Фтористый водород молекула, ассоциация

Галогеноводороды. Строение и свойства этих соединений приведены в табл. 4.1. Наиболее сильное сродство возникает между фтором и водородом, а энергия связи уменьшается с ростом атомного номера. При комнатной температуре все эти соединения газообразны. У фтористого водорода ниже 70°С происходит ассоциация молекул, причем значение х в (НР) оцененное по плотности паров, составляет 2,3 при 30 С. В твердом состоянии образуется зигзагообразная цепочка р—Н---Р—Н--- с расстоянием Р—Р 2,7 А н углом р—Р—Р 134 . Длина Н—Р приблизительно составляет [c.148]

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]

Связь Н—Р характеризуется весьма высокой полярностью (0,45). Этим обусловлена резко выраженная склонность фтористого водорода к ассоциации путем образования водородных связей по схеме Н- -Р...Н>--Р---Энер-гия такой связи составляет около 7 ккал/ г-атом, т, е. она несколько прочнее, чем водородная связь между молекулами воды. [c.175]

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]

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]

Были изучены спектры поглощения твердого фтористого водорода (табл. 11). Интерпретация отдельных линий спектра основана на некоторых допущениях относительно структуры твердого вещества, предполагающих ассоциацию молекул. [c.58]

Тип ассоциации зависит от числа эффективных связей, которые могут быть образованы одной молекулой. Если число связей равно единице, то ассоциация сводится к образованию бимолекулярных комплексов. Если число связей равно двум (вода, спирты, фтористый водород), то ассоциированные комплексы могут образовываться в виде замкнутых колец или в виде открытых цепей. Этот случай ассоциации, повидимому, имеет место у муравьиной кислоты, уксусной кислоты и некоторых других органических кислот. Так, например, по данным электронографического исследования димер муравьиной кислоты имеет следующую структуру [2] [c.150]

Все галогеноводороды — бесцветные газы, кроме фтористого водорода, который при нормальных условиях представляет собою легкокипящую жидкость — плавиковую кислоту. Сравнительно высокая температура кипения ее (табл. 15) обусловлена ассоциацией молекул НР. Галогеноводороды обладают резким запахом, дымят на воздухе, раздражающе действуют на стенки дыхательных путей (особенно сильно — фтористый водород). [c.244]

В парах фтористого водорода находятся полимерные молекулы (НР) . При температуре кипения НР среднее значение и близко к 4. Способность к ассоциации отличает воду, аммиак, спирты и многие другие жидкости от неассоциированных жидкостей (например, от углеводородов). Ассоциация приводит к повышению температуры плавления, температуры кипения и теплоты парообразования, изменению растворяющей способности и т. д. [c.132]

Сейчас принято считать, что ассоциация фтористого водорода и веществ, содержащих гидроксильные и аминогруппы, обусловлена образованием водородных связей между молекулами. В соответствии с этим для димерных форм фтористого водорода, воды и аммиака. можно написать структуры III, IV и V [c.72]

Наличие водородных связей в жидком состоянии — наиболее важная особенность строения протолитических растворителей. Сила водородных связей меняется от растворителя к растворителю, при этом каждый растворитель можно охарактеризовать значением степени ассоциации. Поскольку водородные связи в таких растворителях в основном обусловлены слабым электростатическим взаимодействием между диполями растворителя, самое сильное взаимодействие отмечено в жидком фтористом водороде (8 ккал моль), в котором, по-видимому, имеются зигзагообразные цепи, создаваемые сильными водородными связями между молекулами растворителя [c.51]

Непосредственное определение фактора ассоциации пли формы молекулярных ассоциатов в жидкой фазе невозможно. Но эксперименты показывают, что при переходе из жидкого состояния в газообразное среднее число молекулярных образований изменяется незначительно, так как фтористый водород обладает по сравнению с другими ассоциированными жидкостями низкой теплотой испарения и достаточно высокой теплотой диссоциации молекулярных ассоциатов. В связи с этим ассоциацию НР изучали в газовой фазе. Измерения плотности насыщенного пара, находящегося в равновесии с жидкостью, позволяют считать, что среднее число простых молекул фтористого водорода в молекулярных образованиях составляет приблизительно 3,5. Молекулярные образования в жидкости имеют, по-видимому, такие же размеры, как и газовые ассоциаты. Зависимость фактора ассоциации от температуры и давления хорошо изучена (табл. 12). [c.59]

Хотя некоторые вещества, например фтористый водород, и характеризуются наличием ассоциации молекул даже в парах при малых давлениях, однако такие вещества являются редкими исключениями. Поэтому при исследованиях колебаний молекул в парах их можно рассматривать как колебания практически свободных молекул. В то же время в жидкости колеблющаяся группа окружена другими молекулами, которые могут влиять на частоту ее колебаний либо в связи с наличием диэлектрических свойств среды, либо вследствие ассоциации молекул. У карбоновых кислот димеризация с образованием сильных [c.533]

В ряду Н1—НВг—НС1 температуры кипения и плавления изменяются весьма закономерно (табл. 24), тогда как при переходе к НР они резко возрастают. Как уже говорилось в 47, это обусловлено ассоциацией молекул фтористого водорода в результате возникновения между ними водородных связей. Как показывает определение плотности пара, вблизи температуры кипения газообразный фтористый водород состоит из агрегатов, имеющих средний состав (НР)4. При дальнейшем нагревании эти агрегаты постепенно распадаются, причем лишь около 90 °С газообразный НР состоит из простых молекул. [c.358]

При пониженных температурах и повышенных давлениях происходит ассоциация молекул фтористого водорода. [c.56]

Ассоциация молекул фтористого водорода. По известному общему правилу температуры кипения и (в меньшей степени) температуры плавления соединений с подобными составом и структурой возрастают параллельно с молекулярным весом. Это правило подтверждается также в ряду НС1 < < НВг < Н1 (см. табл. 54 на стр. 349). Однако температуры кипения и плавления фтористого водорода необычно высокие (рис. 112, стр. 329). Как и у воды (стр. 328), это обусловлено ассоциацией молекул. В отличие от воды, молекулы которой ассоциированы только в жидком (и в твердом) состоянии, у фтористого водорода ассоциация наблюдается и в газообразном состоянии. Молекулярный вес фтористого водорода 87 найден из плотности его паров при температуре несколько выше температуры кипения (+19,5°). При более высокой температуре молекулярный вес уменьщается, а при 80° приближается к обычной величине (20), соответствующей формуле HF. Другие физические константы [c.353]

Молекула фтористого водорода обладает сильно выраженной способ- ностью к ассоциации или полимеризации с другими молекулами фтористого водорода даже в газообразном состоянии. Кроме того, фтористый водород может легко присоединяться к молекулам других соединений и кристаллизоваться с большим числом солей, образуя молекулярные соединения—гидро-фториды,- Эта способность должна быть выражена у фтористого водорода более сильно, чем у любого другого вещества, поскольку, как известно, она возрастает с увеличением полярности молекулы и с уменьшением размера отрицательного конца диполя. Фтористый водород обладает наибольшей полярностью из всех известных соединений с таким небольшим отрицательным концом диполя, и поэтому неудивительно, что он обладает сильной способностью к образованию двойных молекул и других комплексов. [c.211]

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]

Фтористый водород НР —<5есцветнцй газ с характерным запахом. Молекулы фтористого водорода ассоциированы, фактор ассоциаций и х за)виеит от температуры. [c.120]

Фтористый водород НР — бесцветный газ с характерны м запахом. Молекулы фтористого водорода ассоциированы, фактор ассоциации их за1висит от температуры. [c.118]

Одним из наиболее важных соединений фтора является фтористый водород, Подобно тому, как вода является одним из наиболее важных соединений кислорода. Жвдкий фтористый водород во многих отношениях более напоминает воду, чем хлористый водород. Фтористый водород представляет собой прекрасный ионизирующий растворитель, обладает сравнительно высоким удельным весом [20], высокой диэлектрической постоянной, имеет довольно высокую температуру кипения по сравнению со своим молекулярным весом и т. д. Считалось, что эти свойства воды, фтористого водорода и других жидкостей обусловлены ассоциацией молекул благодаря водородной связи. Фтористый водород, однако, сильно отличается от воды по некоторым свойствам, например по поверхностному натяжению [20] и вязкости [21]. Удовлетворительное объяснение этих фактов до настоящего времени отсутствует. В результате изучения жидкой воды и ее растворов было сделано много ценных научных выводов. Исследование жидкого аммиака, родственного соединения, способствовало детальному изучению растворителей такого типа. Изучение фтористого водорода в еще большей степени будет способствовать изучению растворителей, так как ЫНз, НгО и НР являются водородными соединениями трех соседних электроотрицательных соединений первого ряда периодической системы и представляют [c.24]

Клинкенберг. Мое замечание касается анализа неорганических газов, описанного в утреннем докладе Филлипса и Оуенса, который мы не имели времени обсудить. Мне прищла мысль, что при анализе смеси трифторида хлора с хлором и фтористым водородом на одной и той же колонке число тарелок для каждого компонента может быть различным. Из представленной авторами табл. 1 видно, что ВЭТТ для хлора примерно равно 1 см, а ВЭТТ для фтористого водорода и трифторида хлора составляет 1 м. Это удивило меня сейчас я мог бы предложить объяснение, только моих знаний неорганической химии недостаточно, чтобы быть уверенным в его правильности. Фтористый водород способен к ассоциации и димеризуется сравнительно легко однако если реакция ассоциации протекает не мгновенно, то на колонке будет происходить отделение мономера от димера. Дальнейшее протекание реакции будет способствовать установлению равновесия, зависящему от скорости реакции. Если реакция протекает медленно, можно ожидать некоторого расширения полос, связанного с медленным установлением равновесия, Это именно и происходит в хроматографии молекулы, которые переходят в неподвижную фазу, отделяются от молекул, переходящих в подвижную фазу, и колонка стремится пропустить подвижную фазу и задержать неподвижную фазу. Лишь благодаря массоиередаче, которая происходит между двумя фазами достаточно быстро, получается в конце одна полоса. [c.496]

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]

Имеется большое число данных, относящихся к двухатомным молекулам, но здесь кратко рассмотрены только фундаментальные частоты для соединений, интересных в химическом отношении. Галогеноводороды в конденсированной фазе полимеризуются. Фтористый водород полимеризуется даже в газовой фазе. Галогеноводороды образуют также молекулярные соединения с органическими растворителями. Данные табл. 11 иллюстрируют влияние полимеризации и ассоциации с растворителем на частоту колебания. Гибертом и Хор-нигом [5] обнаружено, что в смешанных кристаллах НС1 и НВг при низких температурах частота валентных колебаний Н—Вг выше, чем в чистых кристаллах НВг, тогда как частота валентных колебаний Н—С1 в смешанных кристаллах ниже, чем в чистых кристаллах НС1. Галогениды щелочных металлов димеризуются в газообразном состоянии, и анализ их нормальных колебаний [c.105]

Обмен атомами фтора возможен не только между молекулами трифторида хлора, но и между молекулами GIF3, с одной стороны,, и молекулами фтористого водорода, нентафторида брома и трифторида брома [68], с другой. Хеймер [69] отмечает, что фтористый водород, трифторид хлора, монофторид хлора и трифторид брома способны на быстрый взаимный обмен фтором, приводящий к ослаблению спектра F (смеси дают сжатие спектра при частотах, которые зависят от относительных количеств составляющих). Этот автор изучал влияние примеси фтористого водорода на спектр ядерного магнитного резонанса трифторида хлора. Было показано, что следы фтористого водорода приводят к появлению одиночной широкой линии в спектре F . Кроме того, отмечалось, что температура, при которой исчез ает спиновое взаимодействие, изменяется от образца к образцу трифторида хлора. Автор полагает, что это, по-видимому, связано с присутствием в образцах IF3. следов фтористого водорода. Если в отсутствие фтористого водорода обмен атомами фтора между молекулами трифторида хлора и имеет место, то энергия активации этого процесса должна значительно превышать 4,8 ккал-моль . Следовательно, Хеймер считает такой обмен пока не доказанным. Вопрос о влиянии индикаторных количеств HF в трифториде хлора на ионизацию и ассоциацию решается в пользу последнего как преимущественного процесса. [c.42]

Молекулы НР сктонны к ассоциации при температурах, близких к температуре кипения, газообразный фтористый водород имеет состав (НР), при повышении температуры это соединение диссоциирует на более простые молекулы выше 90° фтористый водород практически состоит только из неассоциированиых молекул НР. [c.208]

Способность атома водорода к присоединению в наиболее сильной степени проявляется тогда, когда он находится в состоянии положительного иона Н , связанными с атомами наиболее электроотрицательных элементов атомами фтора, кислорода, азота и хлора, при его взаимодействии с подобными же атомами. Резко выр ажен-ной способностью связываться с другими молекулами обладают молекулы фтористого водорода и воды. В результате образования водородной связи наблюдается значительная ассоциация молекул НР и Нр [c.36]

Молекула фторида водорода (фтористого водорода) HF Hj bfra полярна (р. = 1,91). У молекул HF сильно выражена склонность к ассоциации за счет водородных связей в зигзагообразные цепи (см. стр. 105). Поэтому фторид водорода в обычных условиях представляет собой бесцветную [c.270]

Выходящий из верха испарителя газообразный фтористый водород проходит через нагреваемый паром инконелевый перегреватель в ротаметры, автоматически контролирующие поток газа в отдельные группы реакторов. В перегревателе температура газа повышается приблизительно до 93° С. Подогрев до этой более высокой температуры необходим потому, что ниже 82°С небольшие изменения температуры вызывают значительное изменение степени ассоциации молекул НР и, следовательно, молекулярного веса фтористого водорода и препятствуют точному измерению расхода ротаметрами. [c.243]

Отношение давлений насыщенного пара для изотопных соединений при разных температурах даны в табл. 11, где они интерполированы для промежутков температуры в 25°. Некоторые пояснения к этой таблице были-уже сделаны на стр. 76. Там упоминалось, что в согласии с выводами из статистической термодинамики, отношение Рц1Р ) должно с повышением температуры приближаться к единице. Из таблицы видно, что это не всегда так. Обращает на себя внимание также то, что у некоторых соединений тяжелые изотопы более летучи, чем легкие. Такие аномалии приписывали в некоторых работах образованию водородных связей и ассоциации молекул. Однако трудно найти явную связь между этими свойствами. Вода и фтористый водород равно образуют водородные связи, но соотношения летучестей изотопов у них противоположные. Поучительно сравнение дл уксусных кислот. Как СОзСООВ, так и СНдСООВ одинаково ассоциированы в димеры через водородные связи карбоксилов [c.172]

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]

В изменении точек плавления, точек кипения, критических температур и т. д. у галогеноводородов проявляются такие же аномалии, как и у халькогеноводородов (ср. стр. 661). Так же как там эти аномалии обусловлены ассоциацией воды, здесь они обусловлены ассоциацией фтористого водорода в жидком состоянии. Однако константа Трутона, которая для воды имеет аномально высокое значение, в случае фтористого водорода имеет аномально низкое значение (см. табл. 114). Это происходит оттого, что фтористый водород при обычном давлении даже в газообразном состоянии сильно ассоциирован. При понижении давления происходит расщепление на простые молекулы HF, Поэтому теплота испарения фтористого водорода с уменьшением давления сильно возрастает. При давлении 20 мм рт. ст. она составляет 390 кал г или 7,80 ккал моль HF (Fredenhagen, 1934). Отсюда получается X Ts = 26,6, следовательно, аномально высокое значение для константы Трутона, как это и можно было ожидать вследствие ассоциации в жидком состоянии. [c.754]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология