Силы ван-дер-Ваальса и температуры кипения

При переходе вниз по группе температуры и энтальпии плавления и кипения простых веществ возрастают, что объясняется усилением межмолекулярных взаимодействий (силы Ван-дер-Ваальса) в структурах кристаллической и жидкой фаз при увеличении массы и размера атома. Энтропии плавления благородных газов почти не изменяются, но энтропии испарения (при температуре кипения) возрастают при переходе вниз по группе, что также свидетельствует об усилении межмолекулярных взаимодействий. [c.13]

Большая разница в теплотах испарения различных молекулярных веществ, изменяющаяся в связи с изменением температуры кипения (табл. 10), свидетельствует о неоднородности сил Ван-дер-Ваальса. Три вида взаимодействий объединяются под названием сил Ван-дер-Ваальса ориентационное, индукционное и дисперсионное. [c.112]

Менее очевидно объяснение взаимодействия между парой поляризуемых веществ, из которых ни одно не имеет постоянного диполя. Такие взаимодействия существуют, и именно они несут главную ответственность за взаимо-притяжение таких молекул, как алканы. Поскольку фундаментальное явление — это поляризация, то с ростом поляризуемости молекул возрастают и силы, известные под названием сил Ван-дер-Ваальса. Например, ацетилен обладает более низким молекулярным весом, чем этан, и все же температура кипения ненасыщенного соединения на 4° выше, чем у веш,ества насыщенного. [c.160]

Водород — бесцветный газ без вкуса и запаха. Ввиду малой молекулярной массы это самый легкий, самый подвижный и самый теплопроводный из газов. Вследствие полной насыщенности связи Н—Н взаимодействие между молекулами Н2 осуществляется только за счет слабых дисперсионных сил Ван-дер-Ваальса. По этой причине водород имеет очень низкие температуры кипения -253 °С (20 К) и плавления -259 °С (14 К). [c.243]

В случае НР положение совершенно другое. Здесь дипольные силы играют главную роль. Это доказывается относительно высокой температурой кипения, что будет обсуждаться ниже, и тенденцией НР полимеризоваться в газовой фазе. Симонс и Гильдебранд [19] измерили плотность пара НР при температурах от —39 до 88° С и нашли, что при наиболее низкой температуре кажущийся молекулярный вес насыщенного пара становится равным 87,4. (Молекулярный вес мономера 20.) Другие галоидоводороды не проявляют такой тенденции к полимеризации в газовой фазе, и так как можно предполагать, что силы ван-дер-Ваальса для НР будут невелики, то, очевидно, какие-то другие, ббльшие по величине, силы должны удерживать молекулы друг возле друга. [c.357]

Экспериментальный материал. Далеко не всегда можно сделать такой полный анализ, как в случае галоидоводородов. Обычно оказывается не так много пригодных для него данных, но многое можно установить, рассматривая температуры кипения определенных групп веществ . Если в твердом теле молекулы удерживаются друг возле друга силами ван-дер-Ваальса, то те же самые силы действуют и в жидкости, и теплота испарения является хорошей мерой величины этих сил. По правилу Трутона, теплота испарения в малых калориях на моль нормальных не ассоциированных жидкостей приблизительно в двадцать один раз больше абсолютной температуры кипения. Это правило является лишь приближением, недостаточно хорошим при низких температурах однако здесь нет необходимости входить в детали этого [c.358]

Обычно силы ван-дер-Ваальса растут с увеличением молекулярного веса соединений вне зависимости от атомных весов атомов, образующих это соединение. Это хорошо иллюстрируется углеводородами, у которых температуры кипения в гомологических рядах возрастают. В случаях, подобных этому, мы можем считать, что каждый из атомов, входящих в молекулу, имеет свои собственные ван-дер-ваальсовские (или в некоторых случаях дипольные) силы, действующие между ним и окружающими молекулами сила, действующая на молекулу, является суммой сил, действующих на ее части. Большие молекулы, таким образом, удерживаются в жидкости многими точками, что затрудняет для таких молекул возможность выхода из жидкой фазы. [c.365]

В следующем ряду периодической таблицы сероводород, соответствующий воде, имеет наивысшую температуру кипения. Правда, это свойство выражено слабее, повидимому, потому, что у этих молекул превалируют силы ван-дер-Ваальса. [c.393]

Нернст совершенно случайно нашел возможность вычисления С как по скрытой теплоте парообразования, деленной на абсолютную температуру кипения, так и по константе уравнения ван-дер-Ваальса (а), характеризующей силы сцепления молекул (см. гл. 2) [c.218]

По природе входящих в состав кристалла частиц и по типу химической связи кристаллические решетки подразделяются на молекулярные, ионные, атомные (ковалентные) и металлические. В узлах молекулярных решеток располагаются молекулы вещества. Вещества, имеющие молекулярные решетки, обычно имеют низкие температуры плавления и кипения, высокое давление насыщенного пара. К такого типа веществам относятся, например, твердые Нг, О2, N2, галогены, СО2, все благородные газы (хотя они одноатомны) и многие органические вещества. Кристаллические Аг и Ь имеют одинаковые решетки (рис. 4.4). Координационное число для атома аргона равно 12. Связь между частицами в решетке осуществляется силами Ван-дер-Ваальса. [c.161]

Физические и химические свойства азота. Азот — газ без цвета и запаха. Благодаря плохой деформируемости электронной оболочки имеет низкие температуры плавления и кипения (—210 и —196 С соответственно). Твердый азот диморфен а-модификация— ГЦК, а -форма имеет ГПУ-структуру. Обе модификации молекулярные, между молекулами действуют слабые силы Ван-дер-Ваальса. Азот плохо растворим в воде и органических растворителях. [c.247]

Силы, возникающие между одноатомными молекулами этого благородного газа, достаточно велики. Уже гфи температуре жидкого азота (—196° С) аргон становится твердым веществом (Гпл = = —189° С, /кип = —186° С). Небольшая разница температур плавления и кипения указывает на слабость межмолекулярных сил и подтверждается небольшим значением теплоты парообразования (6,27 кДж/моль). Эта величина свидетельствует, что атомы связаны силами Ван-дер-Ваальса. [c.279]

Хотя в узлах их кристаллической решетки находятся атомы, однако тип решетки молекулярный, так как эти атомы (молекулы) связаны слабыми силами межмолекулярного взаимодействия (силами Ван-дер-Ваальса). Эти силы возрастают с увеличением числа электронных слоев, то есть сверху вниз по подгруппе, что и приводит к возрастанию температур плавления и кипения от гелия (Не) к радону (Rn). Связей другого рода в веществе инертных газов нет. Сказанное иллюстрируется таблицей XVI, А. [c.318]

В веществе галогенов имеются два рода сил а) одинарная ковалентная неполярная связь между двумя атомами внутри (каждой) молекулы. Прочность этой связи сверху вниз по подгруппе уменьшается в связи с возрастанием радиуса атомов. Тем самым термическая диссоциация молекул на атомы сверху вниз по подгруппе облегчается б) силы Ван-дер-Ваальса между молекулами эти силы уже более значительны, чем у инертных газов в связи с усложнением состава молекул. С возрастанием числа электронных слоев они растут, что приводит к возрастанию температур плавления и кипения от фтора к астатину (табл. XVI, Б). [c.318]

В веществах, отвечающих элементам этой подгруппы, имеются два рода сил а) ковалентная одинарная неполярная связь между атомами молекулы (внутримолекулярная связь). Прочность этой связи сверху вниз по подгруппе уменьшается в связи с возрастанием радиуса атомов, чем облегчается термическая диссоциация молекул б) силы Ван-дер-Ваальса между цепочками — молекулами, еще более значительные, чем в подгруппе галогенов, в связи с усложнением состава молекул. Сверху вниз по подгруппе эти силы растут в связи с увеличением числа электронных слоев, то есть размеров атомов и молекул, что приводит к возрастанию температур плавления и кипения (табл. XVI, В). [c.322]

Молекулы имеют форму маленьких трехгранных пирамид (рис. 59) в углах их расположены атомы, связанные друг с другом ковалентными одинарными неполярными связями. Прочность этих связей сверху вниз по подгруппе уменьшается (термическая диссоциация молекул облегчается). Так, если пары фосфора состоят из молекул, то пары сурьмы и висмута, при той же температуре, из атомов. Другой род связи в веществе этих элементов — силы Ван-дер-Ваальса между молекулами. Последние уже весьма значительны по сравнению с элементами-неметаллами ранее рассмотренных подгрупп (так как молекулы имеют еще более сложный состав) и растут сверху вниз по подгруппе параллельно с возрастанием молекулярного веса, что приводит к возрастанию температур плавления и кипения. [c.322]

Молекулярная решетка. В узлах решетки находятся полярные или неполярные молекулы, связанные между собой слабыми силами межмолекулярного взаимодействия (силами Ван-дер-Ваальса). Молекулы в кристалле способны совершать незначительные колебания (в стороны от исходной оси) различного характера симметричные (в одну сторону), асимметричные (в противоположные стороны), деформационные (по разному направлению). Вещества с молекулярным типом решетки, например органические вещества, сухой лед (СОг тверд.), кристаллы инертных газов и большинства неметаллов S, Se, Р, As, О2, N2, Н2, I2, — обладают малой твердостью, низкими температурами плавления и кипения. Это и понятно, так как при приложении незначительной энергии межмолекулярные связи разрываются и кристалл распадается на отдельные молекулы, что и наблюдается при плавлении, а особенно при испарении кристаллов. [c.316]

Адсорбированное вещество в микронорах в поле адсорбционных сил подобно жидкости, находящейся в сильно сн атом состоянии. По ориентировочной оценке этодгу сжатию отвечает гидростатическое давление порядка нескольких сотен атмосфер. Для области температур, значительно ниже критических, например нормальной температуре кипения, сжимаемостью жидкости в объемной фазе, а следовательно, и адсорбата можно пренебречь. По мере приближения к критической температуре плотность жидкости в объемной фазе резко падает, а ее сжимаемость сильно возрастает. Поэтому отношение плотностей адсорбата при кп и нельзя считать равным отношению реальных плотностей объемной жидкой фазы при указанных температурах. Допустим, что плотность адсорбата при критической температуре соответствует максимальному сжатию, т. е. мольному объему, выраженному константой Ъ уравнения состояния Ван-дер-Ваальса [c.62]

Как это следует, далее, из табл. 13, а также из других данных [178], при комнатной температуре константа скорости рекомбинации в большом числе случаев имеет порядок азеличины 3-10 см молъ сек с тенденцией к росту при переходе от частиц М, являющихся атомами инертных газов, к двух- и многоатомным молекулам. Наибольшее число различных газов в качестве частиц М было изучено в случае рекомбинации атомов J. Согласно Расселу и Саймонсу [1429], эффективность частицы, участвующей в реакции в качестве третьей частицы (М), должна определяться возмущающим полем, действующим со стороны этой частицы на квазимолекулу АА (JJ). Полагая, что это поле в основном обусловлено силами Ван-дер-Ваальса, и беря за меру поля температуру кипения данного вещества, Рассел и Саймонс показывают, что между логарифмом константы к и темпера- [c.251]

Из соотношения теплоты испарения и постоянной а Ван-дер-Ваальса, приведенного выше, следует также соотношение с силами сцепления. Как нашли Вальден (1908) и Дютуа и Можуэн (Dutoit, Mojoim, 1909), отношение удельной теплоты испарения при температуре кипения, [c.182]

Энергия всех видов невалентного, межмолекулярного притяжения (диполь-диполь, диполь — наведенный диполь, мгновен ный диполь — наведенный диполь) и межмолекулярного отталкивания называется энергией межмолекулярного взаимодействия по Ван-дер-Ваальсу и представляет собой алгебраическую сумму энергий отдельных взаимодействий, возможных для данной системы. Интерпретация химических явлений требует наличия некоторого опыта и химической интуиции. В одних случаях наиболее слабыми химическими силами можно пренебречь, в других нельзя. Так, температура кипения жидкого ксенона определяется взаимодействием атомов ксенона по типу мгновенный диполь— наведенный диполь при полном отсутствии всех других [c.179]

Значения ковалентных радиусов, радиусов Ван дер Ваальса и ионных радиусов, а также некоторые физические и химические свойства галогенов приведены в табл. 19-П. На основании данных этой таблицы можно сделать интересные выводы. Для каждого типа радиусов наблюдается постепенное увеличение их при переходе сверху вниз по группе галогенов. Такое увеличение размеров отражает тот факт, что с увеличением порядкового номера элемента электроны располагаются на орбитах с более высокими уровнями энергии. Кроме того, при переходе сверху вниз по периодической таблице мы обнаруживаем увеличение температур кипения и температур плавления элементов. Такая тенденция наблюдается для ряда молекулярных твердых веществ, в которых молекулы удерживаются друг около друга в основном за счет вандерваальсовых сил. Такие силы увеличиваются в случае сложных молекул с большим числом электронов. [c.528]

Межмолекулярные связи и отвечающие им молекулярные кристаллические решетки образуются соединениями с гомеопо-лярными молекулами. Молекулы в кристаллах притягиваются друг к другу силами межмолекулярного притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). Некоторые кристаллы представляют собой слабосвязанный агрегат молекул, связи между которыми легко разрушаются при нагревании. Это — многие вещества с низкой температурой кипения и плавления (например, 51р4, J2, большинство органических твердых веществ). [c.70]

Разумеется, можно ожидать, что силы притяжения на таких больших расстояниях очень слабы, поэтому температуры кипения и теплоты испарения инертных газов такие низкие. Эти две характеристики—расстояние, на котором происходит взаимодействие, и энергия взаимодействия — приведены в табл. 8.2 вместе с соответствующими данными для молекул галогенов того же периода. В каждом периоде наличие наполовину заполненной валентной орбитали атома галогена допускает тесное сближение атомов и высокую энергию связи, в то время как полностью заполненные валентные орбитали инертного газа допускают только сближение внешних орбиталей и очень низкие энергии связи. Из-за больших отличий в энергиях, проявляющихся в ряде свойств, такие взаимодействия получили различные названия. Взаимодействия с участием валентных орбиталей называют химическими связями. Связь с участием внешних орбиталей называется .связью Ван-дер-Ваальса (по имени голландского ученого, изучавшего этот тип взаимодействия). Размер атома, который можно считать равным половине межъядерного расстояния в твердом теле, называется вандерваальсовым радиусом. [c.247]

Твердые алканы кристалличны. Факторы, влияющие на температуру кипения, меньше сказываются на температуре плавления, так как при плавлении силы Ван-дер-Ваальса лишь незначительно ослабляются. На температуру плавления, отражающую прочность межмолекулярных связей в кристалле, в большой степени влияют геометрические факторы упаковки молекул в кристаллической решетке. Чем симметрич1 ее построена молекула, тем легче и прочнее ее упаковкаПВ -крйсталл и тем выше температура плавления. Так, симметрично построенный неопентан плавится при —20°С, тогда как линейный н-пентан — при —131,6°С. У разветвленных симметричных структур гипа неопентана температур ная область устойчивости жидкой ( азы наиболее узкая, [c.58]

ЛОВ. Гомологическая разность температур кипения галоидных алкилов с одним и тем же галоидом для членов ряда Сз—Се составляет около 30 °С, т.е. почти такая же, как и для самих алканов. Иодистые алкилы Се кипят примерно на 30 С выше, чем бромистые, а последние примерно на 25 °С выше, чем хлористые. Так же как и углеводороды, жидкие галоидные алкилы нерастворимы в воде они смешиваются между собой, с углеводородами и с эфиром. Иодиды отличаются необыкновенно высоким коэффициентом преломления (атом иода наиболее сильно поляризуется), фториды, напротив, низким. Особенно интересны перфториды алканов С р2п+2. Несмотря на огромное возрастание молекулярного веса сравнительно с алканами (примерно вчетверо), их температуры кипения мало отличаются от температуры кипения соответствующих углеводородов. Это указывает на необыкновенно малые силы Ван-дер-Ваальса, проявляемые атомом фтора в органических фторпроизводных, что зависит от его малой поляризуемости. Другими словами, атом фтора, особенно в сравнении с атомом иода, прочно удерживает свою электронную свиту. Этим объясняется и несмачиваемость изделий из полимерных перфторуглеводородов никакими жидкостями и вообще плохая их адгезия. Благодаря этим свойствам высокомолекулярный материал перфтор-полиэтилен (тефлон), получаемый полимеризацией тетрафторэтилена и представляющий собой смесь высщих членов ряда Сп 2п+2, нашел применение, в частности, для изготовления подшипников. [c.74]

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что замена водорода на более тяжелый фтор (в 19 раз тяжелее) практически не меняет температуру кипения вещества. Это зависит от исключительно малой поляризуемости фтора (ср. низкие показатели преломления фторпро-изводных с данными для других галоидпроизводных) и отсюда — малости дисперсионных сил (сил Ван-дер-Ваальса). По той же причине изделия из фторопласта (политетрафторэтилена) не смачиваются никакими жидкостями. [c.49]

Силы притяжения между молекулами, которые называют ван-дер-еаальсовыми, обусловливаются тремя видами межмолекулярного взаимодействия 1) ориентационное — проявляется между полярными молекулами, стремяш,имися занять такое положение, при котором их диполи были бы обращены друг к другу разноименными полюсами, а векторы моментов этих диполей были бы ориентированы по одной прямой 2) индукционное — возникает между индуцированными диполями, причиной образования которых является взаимная поляризация атомов двух сближающихся молекул 3) дисперсионное — возникает в результате взаимодействия микродиполей, образующихся за счет мгновенных смещений положительных и отрицательных зарядов в молекулах при движении электронов и колебании ядер. Дисперсионные силы действуют между любыми частицами. Ориентационное и индукционное взаимодействие для частиц многих веществ, например Не, Аг, На, N2, СН4, не осуществляются. Для молекул ЫНз на дисперсионное взаимодействие приходится 50%, на ориентационное — 44,6 и на индукционное —5,4%. Полная энергия ван-дер-ваальсо-вых сил притяжения характеризуется невысокими значениями. Так, для льда она составляет 11 кДж/моль, т. е. 2,4% энергии ковалентной связи Н—О (456 кДж/моль). С ростом относительных молекулярных масс силы межмолекулярного взаимодействия становятся больше, поэтому повышаются значения таких постоянных, как температуры плавления и кипения. [c.123]

Неполярные соединения. Физические свойства рассматриваемых в этом разделе неполярных соединений зависят от межмолекулярной ассоциации молекул в жидком и твердом состояниях. Силы иритяження (силы Ван-дер-Ваальса) растут с поляризуемостью этих молекул. Повышение температуры плавления и кипения при переходе от соединений с более низким молекулярным весом к соединениям с более высоким молекулярным весом в гомологических рядах обусловлено наконлением слабых ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Две молекулы метана могут вступать во взаимодействие только посредством двух пар водородных атомов, между тем как две виолне вытянутые молекулы /(-декана имеют пять точек контакта, подобных одной паре в метане. Две вполне вытянутые молекулы к-декана изображены на рис. 7.5. [c.162]

После того, как в начале 70-х годов вырабатывалось понятие о температуре абсолютного кипения (/с, доп. 109) и стала очевидною связь с ее отступлениями от закона Бойль-Мариотта, а особенно после сжижения постоянных газов, общее внимание обратилось на усовершенствование основ-вых понятий о газообразном и жидком состояниях веществ. Одни исследователи шли путем дальнейшего изучения паров (напр.. Рамзай и Юнг), газов (напр., Амага) и жидкостей (напр., Заенчевский, Надеждин и др.), особенно близ <с и рс, другие (напр., Коновалов, Де-Геен и др.) старались в обычном (далеком от /с и рс) состоянии жидкостей найти их отношение к газам, а третьи (Ван-дер-Ваальс, Клаузиус и др.), изойдя из общепринятых уже начал механической теории тепла и кинетической теории газов, сделав очевидное предположение о сущесгвовании в газах тех сил, которые явно действуют в жидкостях, выводили связь свойств тех и других. Здесь, в этом элементарном руководстве, неуместно излагать совокупность достигнутых выводов (см. физическую химию), но полезно дать понятие о результатах соображений Ван-дер-Ваальса, ибо они уясняют непрерывность перехода от жидкостей к газам в самом простейшем виде и, хотя вывод нельзя считать совершенным и окончательным (доп. 63), тем не менее он столь глубоко проникает в сущность дела, что его значение не только отражается во множестве физических исследований, но и в области химии, где столь обычны переходы вещества из газового в жидкое состояние, а также обратно, и где самые процессы диссоциации, разложения и соединения необходимо не только уподобить перемене физических состояний, но и сводить к ним, так как направление реакций обусловливается физическим состоянием участвующих веществ, что разрабатывали Девилль, Гиббс, Ливеинг и многие другие. [c.428]

Для получения ровных окрасок крашение ведут в присутствии электролита (глауберовой соли N32804) и с применением текстильных вспомогательных веществ (ТВВ) в виде оксиэтилированных высших жирных спиртов (например, синтанол ЦС-20). Нагревание красильной ванны до кипения производят медленно, прекращая на 10—20 мин подогрев при температуре 70—80 °С. В конце крашения в ванну добавляют 30%-ную уксусную кислоту (2—3% от массы волокнистого материала) для того, чтобы произошло полное выбирание красителя. Кислотные антрахиноновые красители с буквой Н в названии можно применять для крашения из нейтральной ванны полушерстяных тканей, выработанных из смеси шерстяных и целлюлозных волокон. Это возможно потому, что фиксация этих красителей на белковых и целлюлозных волокнах может осуществляться за счет сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей, как и при крашении целлюлозы прямыми красителями. [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология