Фтористый водород энергия связи

Фтористый водород в жидком и газообразном состояниях значительно ассоциирован вследствие-образования сильных водородных связей ( Nf. разд. 2,8). Энергия водородных связей в HF составляет 42 кДж/моль, средняя степень полимеризации в газовой фазе при температуре кипения 4. В кристаллическом состоянии НР имеет цепеобразную структуру [c.470]

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 ядерным расстоянием 0,92 А и силовой константой к = 8,8. Как уже отмечалось в основном тексте, энергия ее весьма велика (135 ккал/моль). Ионизационный потенциал молекулы НР равен 15,8 в. По отноше- нию к нагреванию фтористый водород очень устойчив его термическая диссоциация становится заметной лишь около 3500 °С. [c.246]

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]

Возникновение водородной связи имеет место также и в случае аммиака. Известно, что теплота испарения жидкого аммиака, равная 23,3 кДж/моль, по существу и есть энергия разрыва водородных связей, поскольку каждая молекула аммиака имеет одну неиспользованную МО. Другим характерным примером соединений с водородными связями могут служить молекулы фтористого водорода, которые при конденсации и полимеризации связываются прочными водородными связями [c.358]

В ряду ЫНз, Н2О, НР наибольшим сродством к протону (характеризуется энергией связи вещества с протоном) обладает жидкий NHз Поэтому в среде жидкого аммиака Н2О выступает как довольно сильная кислота, а в жидком фтористом водороде — как сильное основание [c.135]

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]

Наиболее важной химической характеристикой молекулы ф тористого водорода является необычная прочность связи водорода со фтором. Энергия диссоциации 1 моля на атомы сосгав-ляет 140 ккал. Фтористый водород чрезвычайно реакционноспособен, 0 Н легко полимеризуется и дает молекулярные соединения со многими веществами. [c.19]

При помощи приближенных измерений авторы нашли, что теплота адсорбции неуказанного количества триметиламина на катализаторе, эвакуация которого проводилась при 300° С, изменялась от 33 до 38 ккал моль. Так как весьма вероятно, что теплота адсорбции уменьшается с увеличением количества адсорбированного основания, значения, полученные для теплоты адсорбции, являются средними из сильно различающихся значений. Несмотря на это, по мнению авторов, наблюдаемая теплота адсорбции сравнима с теплотой образования твердого хлористого аммония из газообразного хлористого водорода и аммиака и с энергией связи N—А1 при образовании комплекса между хлористым алюминием и аминами [159]. Ричардсон и Бенсон также опубликовали результаты измерения адсорбции триметиламина и пиридина на образцах, приготовленных таблетированием флюидного катализатора крекинга. Однако эти измерения осложнялись небольшой десорбцией, которая могла быть результатом образования предельно тонких пор во время операции таблетирования. Следует упомянуть, что сильная адсорбция аммиака, данные по которой были опубликованы Уэббом [147 ], происходит на поверхности дегидратированной - 1203 при 175° С (при давлении около 10 мм) и достигает примерно 0,2 ммоля/м . Общая адсорбция на единицу поверхности при 175° С и 10 мм изменяется очень немного (если опа вообще изменяется) при обработке ее фтористым водородом, хотя при этой обработке увеличи- [c.80]

Как видно из таблицы, суммарный тепловой эффект реакции в случае фтористого водорода и хлористого водорода отрицателен. Поэтому для протекания таких процессов потребовалась бы столь высокая энергия активации, что вероятность их осуществления крайне мала. В случае иодистого водорода, несмотря на положительный суммарный тепловой эффект радикальной реакции, она все жене осуществляется. Причина этого —крайне малая активность атомов иода, образующихся в стадиях I и П1 в связи с этим конкурирующая ионная реакция присоединения Ш будет идти значительно быстрее. Следует к тому же иметь в виду, что сам иодистый водород является антиоксидантом, быстро уничтожающим перекисные радикалы. [c.188]

Низкая энергия активации, наблюдаемая при отрыве атомов водорода атомами фтора, объясняется очень высокой прочностью связи Н—Р в фтористом водороде. На относительную ве-личину прочности различных связей С—Н в алифатических соединениях оказывает сильное влияние стабильность образующегося алкильного радикала, и вообще, чем больше резонансная стабилизация алкильного радикала, тем меньше О С—Н). Так. легкость отщепления водородною атома от алифатических углеводородов, которая неизменно следует порядку третичный> вторичный>первичный, может быть объяснена стабилизацией образующегося радикала посредством сверхсопряжения. Получены экспериментальные доказательства в пользу такого объяснения. [c.389]

Фтористый водород, в котором также существуют водородные связи, обладает совершенно другими свойствами теплота и энтропия испарения довольно низкие, поскольку пар также состоит из ассоциированных молекул, образующих зигзагообразные цепи со средним составом (НР)з,5. Таким образом, испарение полимерной молекулы требует меньшей энергии, чем разложение ее на мономеры. Можно считать, что в жидком НР сила сцепления между молекулами велика вдоль полимерной цепи и мала в перпендикулярном направлении. [c.37]

Неспособность фтористого водорода к присоединению, несомненно, обусловлена очень большой прочностью связи водород—фтор. Данные об энергии для радикального присоединения иодистого водорода указывают на то, что атака атома иода на двойную связь должна быть медленной. Другое затруднение при присоединении [c.178]

Обратимся к реакции горения водорода в кислороде и фторе связи в исходных молекулах (водород, кислород, фтор) значительно слабее связей в молекулах продуктов реакции (вода, фтористый водород). Вот почему эти реакции легко осуществимы и проходят с выделением большого количества энергии в форме тепла, причем наиболее энергоемкой оказывается реакция между водородом и фтором. Сравните температура кислородно-водородного пламени 2800 °С, кислородно-ацетиленового-3500 °С, при горении же водорода во фторе может развиться температура до 4500 °С. Эта реакция нашла интересное практическое применение в высокотемпературных фторо-водородных горелках для резания тугоплавких металлов, столь широко используемых в современной промышленности. [c.24]

Это означает, что в первом случае суммарный энергетический эффект выше. Следовательно, связь в молекулах фтора слабее, чем в молекулах кислорода, и они с меньшей затратой энергии распадаются на атомы. Кроме того, молекулы образующегося фтористого водорода прочнее молекул воды, и их образование сопровождается выделением большего количества энергии. Ясно, что водороду энергетически выгоднее гореть во фторе, следствием чего и является более высокая температура пламени. [c.25]

Разрыв химических связей сопровождается затратой энергии, тогда как при образовании новых химических связей энергия выделяется. Природа не безрассудный растратчик, а рачительный хозяин. Она предпочитает расходы, с лихвой окупающиеся доходами. Вновь обращаясь к реакциям горения водорода в кислороде и фторе, подтвердим сказанное тем, что энергия, затрачиваемая на разрыв связей Н—Н, F—F и О—О, много меньше энергии, выделяющейся при образовании молекул фтористого водорода или воды. Поэтому водород горит во фторе и в кислороде, а температура пламени очень высока. [c.26]

В группе галогенов фтор занимает особое место из-за малого размера атома. Мы уже отмечали, что в водном растворе фтор является очень сильным окислителем и что окислительная способность обусловлена в основном большой энергией гидратации иона фтора. Другая характерная особенность фтора заключается в том, что фтористый водород по свойствам отличается от других галогеноводородов. Это объясняется особым характером взаимодействия между фтор-ионом и протонами, называемого водородной связью (см. раздел 17-2.6). [c.538]

Водородная связь определяет диссоциацию фтористого водорода. Энергия диссоциации, например, HeFe составляет Q Q 40 ккал/моль, т. е. 6,7 ккал/моль на одну водородную связь. [c.493]

Водородная связь определяет диссоциацию полимера фтористого водорода. Энергия диссоциации, например, НбРб составляет 166 кДж/моль, т.е. 27,5 кДж/моль на одну водородную связь. [c.627]

Водородная связь определяет диссоциацию фтористого водорода. Энергия диссоциации. Например HeFe, составляет 40 ккал моль, т. е. 6,7/скал/ло- б на одну водородную связь. [c.478]

Пря мое действие фтора на органические вещества приводит к бурной реакции, сопровождающейся вспышками и взрывами. В результате получаются фтористый водород и продукты разложения органических молекул (сажа, четырехфтористый углерод). Такое направление реакции обусловлено ее высокой экз0термич1юстью, превосходящей энергию разрыва углерод-углеродных связей (см стр. 99). [c.159]

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]

Химическая связь, осуществляемая в молекулах гало-геиоводородов, — полярная ковалентная, причем полярность связей в ряду НР—НС1—НВг—Н1 падает от НР к Н1. Так же закономерно падает в этом ряду прочность связей, что проявляется в уменьшении энергии диссоциации этих молекул на атомы. Все галогеноводороды в отличие от галогенов очень хорошо растворимы в воде именно вследствие того, что являются сильно полярными. Так, при комнатной температуре (25°) в одном объеме В0Д1Л можно растворить около 400 объемов НС1, около 530 объемов НВг и около 400 объемов Н1. Фтористый водород смешивается с водой во всех отношениях с выделением значительного количества тепла. [c.273]

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]

Средняя энергия водородной связи НР в газовой фазе около 33,5 кДж/моль, максимальная—56,5 кж/Дмоль. Фтористый водород в отличие от других галогеноводородов легко конденсируется в жидкость (температура кипения 19,6 °С), что также связано с наличием водородной связи. В жидком НР энергия водородной связи равна 29 кДж/моль. [c.358]

Возможность образования связей за счет тех или иных орбиталей определяется не только энергией, но также геометрическими свойствами орбиталей. Поскольку s-орбитали сферически симметричны относительно ядра, они могут взаимодействовать с ядрами других атомов независимо от направления. Орбитали других типов, как это было описано в гл. 5, характеризуются пространственной направленностью. Поэтому их особенностью является образование направленных связей. Рассмотрим, например, роль р-орбиталей при образовании химической связи в молекулах фтора (Fj) и фтористого водорода (HF) оба процесса изображены на рис. 7.11. В молекуле фтора можно сконструировать связывающую орбиталь, взяв по одной из 2р-орбиталей каждого атома фтора. Связь в молекуле HF формируется путем комбинации ls-орбитали водорода с 2р-орбиталью фтора. Связи в каждой из этих молекул образуются в направлении, в котором 2р-орбиталь фтора дает наибольшую электронную плотность. Это соображение играет очень важную роль для молекул, состоящих из трех или большего числа атомов, поскольку оно показывает, чем определяется геометрия молекул. В более сложных случаях приходится учиты- [c.117]

Ароматические углеводороды А гН при растворении в жидком фтористом водороде образуют карбоний-ионы АгН . По форме линии (стр. 237) в широком интервале температур можно определить скорость внутримолекулярной миграции протона и обмена с НР". Эти реакции имеют большие энергии активации, порядка 8 ккал -молъ это можно было ожидать, так как должны разрываться С—Н-связи, что происходит без участия водородных связей. [c.251]

Уменьшается энергия, необходимая для разрыва связи Н—Вг,, растет скорость замеш,енияи последнее теряет свою избирательность. Так, дейтерообмен между жидким НВг и ж-дейтеродифе-нилом без катализатора идет со скоростью, константа которой к—2 10" сек , а для пара-изомера к=1,4 сек . Равновесие обменной реакции с обоими изомерами достигается уже через 5 мин. в присутствии только 0,02 моля АШгд на 1000 г НВг. При добавлении этого катализатора столь же быстро обменивается мета-атом дейтерия в толуоле [14]. Быстрый обмен водорода наблюдается [29] и когда обменную реакцию проводят с жидким фтористым водородом, который отличается наряду с высокой кислотностью (Ло =— 10,2) очень большой диэлектрической постоянной (84 при 0°). Даже такое слабое основание, каким является толуол, заметно ионизировано в жидком фтористом водороде (стр. 179), и все атомы водорода ядра толуола обмениваются с этим растворителем в течение нескольких ми-нут. [c.355]

Тетраэдрическое расположение гибридных 5р -облаков, которому подчиняются как сами связи, так и уединенные пары электронов, объясняет и тетраэдрическое строение льда из молекул воды, притягиваемых друг к другу водородными связями (рис. 42). Таким же образом трактуют и стремление НР дать при полимеризации не прямолинейную цепочку, а согнутую (рис. 43). Поразительно большую разницу в энергии разрыва молекул Рг и НР естественно объяснять с той точки зрения, что Ра имеет большой избыток внешних электронов (всего их 14, т. е. по 7 от каждого Р), вследствие чего шесть из них оттесняются с эндоэффектом на антисвязевые орбиты. В отличие от двухатомных молекул фтора фтористый водород имеет всего восемь внешних электронов, из которых шесть являются связевыми, а остальные два хотя и могут быть причисленными к ан-тисвязевым, но с количественной стороны своего влияния на энергию молекулы практически почти индифферентны. [c.77]

Горючим в ракетных двигателях могут быть те элементы или соединения, которые в сочетании с окислителями обеспечивают высокую теплопроизводительность топливной смеси (не менее 1500—2000 ккал кг). Элементарный фтор и некоторые фторсодержащие соединения отвечают этим требованиям из всех известных элементов, способных быть окислителями, только кислород и фтор образуют топливные смеси с высокой теплопроизводительностью. Здесь показатели фтора как окислителя в сочетании с большинством элементов (за исключением углерода) значительно превосходят показатели кислорода. Это объясняется рядом причин, в частности малым молекулярным весом фтора, низкой энергией диссоциации (38 ккал молъ), экзо-термичностью реакций со многими элементами. Высокая реакционная способность фтора, ведущая к воспламенению в его среде большинства горючих веществ, обусловлена, с одной стороны, малой величиной энергии, требуемой для разрыва связей в его молекуле, а с другой, большим количеством тепла, выделяющегося при образовании связи между атомом фтора и атомом какого-либо другого элемента (например, энергия связи С — Г равна 104 ккал моль), и, следовательно, высокой стабильностью многих соединений фтора. Например, фтористый водород, образующийся при окислении водорода или водородсодержащего горючего фтором, может существовать в молекулярной форме даже при очень высокой температуре. После молекулы азота молекула НГ — одна из самых термически стабильных. Таким образом, продукт сгорания водорода во фторе — фтористый водород—по стойкости к диссоциации и термодинамическим свойствам значительно превосходит [c.35]

Действительно, жидкий фтористый водород имеет самые сильные водородные связи из всех известных растворителей, их энергия составляет приблизительно 8 ккал1молъ, таким образом, в жидком состоянии и даже в газовой фазе, фтористый водород сильно ассо- [c.82]

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]

Водородная связь (обозначается тремя точками) по своему характеру в основном является электростатической. Энергия водородной связи значительно ниже энергии ковалентной связи (примерно 1—8 ккалЬюль), тем не менее она играет значительную роль в определении как химических, так и физических свойств соединений. Водородная связь МО кет оказаться достаточно прочной для существования независимых частиц в растворе, например катиона оксония (НзО)+. Более слабые водородные связи приводят к образованию ассоциированных систем. Наличием водородных связей в таких соединениях объясняется уменьшение летучести, увеличение вязкости и изменение других физ-ических свойств. Эти явления наблюдаются во многих чистых жидкостях, например в амлшаке, воде, фтористом водороде, первичных и [c.29]

Из других работ, связанных с процессом гидротермической переработки фссфатов, следует отметить работу И. М. Мескина , проведенную в 1951 г. в лаборатории химической технологии МГУ, руководимой акад. С. И. Вольфковичем. Мескин изучал процесс обесфторивания апатитового концентрата во взвешенном состоянии. Им была сделана также попытка термодинамического исследования процесса, которое было сугубо ориентировочным в связи с отсутствием некоторых данных. В лабораторных опытах было показано, что необходимая для протекания процесса высокая температура обусловлена большой энергией активации реакций обесфторивания. Максимальной степени обесфторивания благоприятствует понижение концентрации фтористого водорода и, следовательно, непрерывнее удаление газообразных продуктов реакции и в меньшей степени—повышение концентрации водяного пара (сверх 10—14%). В этих же опытах была показана возможность обесфторивания апатита продуктами сжигания метана природного газа. Установлено, что кратковременное пребывание частиц апатита в зоне пламени (около 1500 °С) [c.33]