Заряженные полярных кристаллах

Адсорбция ионов элементов-микрокомпонентов подчиняется закону Гана. Ионы радиоактивного элемента адсорбируются на полярных кристаллах, если поверхность кристалла имеет заряд, противополож- [c.192]

При взаимодействии полярных молекул с поверхностью полярных тел суш,ественную роль играет притяжение противоположно ориентированных диполей, образующих структуру адсорбента, и молекулярных дипо- вй адсорбирующегося вещества. Приближение диполя к поверхности ионного кристалла вызывает смещение зарядов в кристалле, соответствующее появлению в нем как бы зеркального отображения диполя. Взаимодействие полярных молекул с индуцированными ими в кристаллических телах диполями также мон<ет привести к адсорбции. Однако оба эти аффекта — ориентационный и индукционный — не могут вызывать адсорбцию неполярных молекул либо приводить к адсорбции на неполярных поверхностях. [c.34]

Обмен ионов решетки и обмен противоионов описываются уравнениями, выведенными на основании закона действующих масс. Их можно отличить по тем признакам, что при увеличении разбавления противоионы десорбируются, тогда как нри обмене ионов решетки, если конкурирующие ионы имеют заряд одинаковой величины, этого не происходит. Кроме того, противоионы легко десорбируются при введении посторонних многовалентных ионов. Адсорбция потенциалопределяющих ионов описывается уравнением Ланге и Бергера, на основании чего ее можно отличить от ионообменной адсорбции. Другие виды поглощения электролитов полярными кристаллами, кроме изоморфной сокристаллизации, мало изучены и их можно отличить друг от друга только по качественным признакам. [c.241]

Роль заряда адсорбирующей поверхности особенно подчеркнута в законе адсорбции Хана Радиоэлемент адсорбируется на полярном кристалле в том случае, если поверхность кристалла имеет заряд, противоположный заряду иона радиоэлемента. При этом адсорбция тем сильнее, чем менее растворимо или дис- [c.426]

Роль заряда адсорбирующей поверхности особенно подчеркнута в законе адсорбции Хана Радиоэлемент адсорбируется на полярном кристалле в том случае, если поверхность кристалла имеет заряд противоположный заряду иона радиоэлемента. При этом адсорбция тем сильнее, чем менее растворимо или диссоциировано соединение радиоэлемента с противоположно заряженным ионом решетки . Этот закон Хан подтвердил на многочисленных примерах адсорбции радиоактивных изотопов (табл. 119, 120). [c.318]

В связи с этим в работах [15] предполагается, что эффективный заряд не характеризует истинного распределения электронной плотности. При общем рассмотрении производимых смещений ионов понятие эффективного заряда практически непригодно и заменяется определением среднего заряда е. Это означает, что для не вполне полярных кристаллов эффективный заряд на атомах является величиной не постоянной, а переменной. [c.31]

Рис. 1-7. Разрушение кристалла соли молекулами воды, сопровождающееся гидратацией ионов. Каждый ион соли в растворе окружен полярными молекулами воды, повернутыми к нему зарядами противоположного знака по

Рис. 14-16. Схематическое изображение упаковки полярных молекул в кристалле. Упаковка осуществляется таким образо.м, что парциальные заряды противоположных знаков располагаются как можно ближе друг к другу.

У ионных кристаллов (рис. 1.9, 6 решетка построена из чередующихся ионов с противоположными зарядами, связь между которыми осуществляется за счет сил электростатического взаимодействия — кулоновских сил. Хотя энергия связи в решетке этого типа такая же, что и у атомного [составляет (8 — 12) X X 10 кДж/моль], прочность тел с этой структурой значительно ниже, так как в них связь рассеянная , ненаправленная. Поэтому, представители кристаллов такого типа хотя и обладают большой прочностью, высокой температурой плавления, малой летучестью, низкими тепло- и электропроводностями, но хорошо растворяются в полярных растворителях. Таковы неорганические соли и большинство минералов. [c.37]

