Связь межмолекулярная физическая

Взаимодействия атомов и молекул с поверхностями твердых тел в рамках молекулярных моделей принято подразделять на два типа. Взаимодействие типа физической адсорбции имеет место, когда молекула удерживается у поверхности силами Ван-дер-Ваальса, т. е. не происходит перераспределения электрического заряда в системе. Полуэмпирический подход к расчету взаимодействий адсорбент—адсорбат основан на методе атом-атомных потенциалов, согласно которому энергия межмолекулярного взаимодействия представляется в виде суммы энергий парных взаимодействий атомов, а параметры атом-атомных потенциалов определяют исходя из опытных данных. Другой тип взаимодействия атомов и молекул с поверхностями твердых тел представляет хемосорбция. В этом случае происходит перераспределение заряда в системе и образуется химическая связь между поверхностью и субстратом. Хемосорбция представляет наибольший интерес с точки зрения гетерогенного катализа, поскольку катализ имеет донорно-акцепторный механизм [2]. [c.61]

Исследования состояния влаги в пористых телах давно уже привели к выводу об особом характере ее свойств вблизи поверхности частиц и о существовании так называемой связанной воды в дисперсных системах [1]. Отличия связанной воды от свободной объясняются перестройкой сетки межмолекулярных водородных связей в ее структуре под влиянием поля поверхностных сил. Моделирование структуры воды численными методами Монте-Карло и молекулярной динамики позволило получить некоторые количественные характеристики структурных изменений вблизи твердых поверхностей различной природы. При этом межмолекулярная водородная связь описывается различными потенциалами, правильность выбора которых проверяется путем сравнения рассчитанных и экспериментальных физических констант объемной воды. Поскольку численным методам посвящен ряд специальных статей этой монографии, остановимся только на основных результатах, важных для дальнейшего обсуждения. [c.7]

Эта система характеризуется рядом особенностей наличием двух границ раздела (адгезив — корд и адгезив — резина), разветвленностью этих границ, миграцией различных ингредиентов резиновой смеси из резины в корд и из корда в адгезив, сложным составом компонентов системы и условиями работы системы при многократных знакопеременных деформациях. На границе корд — адгезив связь обеспечивается вследствие затекания адгезива между элементарными волокнами, а также в результате образования межмолекулярного физического или химич. взаимодействия между волокнообразующим полимером и активными функциональными группами адгезива. На границе адгезив — резина под действием давления и темп-ры при обрезинивании и вулканизации между функциональными группами адгезива, полимером и ингредиентами резины в большинстве случаев возникает межмолекулярное взаимодей- [c.557]

Наиболее типичный процесс для коллоидных систем — коагуляция, т. е. слипание отдельных агрегатов под действием межмолекулярных (не химических) сил. Такие процессы, как физическая адсорбция, электрофорез и т. д., также являются физическими. При взаимодействии коагулятора (вещества, вызывающего коагуляцию) со стабилизатором (веществом, обеспечивающим агрегативную устойчивость системы), а также при получении коллоидных растворов происходят химические реакции. Таким образом, коллоидная химия, как и физическая химия, строится на основе двух наук — химии и физики — с преобладанием второй. В связи с этим коллоидную химию можно было бы переименовать в физическую химию гетерогенных высокодисперсных систем. Связь между физической и коллоидной химией вполне очевидна. При этом обе дисциплины связаны не только между собой, но и с химией неорганической, аналитической, органической, биологической, фармацевтической, а также со специальными дисциплинами. Все они пользуются физико-химическими закономерностями и физико-химическими методами для решения общих и конкретных задач. [c.5]

Эти особенности свойств линейных полимеров следуют из их строения. Наличие двух типов связей (химических валентных связей и физических межмолекулярных взаимодействий), различающихся по энергетической характеристике, определяет возможность растворения и плавления линейных полимеров. Высокой степенью асимметрии [c.47]

Водородная связь определяет физические и химические свойства жидкого и твердого состояния Н2О. Большое количество равновесных форм льдов, энергия решетки которых практически полностью определяется водородными связями, позволяет наиболее близко подойти к пониманию этого важного вида межмолекулярного взаимодействия в системе одинаковых молекул. [c.81]

Физические свойства вещества зависят от рода, числа и последовательности расположения атомов, из которых состоит молекула, и, следовательно, от массы, объема и формы молекул, типа связей между атомами в молекуле, а также от характера и величины межмолекулярных сил. Иногда, в тех случаях, когда один или два из указанных факторов оказывают решающее влияние на интересующее нас свойство вещества, можно найти приближенные, не очень сложные зависимости между свойствами молекул и свойством вещества и на этой основе предварительно оценить значение требуемой физико-химической величины. [c.63]

Действие межмолекулярных сил проявляется в том влиянии, которое оказывает наличие полярных групп и водородных связей на физические свойства полимеров (например на температуру плавления). Полиамиды, полимочевины и полиуретаны, способные образовать много водородных связей (их молекулы содержат карбонильные [c.48]

Эти особенности свойств линейных полимеров вытекают из их строения. Наличие двух типов связей (химических валентных связей и физических межмолекулярных взаимодействий), различающихся по энергетической характеристике, определяет возможность растворения и плавления линейных полимеров. Высокой степенью асимметрии макромолекул обусловлена высокая вязкость растворов и расплавов линейных полимеров. [c.52]

Линейные полимеры отличаются высокими физико-механическими показателями высокими пределом прочности при разрыве и эластичностью. Эти особенности свойств линейных полимеров вытекают из их строения. Наличие двух типов связей—химических валентных связей и физических межмолекулярных взаимодействий,—различающихся по энергетической характеристике, определяет возможность растворения линейных полимеров. Высокой степенью асимметрии макромолекул обусловлена высокая вязкость растворов линейных полимеров. Гибкость макромолекул линейных полимеров способствует их растворению, а способность гибкой макромолекулы изменять форму под влиянием внешних условий обусловливает хорошие эластические свойства. Высокий предел прочности при разрыве линейных полимеров объясняется главным образом тем, что линейные макромолекулы могут достигать значительной степени ориентации относительно друг друга и большой плотности упаковки, что приводит к возникновению многочисленных межмолекулярных связей с высокой суммарной энергией. [c.302]

Рассмотренные факторы связаны с физическим состоянием макромолекулярных цепей адгезива. Действительно, кинетика формирования адгезионных соединений обусловлена не только явлениями на поверхности, но и процессами, происходящими в объеме субстрата при деформировании его микрошероховатостей. Связь релаксационных и реологических процессов с химической природой полимерного адгезива обусловлена изменением свободного объема макромолекулярных цепей, который можно разделить на межмолекулярную (связанную с упаковкой цепей) и внутримолекулярную (обусловленную наличием пустот в повторяющемся звене) составляющие. Такой подход позволяет объяснить, в частности, различия в аутогезионной способности этилен-пропиленового и натурального каучука, последний из которых благодаря наличию двойных связей характеризуется большим внутримолекулярным свободным объемом и, следовательно, повышенной диффузионной способностью. С другой стороны, преувеличение роли структурных факторов способно привести к недооценке чисто релаксационных явлений и, как следствие, к выводу о том, что изменение реологических параметров адгезива в результате его наполнения не определяет временных зависимостей прочности адгезионных соединений. [c.13]

Кроме энергии связи между атомами на термостойкость полимеров влияют другие факторы. К ним относятся межмолекулярные физические связи (дипольный эффект 36,45 кДж/моль) дисперсионные связи 8,38— 25,14 1 ж/моль водородные связи 25,14—41,9 кДж/моль, которые зависят от химического состава полимера, характера и ориентации надмолекулярных образований и, как правило, повышают теплостойкость полимера. [c.239]

Последняя может быть связана с физическим влиянием растворителя (например, ослаблением межмолекулярного диполь-дипольного взаимодействия в растворителях с высокой диэлектрической проницаемостью). Однако большей частью энергия, нужная для разрыва связей в ассоциате, черпается из химического взаимодействия между Ах и S [c.106]

Изменение вязкости при течении может быть связано не только с ориентацией макромолекул, но и с разрушением (или образованием) межмолекулярных физических связей, стабильных областей ближнего порядка (ассоциатов, являющихся простейшими элементами надмолекулярной структуры). В связи с релаксационным характером этих процессов вязкость системы меняется и при постоянной скорости течения, в зависимости от времени механического воздействия на полимер. Если при этом имеющиеся в системе структуры разрушаются и вязкость понижается, систему называют тиксотропной. Если же в процессе течения в системе происходит дополнительное структурообразование, вязкость повышается, и явление называют реопексией (реопексия встречается чрезвычайно редко). Характерно, что по окончании воздействия внешней силы в системе через некоторое время восстанавливаются исходные структуры и вязкость приобретает первоначальное значение. Особенно явно тиксотропия проявляется в. дисперсных системах, в том числе в наполненных полимерах. [c.63]

В отличие от кристаллических полимеров, для которых возникновение упругой силы связано с межатомным взаимодействием, механизм действия (возникновения) упругих сил при растяжении аморфных полимеров обусловлен изменением потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия, преимущественно потенциальной энергии вращения вокруг ковалентных связей. Из сказанного ясно, что в первом приближении модуль упругости аморфных стеклообразных полимеров можно оценить, измеряя модуль упругости кристаллических полимеров в направлении, поперечном вытяжке, т. к. в этом направлении макромолекулы кристаллического полимера связаны лишь физическими межмолекулярными связями. Из табл. 4.3 следует, что в поперечном направлении значение модуля упругости кристаллических полимеров составляет 3-4 ГПа. Однако модуль упругости стеклообразных полимеров существенно ниже. Одно из вероятных объяснений этого несоответствия состоит в том, что даже в замороженных конформациях под действием приложенного напряжения возникает определенная подвижность сегментов и, следовательно, напряжение релаксирует. Напомним, что аналогичным является механизм вынужденной эластичности, рассмотренный выше. [c.166]

Очень близкие по своей физической сущности идеи высказывались и раньше. Так, Абрамзон и Славин [30] показали, что меж-молекулярные связи между органическими соединениями и растворителями с симметричными силовыми полями обладают свойством аддитивности по входящим в молекулу группам. На этом основана шкала межмолекулярных связей между молекулами органических соединений, разработанная авторами [30]. Изучая взаимодействие алифатических спиртов и углеводородов, Абрамзон и Славин показали [31], что свободная энергия растворения любых алифатических углеводородов нормального строения в данном спирте, отнесенная к одной группе СН2, одинакова. [c.93]

В настоящее время ие существует устоявшейся классификации сил межмолекулярного взаимодействия. Некоторые авторы подразделяют их на физические, определяемые физическими характеристиками взаимодействующих молекул, и химические, приводящие к образованию направленных химических и квази-химических связей [14]. В работе [15] межмолекулярные взаимодействия подразделяются на универсальные и специфические, а автор [16] классифицирует их на взаимодействия ближнего и дальнего порядка. Все классификации достаточно условны, поскольку взаимодействия имеют единую природу, и в их основе лежат электростатические п электродинамические взаимодействия ядер и электронов атомов, входящих в молекулы. [c.14]

Изотермическая сжимаемость. С практической точки зрения сжимаемость битумов не представляет большого значения, так как изменение в объеме при изменении давления невелико по сравнению с изменением объема с температурой. Однако, как уже указывалось, сжимаемость тесно связана с межмолекулярными силами, которые в значительной мере определяют физические свойства вещества. [c.26]

Значительное внимание в книге уделено физическим процессам разрыва химических и межмолекулярных связей, вызываемым силовым и температурным воздействиями во времени и приводящим к образованию и развитию трещин. Поэтому разрушение полимеров зависит как от величины напряжения и температуры, так и от времени. Отсюда взаимосвязь допустимых границ напряжений, температур и времен их действия. Каждую из этих границ можно расширить за счет сужения любой другой. [c.5]

Увеличение прочности образца с ростом молекулярной массы и усилением степени ориентации цепей более детально иллюстрируется на рис. 1.13. При малой молекулярной массе легко проявляется лабильность цепи и прочность образца зависит исключительно от прочности межмолекулярного взаимодействия. Заметная макроскопическая прочность достигается лишь при молекулярной массе, достаточной для образования физических поперечных связей в результате перепутывания или складывания цепей. Прочность волокна в интервале значений молекулярных масс (1,5—3) Ю г/моль увеличивается с ростом [c.21]

Широко исследовалось влияние молекулярной массы на прочность волокна [20, 51, 52, 54, 72—74]. Основные результаты представлены на рис. 1.13 для волокна ПА-6. Для материала с низкой молекулярной массой наблюдается более легкое проскальзывание цепей, так что прочность образца зависит исключительно от прочности межмолекулярного притяжения. Заметная макроскопическая прочность получается лишь в том случае, когда молекулярной массы достаточно для образования физических поперечных связей путем перепутывания или складывания цепей между другими цепями. [c.83]

При нагревании угли размягчаются и вследствие этого спекаются в результате деструкции главных цепей их макромолекул, отщепления кислородсодержащих функциональных групп, разрыва эфирных и метиленовых мостиков и насыщения образующихся фрагментов водородом при его перераспределении в процессе пиролиза [1]. Лищь часть углей способна к размягчению без сколько-нибудь существенной деструкции [19]. Размягченные зерна под действием сил поверхностного натяжения, гравитации, давления вышележащих слоев угля и выделяющихся летучих веществ деформируются, при этом образуются и увеличиваются площади контакта поверхности зерен. Между молекулами, находящимися на соприкасающихся поверхностях, действуют межмолекулярные (вандерваальсовы) силы, а в дальнейшем между ними образуются химические связи. Эти физические и химические силы связывают зерна остаточного материала углей в единый массив. Таков в общих чертах механизм спекания углей [1]. [c.38]

Между модифицированщ>1м каучуком и смоляным наполнителем могут возникнуть. как межмолекулярные физические, так и химические связи, способствующие эффекту усиления вулканизата. В результате взаимодействия каучука, с поверхностью [c.131]

Определение модуля Юнга по предлагаемому способу было использовано в качестве примера при иззгчении воздействия повышенной температуры и влажности па уретановые эластомеры СКУ-7 и СКУ-ПФЛ (рис. 58). В диапазоне от 20 до 80 °С наблюдается уменьшение модуля упругости примерно на 20%, что можно объяснить ослаблением межмолекулярных физических связей. При увеличении температуры от 80 до 120 °С уменьшение модуля незначительно благодаря сохранению химических связей в эластомере. При дальней- [c.118]

Шелленбергер разработал другую теорию, объединившую многие известные факты о сладости соединений. Он установил общую природу определяющего вкус звена, входящего в сладкие соединения. Такое звено в свою очередь должно удовлетворять специфическим требованиям с точки зрения конфигурации и конформации. Полагают, что начальной фазой процесса, приводящего к ощущению сладкого вкуса, является образование межмолекулярной водородной связи между вкусовым звеном сладкого соединения и рецепторным центром вкусового бугорка. Это в свою очередь связано с физическими и геометрическими свойствами соединения. Шелленбергер обнаружил, что многие сладкие соединения имеют систему АН,В, где А и В — электроотрицательные атомы или группы. Согласно проведенному расчету, расстояние между протоном АН и орбиталью В в среднем составляет ЗА. Если соединение удовлетворяет этим требованиям, значит, оно имеет сладкий вкус. Ниже приведены примеры молекул, сладкий вкус которых можно объяснить, пользуясь теорией Шелленбергера [c.204]

В двухкомпонентных системах полимер — растворитель могут образовываться достаточно стабильные межмолекулярные физические связи между полимерными цепями и молекулами растворителя (сольватация) и между растворенными макромолекулами (ассоциация). Наиболее характерны эти процессы для соединений, содержащих полярные группы, которые способствуют более интенсивным межмолекулярным взаимодействиям. Тепловое движение нарушает образующиеся контакты, поэтому сольваты и ассоциаты— это временно существующие статистические образования, размеры и продолжительность существования которых снижаются при повышении температуры. [c.70]

Обнаруживаемые изменения структуры воды в граничных слоях не только сказываются на ее физических свойствах, но и вызывают изменение расклинивающего давления в тонкой прослойке [42, 43]. Этот эффект возникает при перекрытии граничных слоев с измененной структурой в достаточно тонких прослойках. Структурные изменения прослойки, происходящие при перекрытии, ведут к изменению ее свободной энергии Fs, которая становится функцией толщины прослойки /г. Термодинамическим следствием этого является появление структурной составляющей расклинивающего давления П5 = — др1/ дк)т, величина и знак которой зависят от характера происходящей при перекрытии структурной перестройки. Так как AFs = AHs—TASs (где ДЯ — изменение энергии межмолекулярных связей, а Д5 — изменение энтропии в прослойке при изменениях взаимной ориентации молекул, характеризуемой параметром порядка), знак производной дР /дк зависит от изменений энтропии и энтальпии прослойки воды при изменении ее толщины. [c.15]

Теория БЭТ несмотря на условность предпосылок позволила вывести уравнение изотермы адсорбции, имеющей S-образную форму. Вид этой изотермы характерен для полимолекулярной адсорбции. При значениях давления, далеких от давления насыщенного пара при данной температуре, и значении константы равновесия полимолекулярной адсорбции С>1 уравнение S-образной изотермы переходит в уравнение изотермы адсорбции Лангмюра. Таким образом, адсорбция в каждом слое подчиняется уравнению Лангмюра. Существует пять основных типов изотермы адсорбции (рис. 109). Изотермы типа I характерны для микропористых адсорбентов выпуклые участки на изотермах типов И и IV свидетельствуют о присутствии в адсорбенте наряду с макропорами и микропор. Менее крутой начальный подъем кривых адсорбции может быть связан с наличием моно- и полимолекулярной адсорбции для адсорбента переходнопористого типа. Начальные вогнутые участки изотерм типов И1 и V характерны для систем адсорбент — адсорбат, когда взаимодействие их молекул значительно меньше межмолекулярного взаимодействия молекул адсорбата, вызванного, например, появлением водородных связей. Теория БЭТ является наиболее полной тео(рией физической адсорбции. [c.257]

При образовании раствора в общем случае происходит изменение свойств и растворителя, и растворенного вещества (растворенных веществ). Это обусловлено тем, что в растворе действуют силы, вызывающие и межмолекулярное взаимодействие (электростатическое, ван-дер-ваальсовы силы), ионно-дипольное взаимодействие, проявляющиеся на сравнительно значительных расстояниях, и специфическое взаимодействие (донорно-акцепторное, водородная связь), сказывающееся на сравнительно небольших расстояниях. Первое является общим для всех веществ оно связано с совокупностью физических процессов. Второе связано с перестройкой электронных оболочек молекул, атомов и ионов оно обусловлено химическими изменениями. [c.133]

Адсорбция разреженных молекул (газа, пара или растворенного вещества), вызываемая лищь силами межмолекулярного прн-тяжения, называется физической абсорбцией. Интенсивность процесса физической адсорбции пе связана с химическим составом адсорбента и адсорбата, а связана лишь с их физическими свойствами. [c.106]

Структура граничных слоев при прочих равных условиях обусловлена физико-химическими свойствами образующих ее веществ. По А. И. Китайгородскому, в межмолекулярных взаимодействиях основную роль играет форма молекул, иначе говоря, их локальные микрополя, а не результирующие силовые направления. Межмолекулярные силы в полимолекулярных граничных слоях в большинстве случаев имеют физическую природу. Среди межмолекулярных связей физической природы особый интерес представляют водородные связи, энергия которых сравнительно велика ( 10 ккал/моль). Этот вид связи составляет одну из неотъемлемых характеристик межмолекулярного взаимодействия молекул углеводородов. Такая связь наблюдается во всех агрегатных состояниях она определяет многочисленные виды ассоциаций молекул. [c.68]

Температурная зависимость В становится понятной на основе простой физической картины. При низких температурах столкновение двух молекул в значительной степени определяется даль-нодействующими межмолекулярными силами притяжения и такие пары могут проводить значительное время в окрестности друг друга. По существу это не что иное, как форма молекулярной ассоциации, и существование таких короткоживущих димеров снижает давление ниже давления идеального газа, что соответствует отрицательному значению В. При высоких температурах столкновения молекул происходят гораздо энергичнее и лишь незначительно зависят от слабых сил притяжения. Вместо этого преобладают короткодействующие силы отталкивания. В свою очередь это приводит к тому, что начинает сказываться собственный объем молекул, и давление становится выше давления идеального газа, что соответствует положительному В. При еще более высоких температурах В уменьшается снова в связи с тем, что при сильных взаимодействиях между молекулами оболочки последних деформируются и собственный объем молекул уменьшается. Таким образом, отрицательная ветвь второго вириального коэффициента соответствует силам притяжения, а положительная — силам отталкивания. Точка пересечения (температура Бойля) соответствует значению кТ, примерно в 3—5 раз превышающему средний максимум энергии притяжения между парой молекул. Обобщение этой простой [c.20]

Расчеты Ван Кревелена при всей их условности дают достаточно ясно представление о положении атомов в молекулах вещества различных углей и позволяют сделать выводы о характере межмолекулярных связей. Денсиметрический метод использования элементного анализа углей в сочетании с некоторыми их физическими показателями позволяет лучше понять принципиальную сущность структурных изменений при метаморфизме углей. [c.209]

Межмолекулярные взаимодействия склонных к структурированию ВМС приводят к образованию иространственных надмолекулярных структур, состоящих из множества макромолекул, В зависимости от характера связей надмолекулярные структуры делят иа физические ассоциаты, в которых действуют силы Ван-дер-Ва-альса, и на физико-химические комплексы с более прочными химическими связями. Физические ассоциаты способны при определенных условиях переходить в комплексы (кристаллиты). Число мак- [c.11]

Отметим, что анти1шр>аллепьвые колебания молекул для протекания процессов перетоса межмолекулярных водородных связей физически наиболее благоприятны. При параллельных колебаниях молекул процессы переноса таких связей могут не происходить. [c.174]

Различия в типе химической связи кристаллов определяют существенное отличие физических и химических свойств веществ с ионной, атомно-ковалентной, атомно-металлической и молекулярной решетками (см. табл. 13). Так, вещества с атомно-ковалентной рещеткой характеризуются высокой твердостью, а с атомно-метал-лической решеткой — пластичностью. Вещества с ионной, и в особенности с атомно-ковалентной, решеткой обладают высокой температурой плавления они нелетучи. Поскольку межмолекулярные связи слабы, вещества с молекулярной решеткой (с одно-, двухтрехатомными молекулами Не, Hv, О2, О,, СО2 и др.), напротив, легкоплавки, летучи твердость их невелика. [c.103]

В данной монографии мы рассмотрим физическую природу образования дефекта на примере линейных термопластов и эластомеров (табл. 1.1). Известно, что эти материалы имеют широкий диапазон свойств, хотя и состоят из подобных молекул. Их молекулы преимущественно линейные, гибкие имеют высокоанизотропные (невытянутые) цепи с молекулярными массами 20000—1 000000 и более. На рис. 1.9 представлена цепная молекула полиамида-6 (ПА-6) в невытянутом состоянии с произвольным выделением сегментов, а на обведенной вставке показано ее основное звено. Относительные положения атомов и часть объема, занятая ими в цепи, иллюстрируются с помощью модели Стюарта для сегмента полиамида (рис. 1.10). Действительный размер распрямленного сегмента —1,97 нм. Если бы к такому сегменту можно было приложить напряжение вдоль оси цепи, то изгиб и растяжение основных связей обеспечивали бы в результате жесткость цепи 200 ГПа [15], в то время как межмолекулярное взаимодействие сегментов вследствие более слабых вандерваальсовых сил обеспечивает жесткость только 3—8 ГПа в направлении, перпендикулярном оси цепи. Характерные свойства твердых полимеров, а именно анизотропия макроскопических свойств, микронеоднородность и нелинейность, а также сильная временная зависимость [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология