадает на фосфоресцирующий экран. На экране появляется сложный симметричный узор изображающий расположение атомов на исследуемой поверхности. [c.48]

Электронная поляризация происходит под действием поля в лю- ом атоме, ионе или молекуле. Как показано на рис. 21, даже в простейшем атоме—атоме водорода — под действием внешнего электрического поля электрон испытывает соответствующее смещение и вращается вокруг центра, расположенного на некотором [c.86]

Односторонняя поляризация молекулярного электронного облака приводит к неравномерному распределению электронной плотности в молекуле. Например, в молекуле НС1 электронная плотность около ядра хлора выше, чем около ядра водорода. В результате центры тяжести положительного и отрицательного зарядов в молекуле не совпадают в одной точке. На атоме хлора сосредоточивается избыточный отрицательный заряд, а на атоме водорода — положительный. Они находятся на определенном расстоянии I друг от друга (рис. 1.17). Молекула при общей нейтральности представляет собой электрический диполь с зарядом 5 — у атома хлора [c.65]

Длительное протекание постоянного электрического тока невозможно без химических реакций, совершающихся на электродах. Например, при отрицательной поляризации электрода возможно восстановление катионов водорода, приводящее к адсорбции атомов его и к выделению газа. При положительной поляризации возможно окисление гидроксильных ионов с образованием кислорода. При этом может иметь место адсорбция атомов кислорода на поверхности электрода. С металлами легко окисляемыми кислород должен образовывать окислы (хотя бы частично). Но на электродах из благородных металлов (золото, платина) атомы кислорода, несмотря на свою высокую химическую активность, не всегда образуют окислы этих металлов и могут оставаться в адсорбированном состоянии. В результате адсорбции атомов кислорода изменяется строение двойного электрического слоя. [c.350]

Второй путь образования двойного слоя заключается в том, что поверхностные молекулы частиц твердой фазы диссоциируют в жидкости на ионы. Например, метакремниевая кислота НгЗЮз отдает в раствор ион водорода, в результате на поверхности остаются потенциалообразующие ионы с отрицательным зарядом. Из ионов водорода на твердой поверхности возникает адсорбционный слой, который имеет положительный заряд. Наконец, возможна специфическая адсорбция из жидкой фазы на электрически нейтральных поверхностях некоторых минералов [43]. Она обусловлена дисперсионными силами Ван-дер-Ваальса или Лондона, которые зависят от электрической поляризации атомов твердой поверхности пор ионами жидкости и поляризации самих ионов. При этом адсорбируются в первую очередь многозарядные ионы. Этот механизм возможен, например, в известняках. Вообще же примеры таких схем мало изучены. Независимо от пути образования двойной электрический слой имеет одну и ту же структуру. [c.112]

Кроме атома водорода, все нейтральные атомы и молекулы содержат более одного электрона. При рассмотрении дисперсии света в таких системах предполагается, во-первых, что каждый электрон, принимающий участие в дисперсии, связан с остатком молекулярной структуры силой такой же, какая действует на одновалентный катиогг. Таким образом, можно считать, что полный заряд - - Ze ядер или ядра экранируется зарядом — (2 — 1) е других впеядерных электронов. Из общей теории поляризации [17] следует, что показатель преломления п следующим образом связан с числом электрических осцилляторов 72 [c.347]

Следовательно, в полярографических процессах, как и в обычных химических реакциях, наряду со статической поляризацией (полярностью) большую роль играет динамическая поляризация (поляризуемость) молекулы или отдельных ее частей. Под влиянием поля электрода в молекуле происходит, особенно при наличии системы сопряженных связей, перераспределение электронной плотности, и появляются места (атомы или группы атомов) с наведенным тем или иным способом положительным зарядом (или вообще с меньшей электронной плотностью), способные принять электроны от электрода. Кроме поляризующего действия поля определенную роль играет и поляризующее действие находящихся в растворе (более точно — в двойном электрическом слое) заряженных частиц. Так, в кислой среде, как это показано во многих работах, особенно на примере карбонильных и нптросоединений, положительный заряд на одной из частей молекулы может усиливаться за счет взаимодействия отдельных электроотрицательных групп с ионами водорода Н+. Следовательно, факторами, определяющими способность молекул восстанавливаться на катоде, являются наличие определенных полярных связей и поляризуемость атомов или связей под влиянием электрического поля, а также под влиянием заряженных частиц, находящихся в растворе. [c.35]

Наличие избытка адсорбированного водорода. Если скорость процесса определяется разрядом, а отвод водорода с поверхности катода протекает без торможений, то при катодной поляризации количество адсорбированного водорода не должно заметно увеличиваться по сравнению с равновесным состоянием. Напротив, если скорость всего процесса лимитируется отводом водорода и рекомбинация водородных атомов совершается медленно, то количество адсорбированного водорода должно расти по мере отклонения в отрицательную сторону от его равновесного значения. Присутствие избытка адсорбированного водорода на металлах, для которых характерна замедленная рекомбинация, должно сказываться в тех случаях, когда величина поверхностной концентрации водородных атомов влияет на поведение и свойства электродов. Так, избыток адсорбированного водорода повышает емкость двойного электрического слоя и увеличивает перенапряжение. Поскольку скорость рекомбинации увеличивается параллельно с поверхностной концентрацией водорода, а последняя может расти до известного предела, отвечающего поверхностному насыщению, то для металлов, на которых кинетика выделения водорода определяется рекомбинацией, следует ожидать появления предельной плотности тока недиффузионного происхождения. При медленном протекании рекомбинации накапливающийся адсорбированный атомарный водород будет искать других путей для ухода с поверхности. Можно ожидать поэтому его проникновения в глубь электрода и диффузию через толщу металла, участия в реакциях восстановления, влияния на скорость электрохимического растворения металла и т. п. [c.371]

Хемосорбированный водород даже на сравнительно совершенной поверхности нельзя рассматривать как однородный объект. Даже если ограничиться рассмотрением хемосорбции водорода типа А (прочно связанный водород), нельзя считать, что все адсорбированные атомы одинаковы по своим свойствам. Должно существовать несколько типов, или состояний, адсорбированных атомов, и заселенность этих состояний зависит от температуры, степени заполнения поверхности и, конечно, от наличия поверхностных дефектов (т. е. локальных участков с высокой энергией, которые будут сильно взаимодействовать с водородом). Таким образом, относительный средний заряд адсорбированных атомов, а также спектр зарядовых состояний будет меняться. Хориутии Тойя [78] весьма подробно описали интересную модель хемосорбции водорода, она разрабатывалась математическими методами и сравнивалась с экспериментальными данными [78]. Эта модель предполагает существование двух типов адсорбированных атомов г и 5. Адсорбированные атомы г расположены непосредственно над атомами металла и над поверхностью электрического слоя для них расстояние М—Н составляет примерно 2,5 А. Адсорбированные атомы типа г имеют поляризацию, противоположную поляризации двойного электрического слоя, и, как полагают, отвечают за увеличение электрического сопротивления металлических пленок и возрастание работы выхода при хемосорбции водорода. Отталкивание адсорбированных атомов г должно быть сравнительно большим. Адсорбированные атомы 5 проникают через электронную поверхность и занимают промежуточные положения между поверхностью металла и электронным слоем. Постулируется, что эти адсорбированные атомы предоставляют электроны в зону проводимости и что они не локализованы, т. е. не связаны с конкретным атомом металла. Их можно рассматривать как псевдопротоны [c.33]

При прохождении тока через электролит концентрация ионов вблизи от электродов может значительно отличаться от концентрации их во всем электролите. Около катода концентрация ионов понижается вследствие разряда и превращения их в атомы металла и водорода, около анода концентрация ионов повышается вследствие перехода в раствор ионов металла и накопления вблизи анодов кислотных остатков, а также продуктов их. разложения. Происходит так называемая поляризация электродов, в результате которой электродный потенциал катода становится электро-отрицательнее, электродный потенциал анода — электроположи-тельнее. Затрудняя разряд ионов металла на катоде и переход их в раствор на аноде, поляризация, кроме того, вызывает дополнительный расход электрической энергии при осаждении металлических покрытий. [c.29]

Теория основана на рассмотрении распределения электрического заряда в молекулах, в которых происходит замещение. В молекуле бедзола шесть атомов углерода эквивалентны и вследствие этого один атом углерода не отличается от других по распределению заряда. В молекуле eHsR с группой R у атома 1 группа R в общем случае влияет на распределение заряда, изменяя заряды орто- (2 и 6), мета-(3 и 5) и пара-атомов углерода. Кроме того, распределение электрона может несколько измениться под влиянием приближающейся к одному из атомов углерода замещающей группы R ( поляризация молекулы группой R ) b бензоле поляризация под влиянием приближающейся группы будет одинакова для всех атомов углерода, но в замещенных бензола поляризация будет, в общем случае, изменяться от одного атома к другому и тем самым может вызвать разницу в поведении различных положений. Основной постулат теории ориентации заместителей гласит,- в ароматической молекуле, подвергающейся замещению под действием катионоидной группы R, скорость замещения водорода у п-го атома углерода на группу R возрастает с увеличением отрицательного заряда у п-го атома углерода. [c.151]

Рассмотренные выше закономерности выполняются в основном при растекании жидкостей по поверхности воды. При контакте воды и водных растворов со ртутью обычно распространяется не мономолекулярная пленка, а сравнительно толстый (фазовый) слой жидкости. Например, капля разбавленного раствора соляной кислоты объемом 0,3 мл растекается на площадь 1600 мм , что соответствует толщине слоя 0,2 мм. Характерно также, что в конце растекания большое количество воды собирается возле периметра смачивания в виде своеобразного гребня. Скорость растекания воды по ртути очень сильно зависит от наличия в воде определенных ионов. Дистиллированная вода ра.стекается очень медленно через 100 с после нанесения небольшой капли диаметр смоченной площади составляет всего 20—25 мм. Примеси щелочей (МаОН, ЫН40Н) практически полностью прекращают растекание. Напротив, растворение минеральных или органических кислот в крайне малых концентрациях (до 10- %) повышает скорость растекания в сотни раз. При этом в течение длительного времени скорость растекания остается постоянной (для раствора данного состава). Предполагается, что при растекании растворов кислот по ртути основную роль играет взаимодействие ионов водорода с поверхностью ртути возле периметра смачивания. Эта модель подтверждается тем, что независимо от природы кислоты смоченная площадь такова, что на 10 атомов ртути приходится один ион водорода вместе с тем объясняется и линейная зависимость диаметра смоченной площади от времени растекания. Скорость растекания воды по ртути можно изменять с помощью электрической поляризации. При подаче на ртуть положительного заряда растекание ускоряется, при отрицательной поляризации растекание замедляется. [c.163]

Не говоря уже об открытом Дюма замещении электроположительного водорода электроотрицательным хлором, приведенным выще положениям электрохимического учения Берцелиуса противоречили и другие факты, как, например, способность кислорода и серы вытесняться из их соединений менее отрицательными галоидами, способность серы непосредственнс соединяться с более отрицательным кислородом и неспособность ее, как в то время полагали, вступать в непосредственное соединение с положительным водородом, и т. д. Возникали вопросы мыслимо ли вообще в атомах разделение электричества по полисам, если учитывать большое стремление противоположных электричеств к нейтрализации Если допустить даже эту поляризацию, то какими силами удерживаются разнородные атомы в соединении после того, как сила притяжения противоположных электричеств исчезнет в момент соединения элементов Вместе с те.м было очевидно, что совершенно игнорировать электрохимическую гипотезу нельзя, так как электрическЕ е явления сопровождают явления химические. [c.614]

Катион с более высокой силовой характеристикой поля компенсирует заряд отрицательно заряженного атома кислорода и, вследствие появления дополнительного положительного заряда в системе диполя —0 Ме, приводит к поляризащт Р—0-связи. Передача полярного воздействия более сильного катиона через атом отрицательно заряженного кислорода на связь 0-Р осуществляется посредством эффекта поля (Г-эффект), что связано с наличием вокруг катиона значительного электрического поля. Поляризация через атом фосфора.соответственно передается на связь Р-О-Н (альтернирующая поляризация). Связь 0-Н - ослабевает, атом водорода приобретает более высокую подвижность и способность к взаимодействию с органическими мономерными соединениями. Ка- [c.210]

Состоящая всего из трех атомов молекула воды — HjO — представляет собой диполь, поскольку центры отрицательных и положительных электрических зарядов в ней не совпадают. Подобная асимметрия объясняется следующими обстоятельствами. В молекуле воды имеется десять электронов одна пара располагается на внутренней круговой орбите вблизи ядра кислорода, остальные 8 внешних электронов разделены попарно и движутся по четырем эллиптическим орбитам. Из них две пары обобщены между каждым из протонов водорода и ядром кислорода они движутся по более вытянутым орбитам. Две другие пары остаются неподеленньши они движутся по менее вытянутым орбитам, направленным в противоположную сторону. Таким образом, в молекуле воды имеются четыре полюса заряда два отрицательных, обусловленных избытком электронной плотности в местах расположения неподеленных пар электронов, и два положительных, создаваемых ее недостатком в местах нахождения протонов водорода (рис. 1). Электрическая поляризация молекулы усиливается тем, что Н и О расположены не в одну линию Н = 0 = Н, а под углом 105°. При этом расстояние 0 = Н равно 0,099 нм, Н = Н — 0,152 нм, радиус молекулы— 0,138 им, энергия связи О —Н — 110 ккал-моль . [c.9]