В узлах кристаллической решетки металла находятся положительно заряженные ионы. В результате их взаимодействия с полярными молекулами растворителя они отрываются от кристалла и переходят в раствор. Параллельно происходит противоположный процесс перехода ионов из раствора в металл под влиянием поля кристаллической решетки. Если в первый момент скорость процесса перехода ионов в раствор больше скорости обратного перехода ионов из раствора в металл то на поверхности металла появляется избыточный отрицательный заряд (избыточные электроны). Раствор приобретает положительный заряд. Положительно заряженные ионы не удаляются от поверхности металла, а вследствие электростатических взаимодействий скапливаются у поверхности. В результате образуется двойной электрический слой, который можно представить себе в виде конденсатора, отрицательная обкладка которого образована металлом (избыточными электронами), а положительная — слоем катионов в растворе, прилегающим к металлу. Между разноименно заряженными обкладками возникает скачок потенциала. Если в начальный момент скорость перехода ионов в раствор 1 1 меньше скорости перехода ионов из раствора в металл то поверхность металла зарядится положительно, и отрицательно заряженные ионы притянутся к поверхности металла, создавая избыток отрицательных зарядов. Итоговое направление перехода ионов зависит от соотношения работы выхода ионов из кристаллической решетки W и работы выхода ионов из раствора 1 ,,. [c.318]

Механизм электролитической диссоциации ионных соединений упрощенно можно представить следующим образом. Каждый из ионов, находящихся на поверхности кристалла электролита, создает вокруг себя электростатическое поле. Полярные молекулы растворителя, попадая в сферу действия этого поля, ориентируются, образуя вокруг иона сольватную оболочку. В результате межионная связь в кристалле ослабляется (в г раз по сравнению с взаимодействием зарядов в пустоте) тепловое движение молекул растворителя способствует отрыву сольватированных ионов друг от друга, т. е. происходит растворение с диссоциацией. [c.219]

В растворах сильных электролитов вследствие полной их диссоциации концентрация ионов велика. Поэтому свойства таких растворов будут существенно зависеть от степени взаимодействия входящих в их состав ионов как друг с другом, так и с полярными молекулами растворителя. Взаимодействие ионов в растворах сильных электролитов будет приводить к тому, что катионы и анионы будут испытывать взаимное притяжение, а ионы одного знака заряда будут отталкиваться друг от друга. Поэтому в растворе каждый произвольно выбранный ион будет окружен в среднем во времени преимущественно противоположно заряженными ионами, как, например, в ионных кристаллах. [c.160]

Предположим, что между раствором и кристаллом полупроводника приложена внешняя разность потенциалов, полярность которой соответствует возникновению положительных зарядов в полупроводнике и отрицательных зарядов в растворе. Очевидно, что при такой полярности должен происходить преимущественный переход электронов из раствора в объем полупроводника. Выше мы видели, что для обеспечения большой плотности тока, [c.201]

Образование ряда сольватов обусловливается ионно-дипольным притяжением частиц растворенного вещества и растворителя. Например, при растворении кристалла с ионной решеткой получается раствор с ионной степенью дисперсии (см. Электролитическая диссоциация ). Ионы обладают положительным или отрицательным зарядом и взаимодействуют с дипольными молекулами полярных растворителей, как то вода, аммиак, спирт и др. [c.158]

Одним из важных разделов теоретической химии является учение о химической связи. Ковалентная связь осуществляется общей электронной парой, облако которой по-разному может распределяться в пространстве относительно ядер атомов Если электронное облако располагается симметрично между ядрами обоих атомов, то такая связь является неполярной ковалентной связью. Если электронное облако смещается в сторону более электроотрицательного атома, то происходит поляризация связи. Такая ковалентная связь называется полярной. Другой разновидностью химической связи является ионная связь, которую следует рассматривать как результат полного переноса электрона от одного атома к другому. Здесь допускается, что связь обусловлена силами электростатического притяжения между частицами противоположного заряда, В металлах между атомами осуществляется металлическая связь, характерной особенностью которой является обобществление валентных электронов множеством атомов в кристалле (делокализация). [c.87]

Полярные молекулы, или кристаллы ионного типа, образуют растворы, проводящие электрический ток. Электрическая проводимость в растворах электролитов создается направленным перемещением ионов — электрически заряженных частиц, имеющих положительный или отрицательный заряд. В целом электролит нейтрален, так как сумма его положительных и отрицательных зарядов равна нулю. [c.187]

Процесс электрокристаллизации отличается от обычной кристаллизации в растворах тем, что пересыщение, необходимое для возникновения зародыша, здесь создается нарушением равновесия, вызванным прохождением электрического тока (т.е. перенапряжением). В процессе электролиза каждый ион должен быть доставлен к поверхности электрода, адсорбироваться на этой поверхности, вступить в реакцию взаимодействия с электронами и в конце концов занять соответствующее место в кристаллической решетке. Из всех возможных стадий только процесс адсорбции протекает быстро, тогда как транспорт ионов и собственно электродный акт тормозятся и нуждаются в дополнительной энергии активации для преодоления затруднений. С ростом плотности тока все большее количество зарядов не успевает пересечь межфазную границу металл — полярная жидкость, вследствие чего потенциал электрода смещается от его равновесного значения. Фазовый переход является, следовательно, вынужденным, навязанным извне, поэтому элементарный акт разряда металлических ионов и дальнейшее образование и разрастание зародышей кристаллов требуют дополнительной энергии, [c.394]

Наиболее просто объяснить образование раствора ионного электролита, учитывая лишь электростатическое взаимодействие ионов с полярными молекулами растворителя. Как известно, центры положительных и отрицательных зарядов полярных молекул не совпадают, одна часть такой молекулы заряжена положительно, другая — отрицательно. Для примера представим себе кристалл ионного электролита, погруженный в раствор полярного растворителя. Ионы кристалла, находящиеся на его поверхности, притягивают к себе противоположные по знаку концы молекул растворителя и отталкивают одноименные. Поэтому молекулы растворителя, расположенные вблизи ионов, ориентируются вокруг них и со.здают результирующую силу, стремящуюся вырвать ион иа кристаллической решетки и перевести его в жидкость. Чем больп1е эта сила и чем сильнее тепловое движение ионов, тем больше их при прочих равных условиях сможет перейти в раствор. Обратный процесс затрудняется образованием вокруг каждого иона сольватной (для воды гидратной) оболочки ориентированных молекул растворителя. [c.209]

Нагаев [148, 149] квантово-механически рассмотрел хемосорбцию молекулы на катионе не вполне полярного кристалла. Такой кристалл, по этой модели, резонирует между идеально полярным и гомеополярным состояниями. В первом из них собственный электрон кристалла на центре адсорбции отсутствует, и связь частицы осуществляется путем затягивания в кристалл электронов молекулы, осуществляющих валентную связь, т. е. является аналогом донорной 0-связи в комплексных соединениях. Во втором состоянии на центре адсорбции — катионе имеется и собственный электрон кристалла и оба электрона реакционноспособной связи молекулы, как в случае На + Н, а на одном из ближайщих к центру анионов электрон отсутствует. Фактически на поверхности в этом случае имеются уже не ионы, а атомы катализатора. На поверхности не вполне полярного кристалла при адсорбции существует суперпозиция этих двух типов связей (двухэлектронной и трехэлектронной, по терминологии Нагаева). Конкуренция их приводит к зависимости хемосорбции от эффективного заряда центра адсорбции. Хемосорбция молекулы без разрыва связи между ее атомами тем выгоднее, чем более полярен кристалл. На идеально полярном кристалле энергия связи при такой хемосорбции максимальна, а энергия активации Е хемосорбции равна нулю. Чем больше кристалл отличается от идеально полярного, т. е. чем меньше Аж и е, тем больше Е такой хемо-собции и тем меньше энергия связи хемосорбированной молекулы с кристаллом. Физически происхождение энергии активации связано здесь с отталкиванием молекулой электронов с центра адсорбции, в результате чего эффективный заряд этого центра увеличивается. В случае кристаллов с большой степенью гомеополярности хемо- [c.42]

В последующих работах Фаянса было установлено влияние заряда поверхности осадка на адсорбцию ионов из раствора. На основании работ Гельмгольца, Гун и Штерна об образовании на поверхности осадков солей, находящихся в растворе, двойного электрического слоя, Ганом был сформулирован закон Радиоактивный элемент адсорбируется на полярных кристаллах в том случае, если поверхность кристалла имеет заряд, противоположный знаку заряда иона радиоактивного элемента. При этом адсорбция идет тем сильнее, чем менее растворимо или диссоциировано соединение радиоактивного элемента с противоположно заряженными ионами решетки кристаллов . [c.69]

Поверхность полярного кристалла образована положительными и отрицательными ионами. Эти ионы находятся в кинетическом равновесии с соответствующими ионами в растворе. Процесс обмена ионами между кристаллом и раствором идет непрерывно, но беспорядочно, и в результате статистических флуктуаций на отдельных участках поверхности получается избыток ионов того или другого знака. Образующийся в результате этого процесса средний заряд поверхности, обусловленный избытком ионов какого-либо знака над стехиометрическим отношением, определяется термодинамическим условием равновесия ионов в растворе и в адсорбционном слое — равенством их электрических потенциалов. Эти заряды составляют внутреннюю обкладку двойного электрического слоя. Обусловленное этими зарядами электрическое поле притягивает из глубины раствора к поверхности кристалла ионы противоположного знака и отталкивает одноименно заряженные ионы, вызывая образование в растворе слоя, содержащего избыток ионов, несущих заряд, по знаку противоположный заряду поверхности кристалла. Этот слой, составляющий вторую внешнюю обкладку двойного электрического слоя, как показал Штерн [ ], может обладать различной толщиной в зависимости от концентрации раствора. В очень разбавленных растворах под действием теплового движения ионы, составляющие внешнюю обкладку двойного слоя, могут удаляться на значительное расстояние от поверхности и весь слой может иметь заметную величину. В концентрированных же растворах слой сжимается почти до мономолекулярного, а в диффузной его части остается лишь небольшая часть общего заряда. Ионы, примыкающие вплотную к поверхности внешней обкладки, притягиваются к ней, кроме электростатических сил, также и ван-дер-ваальсовыми силами. Такое взаимодействие происходит по всей поверх- [c.433]

В радиохимии исключительно важную роль играют явления адсорбции. С ними тесно связаны ионный обмен н во многом соосаждеине. На явлениях адсорбции основаны методы выделения многих радиоизотопов. С другой стороны, в результате адсорбции могут происходить значительные потери радиоизотопов в процессе выделения на стенках сосудов и поверхности осадка. Неудивительно, что изучение адсорбции радиоизотопов началось вскоре после открытия радиоактивности. Долгое время, однако, эти исследования были обособленными в значительной мере потому, что многие ви-цели специфику адсорбционного поведения в радиоактивных свойствах исследуемых элементов. Выводы первоначальных качественных исследований были сформулированы в виде адсорбционных правил и нашли полное выражение в форме закона адсорбции Гана Радиоэлемент адсорбируется на полярном кристалле в том случае, если поверхность кристалла имеет заряд, противоположный по знаку заряду иона радиоэлемента. При этом адсорбция тем сильнее, чем менее растворимо или диссоциировано соединение радиоэлемента с противоположно заряженным ионом решетки . В дальнейшем накопившийся экспериментальный материал показал, однако, несостоятельность сушествующих адсорбционных правил и необходимость перехода от качественного изучения адсорбции к количественному. Стало очевидным, что надо искать не условия возможности адсорбции, а точные количественные законы, характеризующие интенсивность протекающих процессов. [c.24]

Согласно правилу Фаянса - Панета - Гана 1) адсорбция микроэлементов возрастает с увеличением площади поверхности кристаллов и уменьшением растворимости соединений микроэлемента, которые он образует с противоположно заряженными ионами решетки кристалла и 2) микроэлемент адсорбируется на полярных кристаллах в том случае, если поверхность кристалла имеет заряд, противоположный знаку заряда иона микроэлемента. [c.67]

Полярность молекул жидкой воды делает ее прекрасным растворителем для ионных кристаллов типа Na l. Вода способна растворять Na l и разъединять его противоположно заряженные ионы Na и С1", потому что необходимая для их разъединения энергия обеспечивается образованием гидратированных ионов (рис. 14-20). Каждый ион Na в растворе тоже окружен октаэдром отрицательных зарядов, но вместо ионов С1 их роль играют отрицательные полюса атомов кислорода в молекулах воды. Ионы С1 в растворе тоже гидратированы, но к ним обращены положительно заряженные концы молекул воды (атомы Н). Неполярный раство- [c.621]

Ауз = 5 и 7 м соответственно, для Sa Ava = 23 см" при переходе от газа к жидкости, а для Sea — 36 см". Как видно, чем меньше у сходственных молекул частота, т. е. упругость связи, тем сильнее ослабляет связь ван-дер-ваальсово взаимодействие. Изменяется при взаимодейств 1и и вероятность переходов, т. е. интенсивность полос. Нарушение первичной симметрии молекулы в результате взаимодействия ослабляет строгость правил отбора, в спектрах могут проявляться запрещенные частоты. В кристаллах поле симметрично распределенных зарядов может привести к снятию вырождения, например, в кристалле СОа снимается вырождение деформационного колебания V2 = 667 СМ и проявляются две частоты va 660 и 653 см". В спектре кристаллов могут проявляться также колебания решетки. Спектр молекул, изолированных в матрице (область менее 200—300 см" ), может отличаться от спектра свободных молекул, благодаря взаимодействию между ними и кристаллом матрицы, особенно для сильно полярных молекул. [c.178]

Необычные свойства воды объясняются ее строением. Молекула воды нелинейна — угол между связями Н—О—Н равен 104°27. Связи Н—О ковалентны, однако они полярны, т. е. некоторый положительный заряд несут атомы водорода, а отрицательный — атом кислорода. Вследствие этого связанный атом кислорода способен притягивать атом водорода соседней молекулы с образованием водородной связи, что существенно повышает общую энергию связи. Таким образом, молекулы в воде ассоциированы. В кристаллах льда водородные связи еще сильнее. В силу высокой полярности молекул Н2О вода является растворителем других полярных соединений, не имея себе равных. [c.101]

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ — взаимодействие между атомами, обусловлива-ющее образование устойчивой многоатомной системы (молекулы, радикала, молекулярного иона, комплекса, кристалла и др.). Все химические превращения сопровождаются разрушением химической связи. X. с. возникает вследствие кулоновского притяжения между ядрами и электронным зарядом, распределение которого обусловлено динамикой поведения электронов и подлежит квантовомеханическим законам. Электронный заряд многоатомной системы возникает нри обобществлении атомных электронов. Различают ионную (гетерополяр-ную, электровалентную), ковалентную (гомеополярную, атомную) и металлическую X. с. X. с. н зыз 1ЮТионной, если она возникает вследствие практически полного перехода электронов с орбитали одного атома на орбиталь другого. Например, во время реакции натрия с хлором атомы натрия теряют, а атомы хлора присоединяют по одному электрону, превращаясь в ионы Ыа+ и С1 (электронный заряд локализован на атомах). Если ионная связь возникает между ионами и полярными (дипольными) молекулами, то ее называют ионно-ди-10 8-149 [c.273]

Следует отметить, что не существует строгого физического определения степени ионности химической связи. Если в идеальной ионной молекуле -Ь й — сосредоточены в центрах заряженных атомов — ионов, то в реальной полярной молекуле не существует отдельных ато-мов. Наблюдаемые свойства (дипольный и квадрупольный момент, сдвиги в спектрах и т. д.) отражают асимметрию распределения электронной плотности в молекуле в целом, и определение по ним эффективных зарядов на атомах и степени ионности связи имеет условный характер. Поэтому только как условные характеристики отклонения с-вязи от чиЬто ковалентной или идеальной ионной должны рассматриваться различные критерии ионности (Полинг, Горди и др.). Однако эти критерии полезны при сравнительном анализе полярности связи в молекулах и кристаллах. [c.136]

Однако для получения абсолютных зарядов иа атомах необходимо либо иметь реперные вещества с известными значениями стеисисй ионности связи и знать закон изменения энергии рентгеновской ионизации атома по мере вариации его полярности, либо проводить точную квантовохимическую обработку экспериментальных данных, Достаточно объективное решение этой задачи выполнено [168, 169] пока еще па ограниченном числе координационных кристаллов, большая часть и.з которых представлена в табл, 51, [c.104]

Естественно возникает вопрос, при каких условиях мольная рефракция вещества будет уменьшаться быстрее, чем мольный объем. Это может произойти, например, когда рефракция аниона будет уменьшаться так же, как и его объем, а рефракция катиона — значительно быстрее. Такой случай реализуется, когда кристаллическое пространство плотнейшим образом заполнено анионами (и тогда сжатие кристалла — это сжатие анионов), и в результате наложения давления полярность связи возрастает (и тогда на катионе увеличится положительный заряд и уменьшится его рефракция). Таким образом, можно думать, что полярные вещества с Яо>1 будут становиться еще более полярными при сжатии или охлаждении. Соответственно, в случае >.о<1 сжатие тела будет увеличивать его ковалентность. Тогда случай Хо=1 должен означать инвариантность химической связи вещества при изменении его объема. Действительно, в нашей лаборатории методом Сцигети было показано, что ионность связи в не изменяется при увеличении его объема (нагревании). [c.158]

Неогран,ические адсорбенты-гели, например силикагель или активированная окись алюминия, также обнаруживают эту избирательность адсорбции полярных молекул, но в значительно меньшей степени, чем молекулярные сита. Весьма большие адсорбционные силы, существующие в молруляр-ных ситах, обусловлены главным образом присутствием катионов на адсорбирующих поверхностях кристалла. Эти катионы играют роль центров, несущих сильный положительный заряд, который в соответствии с законами электростатики притягивает отрицательный хвост полярных молекул. Чем сильнее полярность молекулы, т. е. чем больше ее ди-польный момент, тем сильнее притяжение ее к зарядам катиона и тем прочнее она адсорбируется. Полярные молекулы обычно характеризуются содержанием кислорода, серы, хлора или азота или асимметричностью строения. [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология