Реакции ионов с дипольными молекулами

Лейдлер и Эйринг применили теорию скоростей реакций между дипольными молекулами к кислотному и щелочному гидролизу сложных эфиров, аргументировав это тем, что с точки зрения влияния растворителя гидролиз эфира следует рассматривать как реакцию между дипольными молекулами эфира и воды. Они утверждают, что, если бы здесь имела место реакция между ионами и нейтральной молекулой, следовало бы ожидать, что скорость реакции будет уменьшаться в ионизирующих растворителях. Они приводят опубликованные данные [14, 15], показывающие, что как кислотный, так и щелочной гидролиз ускоряются такими растворителями. [c.70]

Сольватация в первом приближении может рассматриваться как результат ориентирующего и поляризующего действия электростатического поля иона или диполя на молекулы растворителя.Предложено несколько соотношений, связывающих константы скорости реакций ионов или дипольных молекул с диэлектрической постоянной растворителя, величина которой связана с макроскопической поляризуемостью растворителя. [c.119]

Реакции ионов с дипольными молекулами [c.99]

Гидролиз солей. Реакция химического (обменного) взаимодействия растворенного вещества с растворителем носит общее название сольволиза. В том случае, когда растворителем является вода, мы говорим о гидролизе. Здесь мы встречаемся с обширной областью явлений, когда межчастичные взаимодействия адгезионного (стр. 99) или ионо-дипольного (стр. 80 ) характера переходят в химическое, сопровождающееся химическим изменением молекул воды. [c.214]

Гейровский и Илькович образование максимума первого рода объясняют адсорбцией ионов на поверхности ртутной капли. При наложении потенциала у поверхности ртутной капли образуется неоднородное электрическое поле, которое способствует адсорбции ионов и дипольных молекул воды. Так как в самом начале электролиза скорость адсорбции превышает скорость разряда ионов, то на поверхности капли создается избыточная концентрация деполяризатора и при достижении потенциала электрохимической реакции величина тока будет больше предельного. При достижении потенциала, при котором скорость разряда ионов будет выше скорости адсорбции, поверхностный слой будет обедняться электро-восстанавливающимися веществами и полярографическая кривая примет отрицательный наклон. [c.185]

Доказательства в поддержку точки зрения Снина получены для уходящих групп, несущих положительный заряд. В этом случае возникает пара катион — молекула (RX+— -R+ X) вместо ионной пары, которая образуется, если уходящая группа не заряжена. Катрицкий, ле Нобль и сотр. [55а] установили, что, если проводить такую реакцию при высоком давлении переменной величины, на графике зависимости константы скорости от давления имеется минимум. Такого рода минимум обычно указывает на изменение механизма в данном случае это служит свидетельством реализации обычного механизма Sn2 при повышенных давлениях и ион-дипольного механизма при более низких значениях давления. [c.26]

Дипольные молекулы воды — очень деятельные частицы. Их малый размер и большая напряженность электрического поля позволяют им активно вступать в разнообразные реакции. Когда, например, в водной среде растворяются кристаллы соли, дипольные молекулы воды притягиваются к ионам, находящимся на поверхности кристаллов. Энергия взаимодействия ионов и диполей воды настолько велика, что ионы, окруженные молекулами воды, покидают свои места в кристаллической решетке и уходят в водную среду. [c.245]

Наряду с образованием в гомогенном катализе промежуточных соединений определенную роль также могут играть весьма кратковременные сочетания ионов и молекул, которые обусловлены ионо-дипольным взаимодействием или образованием водородных связей. При таких взаимодействиях должна происходить поляризация молекул реагента и, как следствие этого, изменение их реакционной способности. Так, например, с современной точки зрения кислотой считается вещество, способное отщеплять протон, а основанием — вещество, присоединяющее протон. При кислотно-основном катализе кислота отдает свой протон молекуле субстрата. Это сопровождается внутримолекулярным превращением субстрата, связанным с изменением характера и расположения связей, а затем отщеплением протона от другого участка молекулы и присоединением его к сопряженному основанию. Так, например, в реакции енолизации кетонов [c.119]

Для реакции между ионом и дипольной молекулой [c.117]

Для реакции между двумя дипольными молекулами увеличение ионной силы не влияет на константу скорости реакции. [c.118]

Влияние растворителя на константу скорости реакции между ионом и дипольной молекулой выражается уравнением [c.80]

Решающее значение имеет ионизующая сила растворителя, поскольку она определяет способность растворителя растворять ионные (обычно неорганические) реагенты, используемые во многих реакциях, и способствует диссоциации органических молекул в 81 ) 1-реакциях. Ионизующая сила растворителя зависит а) от его диэлектрической проницаемости, т. е. от его способности изолировать заряды, и б) от способности сольватировать ионы вследствие образования ион-дипольных связей. [c.470]

Группой и молекулами растворителя будет обусловлено только гораздо более слабыми ион-дипольными силами. Различие во взаимодействиях между концевыми группами активированного комплекса и молекулами растворителя будет настолько большим, что приведет к изменению распределения электронной плотности между и X вдоль оси связей ---С---Х в переходном состоянии 5к2-реакции. Другими словами, в этом случае при замене одного растворителя на другой здесь будет изменяться не только энергия Гиббса, но и структура активированного комплекса. [c.217]

Многие органические реакции, например 5к2-реакции (5.17) и (5.18) (см. разд. 5.3.1), относятся к ион-дипольным взаимодействиям. Для константы скорости реакции между ионом А с зарядом Z e и нейтральной биполярной молекулой В с дипольным моментом цв, протекающей, согласно уравнению А а +В (АВ) а +D, в среде с нулевой ионной силой, Лейдлер и Эйринг [2, 251] предложили уравнение. [c.291]

Ион лития имеет по сравнению с другими ионами щелочных металлов малый радиус. Поэтому поляризующее действие Li очень велико, в то время как сам он поляризуется мало. В безводных средах для силикатов лития характерна связь Li—О—Si, обладающая высокой степенью ковалентности и по этой причине слабо поддающаяся воздействию дипольных молекул воды. Координационное число лития по кислороду обычно равно четырем, и реакция ионного обмена при взаимодействии с водой может являться лимитирующей стадией. [c.36]

Наряду с образованием таких сравнительно более устойчивых промежуточных соединений, присутствие которых может быть установлено, в гомогенном катализе (как в газах, так и в растворах) несомненно играют роль и более кратковременные сочетания ионов и молекул, вызываемые ионо-дипольным взаимодействием (см. стр. 88) или образованием водородной связи (см. стр. 86). В результате этих сочетаний может происходить поляризация участвующих частиц, изменение их способности к реакции и изменение длительности соприкосновения при столкновении. [c.337]

Зависимость т]1 от свойств среды имеет для хемилюминесценции свои особенности. При переходе от одного растворителя к другому в результате изменения сил и характера взаимодействия молекул реагентов с растворителем происходят большие или меньшие изменения конфигурации молекул реагентов и положения их энергетических уровней. Это обнаруживается, например, по изменению спектров поглош,ения молекул и проявляется в смещении полос поглощения и изменении соотношения между коэффициентами поглощения на разных длинах волн. Аналогичным изменениям подвергаются конфигурация и энергетические уровни активированного комплекса и продуктов реакции. В результате этих воздействий изменяется не только величина константы скорости элементарной реакции, что хорошо известно из кинетики, но может измениться и вероятность образования электронно-возбужденных частиц. По-видимому, наиболее сильного влияния растворителя на величину т), следует ожидать в реакциях с участием ионов или молекул, обладающих большими дипольными моментами. [c.14]

Однако, как будет показано в следующей главе, к является функцией ц и в случае реакций между ионом и дипольной молекулой. [c.33]

Влияние растворителя на скорость реакций между ионами и дипольными молекулами [c.39]

Между ионами и дипольными молекулами действуют электрические силы, которые изменяются при перенесении частиц в раствор. Характер и величина этого изменения зависят от полярных свойств растворителя и его диэлектрической проницаемости. Поэтому в выражении для скорости реакции между ионом и дипольной молекулой должен появиться зависящий от диэлектрической проницаемости электростатический член, подобный аналогичному члену в выражении для скорости реакции между ионами. Электростатические взаимодействия между попами и дипольными молекулами не столь значительны по сравнению с аналогичными взаимодействиями между ионами, поэтому они легче маскируются структурными или иными эффектами среды. Тем не менее это взаимодействие совершенно отчетливо и его следует оценить. Имеется несколько теоретических уравнений, описывающих влияние растворителя на электростатические взаимодействия и скорость реакций между ионами и дипольными молекулами. Ниже изложены некоторые из этих теорий. [c.39]

Следует сказать, что при проверке уравнения (2.50) необходимо учитывать знак иона. Этого нельзя предвидеть из электростатических соображений и, вероятно, это является следствием химических, а не электрических свойств системы. Найдено, что во многих случаях для реакций между положительно заряженными ионами и дипольными молекулами наклон зависимости п k от 1/Z) положителен в соответствии с уравнением (2.50) эти же зависимости в случае отрицательных ионов имеют отрицательный наклон опять же в соответствии с уравнением (2.50). [c.48]

Логически первая и вторая стадии эквивалентны, так как обе включают реакцию отрицательного иона с дипольной молекулой и не зависят от концентрации ацетона. Экспериментально показано, что скорость реакции действительно не зависит от концентрации ацетона [18]. Фрост и Пирсон [19] считают, что определяющей скорость реакции является вторая стадия. Механизм Нельсона и Батлера [20] удовлетворяет электростатическим требованиям, однако и.меются определенные возражения против этого механизма [19]. [c.54]

В случае реакции одновалентного иона с дипольной молекулой 2д= 1, г = 4-1> 2ц==0, ( д = 0, а 0 пренебрежимо мало. При этих условиях уравнение (2.75) приобретает вид [c.58]

Несмотря на то что силы электростатического взаимодействия между дипольными молекулами меньше по величине, нежели между ионами или между ионами и дипольными молекулами, они тем не менее значительны и должны быть учтены при любом рассмотрении факторов, определяюших скорость реакций между электрически несимметричными молекулами. Поскольку диполь-дипольные взаимодействия существуют, растворитель будет оказывать влияние на силы, с которыми молекулы действуют друг на друга, а значит от этого будет зависеть возможность сближения молекул и химического взаимодействия между ними. Это влияние определяется диэлектрической проницаемостью растворителя. В данной главе рассмотрены различные способы теоретической трактовки подобного влияния растворителя на скорости реакции между дипольными молекулами. Вследствие относительно малой величины эффекта влияние диэлектрической проницаемости на электростатику реакций между дипольными молекулами легко маскируется специфическим влиянием растворителя или структурными эффектами. Сами же по себе структурные эффекты, по-видимому, трудно или даже невозможно обнаружить. [c.67]

Еще более сложное, но не более строгое приближение было сделано Мельвин-Хьюзом [65], который при подсчете энергии ион-дипольйого взаимодействия учел эффект поляризации и силы отталкивания. Чтобы получить величину взаимодействия диполь — растворитель, была использ ована [66] модель Онзагера для диполя, окруженного оболочкой из молекул растворителя. Авторы воспользовались уравнением Пуассона для того, чтобы оценить влияние ионной оболочки на диполь. Полученные в этом случае ч )ормулы слишком сложны и вряд ли могут быть успешно применены для обработки экспериментальных результатов. Влияние ионной силы в реакциях между ионом и диполем может сказываться не только на специфических взаимодействиях. Для положительных ион-дипольных взаимодействий (0 > 90°) ориентация диполя приведет к тому, что поле иона будет уменьшать поля диполя. В результате следует ожидать, что ионная атмосфера оболочка), окружающая как свободный диполь, так и комплекс, образующийся при взаимодействии иона с диполем, будет гораздо сильнее стабилизировать свободный диполь. Это будет приводить к уменьшению скорости с увеличением ионной силы. В случае отрицательного взаимодействия увеличение ионной силы раствора вызывает увеличение скорости реакции. К сожалению, экспериментальных результатов, которые могли бы подтвердить эти выводы, до сих пор нет. Основная трудность здесь заключается в том, что до сих пор не было сделано ни одной попытки сравнить действие ионов и ионных пар в качестве реагентов [68]. Сложность модели сама по себе достаточно велика, и, по всей видимости, любое из соотношений, которое может быть выведено, сможет получить лишь качественное подтверждение. [c.459]

Способность молекул воды к реакциям присоединения играет роль при взаимодействии ее со многими веществами. Мы встречались с ней при рассмотрении различных видов связей донорно-акцепторных, ионо-дипольных, межди-польных и здесь при описании водородной связи. Все эти виды взаимодействия связаны между собой, и между типичными формами проявления этих видов связей часто можно встретить промежуточные формы, когда отнесение рассматриваемой связи к тому или. другому из этих видов является по существу условным. [c.83]

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ — взаимодействие между атомами, обусловлива-ющее образование устойчивой многоатомной системы (молекулы, радикала, молекулярного иона, комплекса, кристалла и др.). Все химические превращения сопровождаются разрушением химической связи. X. с. возникает вследствие кулоновского притяжения между ядрами и электронным зарядом, распределение которого обусловлено динамикой поведения электронов и подлежит квантовомеханическим законам. Электронный заряд многоатомной системы возникает нри обобществлении атомных электронов. Различают ионную (гетерополяр-ную, электровалентную), ковалентную (гомеополярную, атомную) и металлическую X. с. X. с. н зыз 1ЮТионной, если она возникает вследствие практически полного перехода электронов с орбитали одного атома на орбиталь другого. Например, во время реакции натрия с хлором атомы натрия теряют, а атомы хлора присоединяют по одному электрону, превращаясь в ионы Ыа+ и С1 (электронный заряд локализован на атомах). Если ионная связь возникает между ионами и полярными (дипольными) молекулами, то ее называют ионно-ди-10 8-149 [c.273]

Явление катализа протонами проще всего интерпретировать-с точки зрения электростатических взаимодействий. Действительно, основным результатом введения протона в органическую молекулу является то, что она приобретает единичный положительный заряд, и, следовательно, должны проявляться обычные электростатические эффекты. Действие этих эффектов приводит к тому, что скорость реакции протонированной молекулы с отрицательно заряженным нуклеофилом значительно возрастает, а с положительно заряженным уменьшается. В случае если нуклеофил представляет собой полярную молекулу, имеют место ион-дипольные взаимодействия. Теория-электростатических взаимодействий дает возможность количественно оценивать качественные эффекты, иллюстрируемые-схемами (4.13) — (4.18). Помимо простых электростатических Возмущений введение положительного заряда в я-электронную-систему может приводить к значительной делокализации элект- [c.63]

Это могут быть молекулы, молекула и ион, радикал и молекула, разнозарядные сольватированные ионы и т.п. Комплексы часто образуются в качестве промежуточных веществ на пути от реагентов к продуктам в сложных реакциях. Частицы в комплексах связаны силами электростатического — ион-ионного, ион-дипольного, диполь-дипольного — взаимодействия, водородными связями и др. [c.41]

Апротонные полярные растворители не способны сольватировать анионы, так как не образуют с ними водородных связей. Вместе с тем молекулы этих растворителей за счет ион-дипольных взаимодействий связывают катионы. Высвобождаюш иеся при этом анионы малого размера оказываются более сильными нуклеофилами. По этой причине в диметилформамиде, например, нуклеофильность и активность анионов в реакциях 5д,2 изменяется иначе, чем в протонных растворителях. [c.597]

Первоначально в качестве комплексных соединений рассматривали неорганические комплексы с комплексообразующим ионом металла. Однако это понятие значительно шире, так что молекулярные соединения между органическими дипольными молекулами также следует считать комплексными соединениями. Педерсен [5] исследовал пикрат анилина как пример ступенчатого образования органического молекулярного соединения. В системе неорганических комплексов М представляет собой сольватированный центральный нон и МАдг—координационно насыщенный комплексный ион. Образование комплексного иона, -надо полагать, происходит во всех возможных промежуточных ступенях, причем оно связано с отщеплением соответствующего числа молекул растворителя. Комплексные соединения, образованные ионами металла и ионами растворителя (в водных растворах — это гидроксо-комплексы) представляют исключение, так как они могут образовываться непосредственно из сольва-тированных ионов металла отщеплением ионов водорода. В связи с этим важно заметить, что для трактовки равновесия в системе и для вычисления N констант равновесия не имеет никакого значения, участвуют молекулы растворителя в реакции или нет (при условии, что активность растворителя можно считать постоянной). [c.21]

Интерпретация параметров уравнения Аррениуса. Для многих целей допустимо интерпретировать энергию активации Аррениуса на основе простых предноложений, что а) она не зависит от температуры, б) она представляет собой высоту барьера потенциальной энергии и в) эта высота определяется растяжением химических связей в молекулах реагируюш их веществ, как показано на рис. 58. В этой главе показано, что ни одно из этих допущений не является вполне точным. Значение Е реакции в принципе зависит от температуры и для некоторых реакций такое изменение можно заметить нри тщательных измерениях. Вследствие этого нельзя точно отождествлять Е с высотой барьера потенциальной энергии, несмотря на то что, по-видимому, не возникает большой ошибки, если относительные значения для данного ряда реакций при данной температуре интерпретировать как изменения потенциальной энергии. Наконец, растяжение химических связей в реагирующих молекулах является только одним из факторов, дающих вклад в Е, к которым относятся также отталкивание, десольватация, ион-дипольные взаимодействия и диффузия. В случае быстрых реакций может преобладать один из них выше было приведено много примеров, когда стадией, лимитирующей скорость, является диффузия, а также несколько примеров, где скорость лимитируется десольватацией. Исследование быстрых реакций, несомненно, позволит оценить значение этих и аналогичных энергетических факторов, которые могут давать только малый вклад в энергии активации реакций, исследуемых обычными кинетическими методами, но становятся важными, когда д относительно мала. [c.290]

В ранний период исследований для объяснения повышенных радиационных выходов предполагалось, что в радиационно-химических реакциях значительную роль играют ионные кластеры, т. е. ионы, окруженные нейтральными молекулами, удерживаемыми вблизи иона ион-дипольными силами. Несмотря на то, что в газах действительно были обнаружены такие ионные кластеры [971], образование которых особенно ярко выражено в случае молекул с постоянным дипольным моментом, их влияние на направление и выход продуктов радиационно-химических реакций, по-видимому, мало. Это срязано, прежде всего, с тем, что, как теперь хорошо известно, экзотермические бимолекулярные ионно-молекулярные реакции [c.374]

В табл. 1 приведены также дипольные моменты молекул растворителей, так как их полярность должна благоприятствовать возникновению указанных комплексов вследствие дипольного взаимодействия. Кроме того, дипольные молекулы растворителя участвуют в сольватации, за счет эисргии которой облегчен разрыв молекулы на ионы. Участие раство рителя в обменных реакциях выявляется отчет.пиво при катализе ионами (например, нонами СзН О"), которые лишены дейтерия. [c.221]

Уравнение скорости реакции между ионами и дипольными молекулами было выведено также Амисом и Джаффё [6]. При выводе своего уравнения Амис и Джаффё сначала получают выражение для потенциала вблизи некоторой дипольной молекулы. Если пренебречь взаимодействием между диполями, дифференциальное уравнение для г о оказывается точно таким же, как и для потенциала вблизи иона, за исключением граничных условий на поверхности молекулы. Пусть — количество ионов г-го типа в одном кубическом сантиметре, а Z — валентность иона. Дифференциальное уравнение для потенциала, так же как и для потенциала вблизи нона, имеет вид [c.42]

И если получится прямая линия (из тангенса угла наклона которой получается разумное значение, и ), то можно считать, что теория согласуется с экспериментом. Кинлан и Амис [13] объединяют простое выражение (2.59) для зависимости скорости реакции между ионом и дипольной молекулой от диэлектрической проницаемости с уравнением (2.45) и получают [c.52]

С электростатической точки зрения в реакции диацетоиового спирта с ионом гидроксила определяющая скорость стадия должна включать дипольную молекулу и отрицательный ион. Ниже [c.53]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология