Водородная связь плотность

Образование при помоши водородных связей каркасной кристаллической структуры льда (рис. 14-18) приводит к тому, что лед имеет меньшую плотность, чем жидкая вода при температуре плавления. В процессе плавления льда эта каркасная структура частично разрушается, и жидкая вода оказывается более плотной, чем лед. Теплота плавления льда составляет всего 5,9 кДж моль хотя энергия его водородных связей оценивается в 20 к Дж моль . Это указывает, что при плавлении льда разрушается [c.620]

Изолированные молекулы алканов обладают небольшим электрическим дипольным моментом. В жидкой фазе группы СН3 и СН2 образуют, как правило, межмолекулярные водородные связи С-Н...С1. Возникновение водородных связей сопровождается перераспределением электронной плотности взаимодействующих молекул и, следовательно, изменением их электрических дипольных моментов (поляризацией). [c.163]

При плавлении льда его структура частично сохраняется и в жидкой воде однако при постепенном повышении температуры происходит разрушение все большего числа водородных связей. Плотность воды оказывается максимальной при 4°С, когда агрегаты ее молекул образуют наиболее хаотическую упаковку. По мере разрушения водородных связей при повышении температуры эти агрегаты становятся все меньше, но кинетические эффекты, обусловленные повышением тепловой энергии, вызывают уменьшение плотности вещества. При нормальных условиях и температуре кипения воды, которая оказывается гораздо вьппе, чем можно было бы ожидать по ее молекулярному весу, жидкая вода превращается преимущественно в изолированные молекулы [c.143]

Упаковка сохраняется в процессе эволюции. Концепция плотной упаковки белка и, следовательно, связанных с ней стерических ограничений, должна быть согласована с образованием большого числа направленных водородных связей практически всеми полярными группами внутри его молекулы. Напомним в связи с этим, что в обычном льде именно из-за образования линейных водородных связей плотность упаковки составляет всего 0,58. Высокая структурная оптимизация в белке подтверждает предположение о том, что эволюционные изменения гораздо реже касались внутренней части белка, чем его поверхности. Кроме того, имеется определенная тенденция ко взаимной компенсации внутренних изменений [67], например изменение Пе-> Val может сопровождаться соседним изменением Gly -> Ala, которое восстанавливает потерянную метильную группу. [c.57]

При адсорбции часто происходит образование водородной связи между молекулой адсорбата и соответствующими группами или ионами на поверхности адсорбента. Так, при адсорбции молекул воды, спиртов, эфиров, аминов и т. п. на адсорбентах, поверхность которых покрыта гидроксильными группами, например на силикагеле (высокополимерной кремнекислоте), в дополнение к неспецифическим дисперсионным, ориентационным и индукционным взаимодействиям происходит образование молекулярных комплексов с водородной связью. Такие более специфические взаимодействия проявляются также при адсорбции и других молекул с периферическим сосредоточением электронной плотности, например имеющих л-электронные связи, на поверхностях, [c.438]

Чистая вода обладает рядом аномалий, отличающих ее от большинства других жидкостей. К таким аномалиям относятся немонотонные зависимости сжимаемости, теплоемкости, плотности. Немонотонность вызвана необычно большими вкладами структурной релаксации воды в термодинамические характеристики, обусловленными лабильностью сети водородных связей по отношению к изменению температуры или давления. Сжимаемость воды К, как и любой другой жидкости, определяется выражением [c.52]

Структура воды. Как уже указывалось, молекулы Н2О в кристаллической решетке льда связаны друг с другом водородными связями. Кристаллическая структура льда весьма далека от плотнейшей упаковки. При плотнейшей упаковке молекул Н2О лед имел бы плотность 2,0 г/см , тогда как в действительности плотность льда равна 0,9 г/см [c.156]

В работе [161] показано, что при неглубоком смещении равновесия в сторону состояния с пониженной плотностью и пониженной энтальпией есть такая область концентрации двух структур, в пределах которой увеличение второй производной объема воды соответствует уменьшению второй производной сжимаемости до нуля и меньше. На структурном уровне понижению энтальпии соответствует упрочнение водородной связи, что согласуется со спектроскопическими данными [189] и результатами машинных расчетов [166, 167]. [c.57]

Из данных, приведенных в табл. 7.2, следует, что искажение сетки водородных связей значительно сильнее в цилиндрической поре по сравнению с плоской. На рис. 7.3 приведены результаты расчета локальной плотности вдоль оси цилиндра. Как видно, при плотности т) = 0,42 система разделяется на капли. Для сплошного заполнения цилиндрической поры необходимо увеличить плотность, но и при т1 = 0,54 результаты расчета указывают на сохранение пространственной неоднородности вдоль оси ци- [c.123]

Химическое строение. Различие в химических свойствах используемых для получения мембран полимерных материалов может быть сведено к разнице в полярности молекул и их размеров. Полярность, которая с физической точки зрения характеризует неравномерность распределения электронных облаков, на химическом уровне количественно описывается такими показателями, как плотность заряда, дипольный момент и способность к образованию водородной связи. Хотя ионы и можно классифицировать как крайний случай полярных частиц, наиболее часто на практике их рассматривают отдельно. [c.65]

Интересно, что такое расположение очень далеко от наиболее плотной укладки молекул. В последнем случае, если укладывать шары радиусом 1,38 A, то мольный объем льда мог бы равняться мл, в то время как в действительности он равен 9,6 мл, т. е. примерно в два раза больше. Это происходит потому, что при раз-мешении молекул в более плотной структуре ие могла бы сохраниться такая их взаимная ориентация, которая отвечает тетраэдрическому распределению четырех связей кислородного атома и которая необходима для возникновения водородной связи. Искажение же валентных углов требует затраты значительного количества энергии. Всем этим объясняется рыхлая структура льда и тот факт, что плотность льда меньше, чем плотность жидкой воды. [c.140]

Было обнаружено, что вода и некоторые другие полярные жидкости при конденсации насыщенных паров в щироких капиллярах образуют аномальные модификации, имеющие повыщенные вязкость и плотность и т. д. по сравнению с обычными жидкостями [164, 58, 165]. Авторы объясняют эти явления образованием структуры на основе водородных связей. [c.69]

Ответ. Для этого случая алхимическое правило "подобное растворяется в подобном" несправедливо целлюлоза способна лишь ограниченно набухать в воде. Это определено в основном следующими факторами относительной жесткостью макромолекул целлюлозы высокой плотностью когезии как воды, так и целлюлозы, обусловленной интенсивными водородными связями. [c.293]

Канальные соединения включения. Молекулярные соединения мочевины и тиомочевины с углеводородами в отличие от клатратов имеют структуру, пронизанную каналами. Такое строение возникает в присутствии цепочечных молекул-гостей подходящего размера, вокруг которых молекулы вещества-хозяина могут располагаться с достаточной плотностью, соединяясь при этом друг с другом водородными связями. [c.27]

Вследствие тетраэдрического расположения водородных связей кристалл льда имеет алмазоподобную структуру типа a-ZnS и -ZnS (см. рис. 236). Поскольку водородная связь длиннее ковалентной, структура льда в отличие от ZnS довольно рыхлая и имеет много свободных полостей. Этим объясняется необычно малая плотность льда и способность образовывать так называемые клатратные соединения (стр. 285). [c.137]

При изменении агрегатного состояния скачкообразно изменяются такие свойства вещества, как плотность, теплосодержание, оптические свойства и т. д. Для воды, например, изменение энтропии при испарении составляет 109 Дж/(К-моль). Эта величина значительно выше, чем для нормальных жидкостей (- 88 Дж/(К-моль)) (разд. 22.1.1), так как при испарении воды разрушаются водородные связи между молекулами. [c.366]

Чистый пероксид водорода представляет собой прозрачную сиропообразную жидкость, имеющую плотность 1,47 г/см при 0°С. Он затвердевает при - 0,4°С и имеет нормальную температуру кипения 151°С. Такие свойства характерны для сильно полярной жидкости с прочными водородными связями, подобной воде. Концентриро- [c.303]

Электропроводность воды чрезвычайно мала. Кристаллы воды образуют решетку молекулярного типа. Давление пара при различных температурах см. табл. IV.2 Приложения. Сравнительно высокая температура кипения воды объясняется особенностями ее структуры в жидком состоянии, сильным межмолекуляриым взаимодействием, вызванным преимущественно водородными связями. Плотность большинстна растворителей с повышением температуры уменьшается, тогда как плотность воды при повышении темпера-ож0 дд увеличивается, достигает максимальной величины при 4°С (1,000 г/см ) и уменьшается прн дальпеп-и повышении температуры. Значения [c.170]

Переход лед I -> Н20(ж.) сопровождается изменением энтальпии ДЯ° = 6,0 кДж Моль ,что можно объяснить разрывом некоторых водородных связей или их деформацией (как, например, в случае льда II). I Возможно, для жидкой воды характерны оба эти процесса. Рентгено- грамма жидкой воды при 4 °С хоропю согласуется с полученной рентгено- I граммой, рассчитанной для смеси микрокристаллов льда I, льда II и льда III в соотношении 50 33 17. Описать воду можно также, предположив, что в ней окружение каждой молекулы отклоняется от окружения, суш ествующего в случае льда I (для тетраэдрически направлен- ных ненапряженных водородных связей), и приближается к окружению, свойственному льду II и льду III (четыре деформированные водородные i связи при отсутствии соседних молекул, удерживаемых водородной связью на расстоянии около 3,5 и 4,5 А, как в случае льда I и льда II) не исключено также случайное приближение к окружению, свойственному I структурам только с тремя водородными связями. Плотность жидкой [ воды промежуточная между плотностью льда I и плотностями льда II и льда III. I [c.394]

I В ряду Н1—НВг—НС1 температуры кипепия и плавления изменяются весьма закономерно (табл. 24), тогда как при переходе к НР оии резко возрастают Как уже говорилось в 47, это обусловлено ассоциацией молекул фтороводорода в результате возиик-иовения между ними водородных связей. Как показывает определение плотности пара, вблизи температуры кипения газообразный (Ьтороводород состоит из агрегатов, имеющих средний состав (НР) . При дальнейшем нагревании эти агрегаты постепенно распадаются, причем лишь около 90 °С газообразный НР состоит из простых молекул. [c.361]

Наличие атомов фтора в молекуле фторполимера придает ему ряд специфических свойств. Фторполимеры значительно более устойчивы к термоокислительному воздействию, что объясняется более высокой энергией связи С—С во фторированных полимерах. Если энергия Связи С—С в углеводородах составляет 15 кДж/моль (62,8 ккал/моль), в политетрафторэтилене она достигает 21,4 кДж/моль (90 ккал/моль). Атомы фтора имеют радиус, примерно равный половине межатомного расстояние С—С в парафинах, что приводит к экранированию связей основной цепи во фторированных углеводородах, поэтому фторполимеры устойчивы к действию кислорода и других агрессивных сред. Стойкость фторкаучуков к действию растворителей объясняется высокой плотностью энергии когезии политиера, связанной с его высокой полярностью и наличием в нем водородных связей. Плотность энергии когезии фторкаучука составляет 400 Дж/см (95 кал/см ). [c.389]

Если считать, что в реакции замещения водорода металлом в первую очередь происходит атака карбаниона по углерод-водородной связи, то можно было бы ожидать, что сравнительная скорость ее в различные положения должна была бы контролироваться сравнительными плотностями электронов в тех положениях кольца, в которых находятся атакуемые атомы водорода. Представляется невероятным, чтобы существовал какой-либо механизм изменения этих плотностей электронов, в котором резонанс играл бы какую-либо роль. Отсюда следует, что сравнительные плотности электронов должны определяться в первую очередь индуктивным влиянием заместителя. Исходя из этого полон<ения, электронные плотности в моноалкилбензолах должны быть наиболее высокими в о-положении и должны уменьшаться в ж- и п-псложениях в указанном порядке. Из этих данных следует, что замещение в о-положе- [c.474]

Причиной молекулярной ассоциации в водных растворах и многих жидкостях часто является возникновение водородной связи между соприкасающимися полярными частями молекул, содержащих, например, гидроксильные группы (см. стр. 164). Такая ассоциация проявляется также и при адсорбции на адсорбентах, содержащих на поверхности гидроксильные группы, например при адсорбции воды, спиртов, аммиака, аминов и т. п. на поверхностях гидроокисей, т. е. на гидроксплированных поверхностях силикагелей, алюмогелен, алюмосил икатных катализаторов и т. п. адсорбентов. Поверхность силикагеля покрыта гидроксильными группами, связанными с атомами кремния кремнекислородного остова. Вследствие того что электронная -оболочка атома кремния не заполнена, распределение электронной плотности в гидроксильных группах поверхности кремнезема таково, что отрицательный заряд сильно смеш.ен к атому кислорода, так что образуется диполь с центром положительного заряда у атома водорода, размеры которого невелики. Часто молекулы адсорбата, обладающие резко смеш,енной к периферии электронной плотностью или неподеленными электронными парами (например, атомы кислорода в молекулах воды, спиртов или эфиров), образуют дополнительно к рассмотренным выше взаимодействиям водородные [c.496]

При нагревании воды продолжается разрыв водородных связей, что приводит к уменьшению объема воды и повышению ее плотности. В интервале температур от О до 4 "С этот эффект преобладает над тепловьи. г pa ninpeiMieM, так что плотность БОДЫ продолжает возрастать. Однако нри нагревании вЕЛ[не 4 °С преобладает влияние усиления тен-лопого движения мплекудг и плотность поды уменьшается. Поэтому при 4 °С вода обладает максимальной п,/ютностью. [c.208]

В результате проведенного выше анализа данных по плотности прочно связанной воды можно сделать вывод, что высокая энергия взаимодействия ее молекул с активными центрами гидрофильной поверхности и, как следствие, друг с другом еще не предопределяет повышенной по сравнению с объемной плотности связанной воды. Поверхность навязывает адсорбционным слоям структуру, зависящую от топографии и природы активных центров, т. е. в определенном смысле оказывает разу-порядочивающее действие на связываемую воду. Конечно, подвижность адсорбированных на гидрофильных поверхностях молекул воды, как это следует из анализа изменений энтропии при адсорбции [85] и данных ЯМР (см., например, [86]), намного ниже, чем в жидкой воде. Но приспособление адсорбционного водного слоя к топографии активных центров приводит к нарушению в нем целостности сетки межмолекулярных водородных связей в ИК-спектрах сорбированной воды полосы валентных колебаний слабо нагруженных ОН-групп воды существенно выше, чем в жидкой воде [66]. [c.35]

Согласно Пешли, гидратные (точнее, структурные) силы могут возникать как на гидрофильных поверхностях с гидратированными полярными или ионными группами, так и на поверхностях, которые вначале не являются гидрофильными, но могут изменяться при адсорбции гидратированных форм и вести себя как гидрофильные ( вторичная гидратация ) [121]. В основе теории гидратных сил лежит положение о поверхностной адсорбции гидратированных ионов. Анализ явления показывает, что действие гидратных сил определяется не только плотностью адсорбированных катионов, но и изменением свободной энергии, связанным с замещением катионом иона Н3О+. Силы гидратации проявляются в достаточно концентрированных растворах (более 10 моль/л), и их величина определяется положением ионов в лиотропном ряду. Этот механизм, согласно которому взаимодействие гидратированных катионов приводит к возникновению сил отталкивания между поверхностями с достаточно высокой плотностью поверхностного заряда и слабой способностью к образованию водородных связей, может объяснить высокие пороговые концентрации, необходимые для коагуляции амфотерных частиц латекса полистирола [501] и золя SIO2 [502]. [c.173]

Изменение устойчивости ири изменении кислотности среды и незначительном изменении ионной силы может быть объяснено влиянием pH на свойства поверхности ЗЮг и, вследствие этого, на свойства и протяженность ГС. При щелочных pH образование ГС может быть связано с ориентацией диполей воды иод действием сильного электрического иоля поверхности частиц ЗЮг (л Ю В/см). Следует отметить, что при pH = 9- 11 существенную роль в устойчивости частиц кварца могут также играть поверхностные гелеобразные слои иоликремниевых кислот. При pH = 2 наблюдаемая устойчивость системы может быть обусловлена ориентацией молекул воды за счет водородных связей, возникающих около незаряженной поверхности, несущей недиссоциированные силанольные группы [502, 503, 508]. Таким образом, для золя ЗЮ2 в случае как незаряженной, так и высокозаряженной поверхности частиц возможно образование достаточно толстых и прочных ГС, что обусловливает высокую агрегативную устойчивость системы. В промежуточной области (рН = Зч-6), где с одной стороны, часть силанольных групп уже диссоциирована, а с другой стороны, плотность фиксированного заряда еще недостаточно велика, развитие ГС является минимальным. [c.175]

ЛИШЬ около 30% имеюшихся в нем водородных связей. Жидкая вода не состоит из изолированных, несвязанных между собой молекул напротив, она содержит области, или кластеры, молекул, связанных водородными связями. Таким образом, в жидкой воде частично сохраняется структура водородных связей кристаллического льда. По мере повышения температуры кластеры разрушаются, и объем жидкости продолжает уменьшаться. Но при дальнейшем повышении температуры начинает сказываться тепловое расширение. Поэтому жидкая вода имеет минимальный молекулярный объем, т.е, максимальную плотность, при 4°С. [c.621]

Ассоциация молекул и структура жидкостей и твердых тел. Молекулы таких жидкостей, как НР, вода и спирты, могут при образовании водородных связей выступать как акцепторы и доноры электронного заряда одновременно. В результате этого образуются димеры (НР)з, (Н.,0)2, (СНзОН)2, трнмеры, тетрамеры и т. д., пока тепловое движение не разрушит образовавшегося кольца или цепочки молекул. Когда тепловое движение понижено, через водородные связи создается кристаллическая 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 докорные 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 (ближний порядок). Эта структура делает воду уникальным по свойствам растворителем. Ассоциация через водородные связи приводит к аномально высоким значениям диэлектрической проницаемости таких жидкостей, как НС , НзО, метанол и др. Водородные связи типа —СО...Н—N1 — [c.139]

Лекция 7. Основные положения метода молекулярных орбиталей (МО). Энергетические диаграммы распределения электронной плотности в молекулах. Применение метода МО к молекулам, образованным из атомов элементов первого и второго периодов. Объяснение магнитных свойств и возможности существования двухатомных частиц с помощью метода МО. Лекция 6. Межмолекулярное взаимодействие. Природа межмолекулярных сил. Ориентационное, индуктивное, дисперсионное взаимодействие. Водородная связь. Влияние водородной связи на свойства вешества. Конденсированное состояние вещества. Кристаллическое состояние. Кристаллографические классы и втя системы.. Ьоморфизм и полимор( )Изм. Ионная, атомная и молеклярная, металлическая и кристаллическая рещетки. [c.179]

При низких температурах эмульгирующие свойства многих протеинов уменьшались вследствие необратимой агрегации (Боросихино и др., 1961). Кроме того, плотность адсорбционного протеинового слоя вокруг шариков будет снижаться (в результате увеличения поверхности) при превращении в лед воды, связанной водородными связями с адсорбционным слоем. [c.127]

Температуры кипения и плотности ддя одинаковых алкильных производных возрастают от фторидов к иодцдам. Бром-, иод-, полихлор-алкилпроизводные и арилгалогениды тяжелее воды (табл. 8.1). Хотя органические галогениды - полярные соедашения, они практически нерастворимы в воде (очевидно, из-за того, что не образуют водородные связи), но растворимы в органических растворителях. [c.187]

Молекулы этих растворителей способствуют диссоциации алкилгалогенида на ионы, гак как они способны со.льватировать не только имеющую недостаток электронной плотности алкильную группу, но и атом галогена, на котором сосредоточивается избыточная электронная плотность, образуя с ним водородные связи. Происходящая при этом сольватация нуклеофильного реагента, вызывающая уменьи ение его нуклеофильной силы, не влияет на скорость реакции, так как обра. зовавшийся карбокатион немедленно реагирует с веществами, обладающими даже незначительной нуклеофильной реакционной способностью. [c.130]

В ИК-спектре натрийацетоуксусного эфира (в отличие от спектра ацетоуксусного эфира) в области поглощения карбонильной группы имеется только одна полоса (1662 см -), которую нельзя отнести к полосам поглощения ни кетонной группы, ни группы со сложноэфирной группировки, ни группы со, сопряженной со связью С = С, ни группы СО, связанной внутримолекулярной водородной связью. Поэтому можно утверждать, что аниону ацетоуксусного эфира отвечает единственная ст-руктура (92) с рассредоточенной избыточной электронной плотностью, а не какая-либо из структур (93) и (94) или равновесная смесь их обеих. [c.243]

Молекулы некоторых веществ, помимо ненаправленных ван-дер-ваальсовских связей, могут соединяться также водородными связями, которые обладают определенной направленностьто в пространстве и являются связями промел уточного типа между межмолекулярными и межатомными связями. Это приводит к очень существенному осложнению процесса отвердевания молекулы соединяются в зависимости от количества водородных связей, приходящихся на одну молекулу, в цепи, сетки или пространственные каркасы, что исключает плотнейшую упаковку молекул, но не кристаллизацию вещества. Получаются более рыхлые структуры, чем при кристаллизации под действием только ненаправленных связей. Если при этом присутствуют подходящие по величине посторонние молекулы, то они включаются в структуру, размещаясь между цепями, сетками или в полостях каркаса, и образуются соединения включения (см. ниже), которые имеют довольно высокую плотность. [c.21]

Известно, что вода — сильно структурированная жидкость. Существующие модели жидкой воды признают наличие в ней ближнего порядка — участков, имеющих льдоподобную ажурную тетраэдрическую структуру (кластеров), в которых молекулы воды соединены водородными связями. Кластеры находятся в равновесии с несвязанными молекулами воды, заполняющими области неплотной упаковки внутри структуры воды. Вода, связанная в кластерах, имеет меньшую энергию и энтропию, чем свободная, так как образование водородных связей сопровождается выделением тепла и возрастанием упорядоченности в системе. Структурированная вода обладает также меньшей плотностью и трансляционной подщжност1>ю, большей теплоемкостью. Несвязанная вода имеет большую плотность, но лишена упорядоченности. [c.51]