Ван-дер-Ваальса плоскости

Однако имеются определенные затруднения при использовании этого способа классификации. Так, в ряде кристаллов реализуется больше чем один тип связи как между соседними частицами в узлах решетки, так и в структуре самих частиц. Например, в кристалле графита атомы углерода в каждой плоскости связаны друг с другом ковалентными связями, а между плоскостями действуют силы Ван-дер-Ваальса. Сульфат натрия — ионный кристалл, однако в ионах 50/ действуют ковалентные силы. Тем не менее с определенным приближением большинство кристаллов можно отнести к одному из следующих четырех типов согласно реализуемым в них химическим [c.73]

Черный фосфор получают из белого при нагревании его до 200 °С под высоким давлением (свыше 12-10 кПа). По внешнему виду он напоминает графит, жирен на ош,упь, тяжелее других модификаций (плотность 2,7 г/см ), является полупроводником, воспламеняется при 490 °С, В химическом отношении он очень инертен. Пластичность и инертность черного фосфора обусловлены тем, что он имеет атомную пространственную кристаллическую решетку слоистого строения. Кристалл состоит из параллельных плоскостей, слабо связанных силами Ван-дер-Ваальса расстояние между слоями 0,324 нм [c.357]

Все эти изменения являются результатом возникновения контактов между двумя глинистыми минералами, наглядно демонстрируя основную закономерность образования их коагуляционных структур, которая может быть сформулирована следующим образом. При соударениях глинистых частичек в пространственный каркас силами Ван-дер-Ваальса — Лондона связываются наиболее эффективные в данных условиях контактные участки, т. е. происходит избирательное образование контактов. Ими могут быть наиболее прочные контакты типов угол — угол, ребро — ребро и их производные, максимально вытесняющие водную прослойку из зазора, если устойчивость суспензии зависит от прочности ее структуры, или наиболее эластичные, когда силы взаимодействия связывают между собой плоскости и грани кристалликов через более толстые гидратные оболочки, если устойчивость суспензии определяется ее эластическими свойствами. [c.25]

Слоистая структура графита обусловливает легкое расслаивание его на отдельные чешуйки (слабые силы Ван-дер-Ваальса между плоскостями), что определяет его смазочные свойства и применение в карандашах. Не-локализованные я-связи обусловливают большую электрическую проводимость графита вдоль плоскостей и черный цвет. Благодаря малой химической активности, тугоплавкости и хорошей проводимости графит широко используют в качестве анодов в электролизных ваннах, в частности при получении алюминия. Из него готовят огнеупорные тигли. В графитовых лодочках осуществляют [c.360]

В базисной плоскости соседние атомы углерода удерживаются химическими связями, а сами плоскости образуют кристаллиты, связанные силами Ван-дер-Ваальса. Такая структура обусловливает анизотропию свойств графита. Электропроводность, сжимаемость-, тепловые свойства, способность к взаимодействию с различными химическими реагентами и другие свойства значительно зависят от направления воздействия на слои графита. [c.215]

На основе данных ПМР-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа была предложена модель гипотетической надмолекулярной структуры асфальтенов, в которой базисные плоскости связаны между собой метиленовыми цепочками (рис. 1). Такие структуры асфальтенов характерны для нефтяных систем, подвергнутых термоокислительной и термической конденсации (соответственно производство битумов и пеков). При осуществлении физических процессов (например, деасфальтизация нефтяных остатков) могут также образоваться надмолекулярные структуры, аналогичные изображенным на рис. 1, но в таких структурах базисные плоскости связаны между собой силами Ван-дер-Ваальса (образуются ассоциаты). [c.30]

По мнению большинства исследователей, в ячейке целлюлозы I межмолекулярные Н-связи действуют только в параллельных плоскостях, соответствующих углу рассеяния 20 = 22,6°, образуя слоистую решетку. Между слоями действуют лишь силы Ван-дер-Ваальса кроме того, допускается образование слабых Н-связей между центральной и угловыми цепями. [c.249]

Мы видели, что кристаллическая структура алмаза определяется в значительной степени тетраэдрической гибридизацией орбиталей sp это подтверждается тем, что межатомное расстояние в алмазе 1,54 А почти такое же, как в молекуле этана и в более тяжелых углеводородах. Естественно связать тригональную гибридизацию, рассмотренную в гл. 9 для ароматических молекул, со структурой графита. Действительно, строение графита (рис. 11.5), где каждый слой образован из шестиугольников, сильно напоминает высокомолекулярные ароматические соединения. Расстояние между соседними плоскостями слоев, равное 3,35 А, настолько велико, что может быть объяснено лишь действием сил Ван-дер-Ваальса. В каждой из плоскостей имеется набор локализованных а-связей, образованных тригонально гибридизованными sp -орбиталями остальные электроны (которые мы называли подвижными при рассмотрении бензола в гл. 9) занимают МО типа двойных баллонов , простирающихся на всю плоскость. Такая структура еще ближе к металлической структуре. Действительно, графит проявляет небольшую электропроводность вдоль своих базисных плоскостей, но не поперек их. Точные расчеты показывают, что порядок связи С—С равен [c.329]

Связь между атомами углерода в одном и том же слое является ковалентной, т. е. сильной связь же между соседними слоями — типа связей Ван-дер-Ваальса, следовательно, слабая. Исходя из этого замечания, можно сделать вывод, что базисная плоскость — главная плоскость сдвига. Итак, сдвиг должен происходить между соседними плоскостями с. Действительно, при этом происходит разрыв не ковалентных связей С—С, а только слабой связи между слоями. Именно поэтому плоскость с является также плоскостью расслоения. [c.12]

По-видимому, наиболее простой пример — это твердое тело, атомы которого связаны силами Ван-дер-Ваальса, т. е. твердое тело, подобное инертному газу в твердом состоянии. Поверхностную энергию для него можно рассчитать простым суммированием взаимодействий между атомами вблизи поверхности, принимая, что взаимодействие двух атомов, находящихся на расстоянии г, складывается из сил отталкивания, пропорциональных и сил притяжения, пропорциональных V/- [см. уравнение (1.1)]. Величину поверхностной энергии можно определить из расчета энергии, необходимой для разделения твердого тела плоскостью на две части. Смещение атомов на вновь образовавшихся поверхностях в новые положения, соответствующие минимуму энергии, лишь незначительно снижает поверхностную энергию. Так же просто можно определить поверхностную энергию ковалентного кристалла, подсчитывая число связей, которые необходимо разорвать на данной кристаллической плоскости для образования 1 см новой поверхности и энергии которых можно определить по теплоте образования твердого тела. [c.180]

Тенфу [155], подтвердив методом рентгеноструктурного анализа сложность строения молекул асфальтенов, показал, что в ас-социироваином состоянии их пространственная структура напоминает структуру кристаллитов углерода, по в отличие от иих, ассоциаты, имеют слабые энергпи связи тина Ван-дер-Ваальса. По его мнению, 5—6 молекул асфальтенов могут образовывать пачку со следующими размерами диаметр ассоциата La = S,5—15 А, толщина L =16—20 А. Базисные плоскости асфальтенов, образованные конденсированными ароматическими ядрами, распо.поже-ны беспорядочно, на расстоянии d = 3,55—3,70 А друг от друга. [c.30]

Представляет интерес проверить, остается ли этот вывод справедливым в 0т 10шени>и других типов адсорбционных нро-цеееов, рассмотренных в ра.зделе V. В случае неполярных сил Ваи-дер-Ваальса, описанных в разделе У,2, этот вывод в принципе сохраняется. Уголь, действующий в основном как проводя-Ш.НЙ адсорбент, по самой своей природе обладает в пределах молекулярных размеров довольно плоской адсорбирующей поверхностью [41 б]. Однако между свойствами базисных плоскостей и граней гексагональных призм структуры графита имеется значительное различие, вследетвие чего поверхность обычного угля не обладает достаточной однородностью, чтобы на ней могла наблюдаться ступенчатая физическая адсорбция. Но если уголь графитизировать при очень высоких температурах, то можно изготовить адсорбент с однородной поверхностью, о чем свидетельствуют ступенчатые изотермы адсорбции, наблюдавшиеся при адсорбции криптона на графитизированной саже [99]. [c.67]

Активные центры оказывают значительно меньшее влияние на силы, действующие между ионами и поверхностями металлов, которые были рассмотрены в разделе У,3. Центры, активные по отношению к неполярным силам Ван-дер-Ваальса, в данном случае не являются активными. Согласно упрощенной схеме, описанной в разделе У,3, при одной и той же величине равновесного расстояния все кристаллографические плоскости должны притягивать адсорбируемые частицы с одинаковой си-ло11. Однако в дейетвительноети расстояние Го не остается всегда постоянным имеются также и другие менее существенные различия, и можно ожидать, что реальные поверхности будут неоднородны также по отношению к этим адсорбционным силам, хотя и в значительно меньшей степени, чем по отношению к неполярным силам Ван-дер-Ваальса. [c.67]

Как мы видели в разделе VI, 2, физическая адсорбция обычных газов на ионных поверхностях происходит вследствие совместного действия сил Ван-дер-Ваальса и поляризации молекул электрическими полями поверхности. Активные центры (раздел V, 12) оказывают влияние на оба эти эффекта. Поэтому реальные неоднородные поверхности ионных адсорбентов, состоящие из различных кристаллографических граней, межкристаллитных границ, ребер, вака.нтных мест и других типов активных участков, будут практически во всех случаях адсорбировать первые молекулы с относительно большой теплотой адсорбции. С увеличением степени заполнения теплота адсорбции будет заметно уменьшаться [177]. Крофорд и Томпкинс [178] при изучении адсорбции сернистого газа, двуокиси углерода и других газов на фтористом кальции и фтористом барии нашли, что теплоты адсорбции уменьшаются с увеличением количества адсорбированного газа. Они приписывают этот эффект неоднородности исследованных поверхностей, а также наличию различных кристаллографических плоскостей. [c.112]

Полученный таким образом нитрид бора представляет собой белый, похожий на тальк поронлок. Его часто называют белым графитом . Во-первых, его кристаллохнмическое строение аналогично таковому графита. Атомы бора и азота связаны между собой 5/ -гибрндными связями. Кроме того, в плоскости слоев осуществляется дополнительное я-связывание за счет пустой р-орбитали атома бора и неподеленной электронной пары атома азота. Отдельные слои между собой связаны слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Во-вторых, белый графит обладает высокой огнеупорностью t . - 3000 °С), химически инертен даже при высоких температурах, расслаивается на чешуйки, как графит. [c.144]

Графит — устойчивая при нормальных условиях аллотропная форма углерода. Он имеет серо-черный цвет и металлический блеск, кажется жирным на ощупь, очень мягок, оставляет черные следы на бумаге. Графит хорошо проводит теплоту и электрический ток, но его свойства резко анизотропны. Кристаллохимическое строение графита существенно отличается от структуры алмаза. Он имеет гексагональную структуру (рис. 144). Атомы углерода в графите расположены отдельными слоями, образованными из плоских шестиугольников. Каждый атом углерода на плоскости окружен тремя соседями ( р -гибридизация), расположенными вокруг него в виде правильного треугольника на расстоянии 0,412 нм. А расстояние между ближайшими атомами соседних слоев равно 0,340 нм и более чем в два раза превышает кратчайшее расстояние м ду атомами углерода в плоском слое. Поэтому графит имеет меньшую плотность по сравнению с алмазом, легко расщепляется на тонкие чешуйки. Химическая связь между атомами углерода внутри слоя имеет ковалентный характер с ярко выраженной склонностью к металлизации. Последняя обусловлена возникновением делокализованных 5Гр.р-связей в пределах шестиугольников (как в молекуле бензола) и всего макрослоя. Этим и объясняются хорошая электрическая проводимость и металлический блеск графита. Углеродные атомы различных слоев связаны слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Преимущественно ковалентная связь между атомами углерода внутри слоя сближает графит с алмазом и тот и другой необычайно тугоплавки и обладают малой упругостью паров при нагревании. [c.359]

Для монокристалла графита характерна вьюокая анизотропия прочности. Высокая прочность в базисной плоскости предопределяется сильными ковалентными связями между атомами. Связь между плоскостями, обеспечиваемая силами Ван-дер-Ваальса, очень слаба. Пирографит марки УПВ-1 иллюстрирует анизотропию прочностных свойств относительно плоскости осаждения — параллельно и перпендикулярно к ней [38] [c.57]

Для упорядочения и прочного связывания целлюлозных цепей в кристаллической решетке важным фактором являются Н-связи. Показанное на рис. 4.7 предполагаемое с учетом ван-дер-ваальсо-вых радиусов атомов расположение двух цепей (плоскость 002) с водородными связями между О3 и Об (внутримолекулярными) и между Об и Оз (межмолекулярными) согласуется с данными Лианга и Марчессолта [П9]. В этом случае возможно образование еще одного Н-мостика с соседней плоскостью 002 ОН-группой у [c.70]

Се (Об. О4). Группа СН2ОН—единственная группа, способная к вращению и связыванию двух плоскостей 002. На рис. 4.17 показана плотная упаковка молекул целлюлозы в кристаллической решетке. В этой модели ОН-группы у С2 не связаны. Это находится в противоречии с данными Манна и Маринена [129], указывающими на то, что в целлюлозе все ОН-группы связаны Н-свя-зями. Другие авторы предполагают существование второй внутримолекулярной связи (Об. . . Оз), из чего вытекает невозможность существования Н-связей с цепями соседних плоскостей 002 [52, 172, 173]. В таком случае связь этих плоскостей должна осуществляться силами Ван-дер-Ваальса. Высказывают мнение [161] и о другом возможном варианте — существовании внутримолекулярной связи О1. . . О2. Тогда ОН у Се окажется свободным для образования Н-связей в двух направлениях. Однако в такой системе пиранозные кольца должны подвергнуться чрезмерной деформации, которая отрицательно повлияла бы на устойчивость всей системы. [c.70]

Использовав результаты, полученные Кортевегом, и его метод, Ван-дер-Ваальс и его ученики исследовали различные виды поверхностей F—V—N. Эти исследования описаны в книге Ван-дер-Ваальса и Констамма и Г. А. Лоренца . Авторы расс.мотрелн кривые, образующиеся при сечении поверхности плоскостями F—V F—N и V—N. Известно, что для двойной системы [c.81]

Аномальная склонность к изомерным превращениям 1,8-дизамещен-ных производных нафталина обусловлена, несомненно, пространственным взаимодействием заместителей, занимающих лери-положения. Рассмотрим, например, молекулу 1,8-дихлорнафталина. Ван-дер-ваальсов радиус атома хлора равен 1,80А [8]. Следовательно, сближение двух валентно не связанных атомов хлора на расстояние меньше 3,6А будет сопровождаться возникновением между ними сил отталкивания. Расстояние же С]—Сз в молекуле нафталина, вычисленное на основании данных рентгеноструктурного анализа [8], составляет всего 2,5А. Таким образом, реализации идеальной структуры 1,8-дихлорнафталина, характеризующейся нормальными величинами валентных углов и длин связей, должно препятствовать взаимное отталкивание двух атомов хлора. Поэтому строение молекулы 1,8-дихлорнафталина, несомненно, отличается от идеальной структуры. Это отличие выражается, по-видимому, в разведении атомов хлора в плоскости нафталинового кольца и в выходе их из нее. Степень подобного искажения структуры определяется условием минимума энергии напряжения, учитывающей затрату энергии на сжатие Ван-дер-ваальсовых сфер валентно не связанных атомов и на [c.100]

Есть две трудности, возникающие при использовании этого способа классификации. Во-первых, любая связь, как было показано, редко принадлежит к одному типу. Мы можем считать ее ковалентной, но она будет иметь в некоторой степени и ионный характер и наоборот. Вторая трудность обусловлена тем, что в кристалле обычно действуют одновременно два или даже более типа сил. Например, ЫазЗО можно рассматривать как ионный кристалл, однако тип связи в сульфат ионе безусловно носит ковалентный характер. В графите углеродные атомы в каждой плоскости связаны друг с другом ковалентными связями, а плоскости удерживаются одна с другой силами Ван-дер-Ваальса. [c.260]

Слои связаны слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Расстояния между атомами (в A) 3,156 (In—In) 2,505 (In—Se) и 4,168 (Se—Se). При этом расстояние In—Se меньше суммы атомных (2,785 A) или ионных (2,855 A) радиусов элементов и близко сумме тетраэдрических ковалентных радиусов (2,306 A). Это указывает на сходство взаимодействия индия и селена в InSe и атомов в структуре типа структуры GaS, обладающей явно выраженной тетраэдрической координацией [65, 67]. Из-за слоистости структуры и слабых связей слоев кристаллы InSe необычайно легко расщепляются по плоскости спайности на очень тонкие слои, что также может указывать на наличие значительны доли ионной связи в соединениях этого типа. Кристаллы InSe обладают сильной анизотропией свойств. [c.105]

Уменьшение с повышением температуры интенсивности монохроматических рентгеновских лучей, отраженных плоскостью атомов в кристалле, удовлетворительно объясняется увеличением амплитуды колебаний атомов вокруг их средних положений. Имеется также возможность восприятия группами атомов энергии вращения nepBiJM результатом этого являются малые колебания, а затем свободное вращение вокруг одной или нескольких осей. В случае водорода вероятно, что молекулы вращаются в твердом теле даже при абсолютном нуле в других кристаллах вращение имеет место только при более высоких температурах. Возможность свободного враще1шя определяется относительной величиной потенциальной энергии молекулы при различн()1х ориентациях, причем такая возможность более вероятна в кристаллах, содержащих высокосимметричные молекулы или ионы с малым моменто.м инерции в частности, возможность свободного вращения вероятна в простых молекулярных кристаллах, в которых молекулы взаимно удерживаются относительно слабыми ненаправленными силами ван-дер-Ваальса. [c.191]

Механизм адсорбции может быть связан не только с действием сил Ван-дер-Ваальса. На поверхности ионных кристаллов центрам адсорбции соответствуют большие значения электрического поля. Например, прй адсорбции к )иптона на плоскости (100) КС1 молекулы К взаимодействуют с ионами К . Обозначая F среднее значение электрического поля, а а коэффициент поляризации Кг, можно вывести уравнение для определения энергии при устойчивом состоянии системы [c.76]

В качестве гипотетического случая предположим, что одно-атомньп газ А адсорбируется на плоскости 100 простой кубической решетки твердого тела В. Если действуют только силы Ван-дер-Ваальса, то потенциальная энергия взаимодействия между атомом А и атомом В как функция расстояния г между этими атомами в хорошем приближении равна [2] [c.278]

Для графита характерна резонансная структура, которая создает возможность установления как трех, так и четырех валентных связей между атомами углерода в кристаллической решетке. Каждый атом углерода соединен с ближайшими соседними атомами при помощи ст-связей типа зр . Прочность этих связей выше, чем у обычной ковалентной С—С связи, благодаря взаимодействию между свободными электронами, ассоциирующимися с орбитами 2Р атомов углерода, расположенных внутри одной плоскости. Именно эта дополнительная связь обеспечивает высокую термическую стабильность графита и порождает л-электроны, которые повышают его электрически и магнитные свойства. Отдельные кристаллические слои, по всей вероятности, связаны между собой главным образом силами Ван-дер-Ваальса, которые значительно слабее внутриплоско-стных сил. Между плоскостями могут проникать молекулы, образующие так называемые междуслойные соединения, которые позднее будут рассмотрены более подробно. [c.66]

Существенные различия между графитом и нитридом бора можно объяснить их различной электронной структурой. Между основными кристаллографическими плоскостями решетки графита имеется очень активное электронное облако. В вакууме наличие свободных электронов повышает прочность связи между плоскостями в присутствии же некоторых газов, молекулы которых взаимодействуют с я-электронами, связь между смежными плоскостями в кристаллах графита ослабевает. В нитриде бора свободных электронов нет, поэтому реакция между бором и кислородом возможна только при высоких температурах. В нитриде бора все электроны, за исключением -электронной пары азота, расходуются на усиление связей между кристаллическими плоскостями. Остаточные электронные пары усиливают связь между ними. Однако согласна Роуэ [3], азот может образовывать органические комплексы, которые разрывают связи между указанными парами электронов. При этом между плоскостями будут действовать лишь слабые силы связи Ван-дер-Ваальса. [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология