Молекула как система многих тел

Форма облака пи-электронов, т. е. распределение вероятностей, отражает свойства симметрии остова молекулы — системы жестких сигма-связей. Руководствуясь соображениями симметрии той или иной молекулы, можно во многих случаях упростить расчеты волновых функций. Так, например, молекула бутадиена имеет сопряженную систему пи-связей и очевидно, что распределение электронной плотности должно быть симметрично относительно оси а—Ь [c.117]

Способностью к агрегированию в растворах и образованию термодинамически равновесных лиофильных коллоидных систем обладают не только асимметричные по строению молекулы низкомолекулярных ПАВ, но и высокомолекулярные соединения (ВМС), особенно те, в молекулах которых имеются резко различающиеся по полярности участки. Свойства возникающих при этом систем близки к свойствам мицеллярных систем, образованных низкомолекулярными ПАВ, несмотря на то что отдельные частицы могут здесь формироваться при агрегировании всего нескольких крупных молекул во многих случаях, например в растворах глобулярных белков, и одиночные макромолекулы ведут себя как частицы, очень близкие по свойствам мицеллам ПАВ. Полное рассмотрение свойств растворов ВМС, в том числе и лиофильных коллоидных систем, образуемых ими, составляет самостоятельные разделы физической химии растворов и физикохимии ВМС и обычно не включается в современные курсы коллоидной химии. Тем не менее, в рамках данного курса целесообразно привести краткое описание условий образования, строения и свойств подобных систем в их сопоставлении с коллоидными системами, образуемыми низкомолекулярными веществами. [c.236]

Упрощенная модель экстракции фенолом углеводородных фракций также не отражает всей сложности взаимодействий одноименных и разноименных молекул в системе. Многие исследователи относят фенол к группе растворителей, образующих водородные связи, т. е. к группе растворителей с большими отклонениями от закона Рауля. Для этой группы растворителей характерны асимметричные кривые изменения теплоты смешения и сложный характер изменения энтропии. Степень ассоциации молекул растворителя меняется в зависимости от температурных условий разделения. [c.263]

МОЛЕКУЛА КАК СИСТЕМА МНОГИХ ТЕЛ [c.12]

Вещества, избирательно поглощающие в области 380—780 ммк. окрашены. Окраска многих неорганических соединений связана с переходами электронов внутри недостроенных d- и /-оболочек (соединения переходных металлов и лантаноидов), окраска органических соединений—с наличием в молекуле системы сопряженных связей, в которых тг-электроны высокоподвижны (так называемые хромофорные группы). Здесь переход электронов осуществляется сравнительно легко. [c.79]

Фотохимические реакции протекают под действием света за счет энергии облучения. Первая, достаточно очевидная особенность таких реакций заключается в следующем. Чтобы свет Мог активировать реагирующие молекулы, он должен поглощаться системой. В противном случае облучение просто пройдет через среду, не оказывая никакого воздействия. Чтобы произошла химическая реакция, длина волны излучения должна соответствовать области или полосе поглощения реагирующих молекул. Во многих случаях излучение может поглощаться не реагирующими молекулами, а атомами или молекулами примесей. Поглощение света необходимо для реакции, но недостаточно. Нужно еще, чтобы энергия квантов превышала определенную величину. Иначе произойдет рассеяние энергии по разным связям, что в конечном счете приведет лишь к нагреванию системы. [c.300]

Изучение устойчивости эмульсий раскрывает закономерности влияния строения молекул ПАВ на их способность к стабилизации прямых и обратных систем. Исследования изолированных пленок обратных эмульсионных систем (углеводородных пленок в водной среде, стабилизированных адсорбционными слоями ПАВ различной природы) позволили в последние годы получить на этих модельных системах много интересных сведений о строении и механизмах функционирования мембран различных клеточных структур. Важнейшим представителем природных обратных эмульсий является сырая нефть — эмульсия, содержащая до 50—60% сильно засоленной воды и очень сильно стабилизованная природными ПАВ и смолами разрушение этой эмульсии является первой и достаточно трудной стадией переработки нефти. [c.285]

Существует класс весьма важных веществ с очень большими молекулами, так называемые высокомолекулярные соединения, или полимеры. Сюда относятся белки, целлюлоза, каучук и ряд синтетических продуктов. Размеры молекул этих веществ в отдельных случаях могут даже превышать размер коллоидных частиц. Возникает вопрос, являются ли растворы этих веществ коллоидными системами. Казалось бы, на этот вопрос следует ответить положительно, так как эти растворы, содержащие гигантские молекулы, обладают многими свойствами, характерными для коллоидных растворов, например, способностью к диализу и малой диффузией. Однако, как показали исследования последних десятилетий, в достаточно разбавленных растворах высокомолекулярные соединения раздроблены до молекул и, следовательно, эти растворы представляют собою гомогенные системы. Поэтому их нельзя отнести к типичным коллоидным системам. Растворы белков, целлюлозы, каучука и других подобных веществ во избежание путаницы лучше называть не коллоидными растворами, как это было принято раньше, а растворами высокомолекулярных веществ. Это название указывает, что данные системы, во-первых, являются истинными растворами и, во-вторых, что в них содержатся гигантские молекулы. [c.14]

Важность термодинамических и гидродинамических методов как раз и заключается в том, что они дают нам упрощенное описание или упрощенный язык , для описания макроскопических систем. Во многих случаях, представляющих интерес, такого упрощенного описания оказывается вполне достаточно. Например, для определения изменения температуры в некотором куске металла достаточно решить уравнение Фурье с соответствующими начальными и граничными условиями. Так как температура в каждой точке — результат усреднения по большому числу молекул, согласие между результатом решения уравнения Фурье и экспериментом означает, что более детальное описание в терминах механических величин излишне. Анализ взаимосвязи между механическим и макроскопическим описанием не является целью данной книги. Такой анализ может быть проведен только с помощью статистической механики системы многих частиц. Мы же будем иметь дело исключительно с макроскопическими методами. [c.7]

Энергия сопряжения. Уменьшение внергии молекулы благодаря делокализации электронов. Иногда ев называют энергией резонанса или энергией де локализации. Из-за различий терминов делокализация и сопряжение (см. Сопряженная система) многие авторы предпочитают пользоваться последними терминами. [c.530]

Диполь — полярная молекула или вообще всякая электронейтральная система, состоящая из положительных и отрицательных зарядов, распределенных таким образом, что их электрические центры не совпадают. Расстояние между полюсами диполя называется длиной диполя. Длина Д. характеризует степень полярности молекулы чем она больше, тем резче выражена полярность молекулы. Дисахариды — кристаллические углеводы, молекулы которых построены из соединенных между собой остатков двух молекул моносахаридов. Д.— составная часть растительных и животных тканей. К Д. относят сахарозу, мальтозу и др. При гидролизе каждая молекула Д. распадается на две молекулы моносахаридов. Многие Д.— ценные пищевые продукты. Применяются также в микробиологии и медицине. Диспергирование — тонкое измельчение твердых, жидких тел в какой-либо среде, в результате чего получают порошки, суспензии, эмульсии. Д. применяют для получения коллоидных и вообще дисперсных систем. Д. жидкостей обычно называют распылением, если оно происходит в газовой фазе, и эмульгированием, когда его проводят в другой жидкости. При Д. твердых тел происходит их механическое разрушение. [c.48]

Дается систематический обзор современных результатов по дисперсионному — обычному и запаздывающему — взаимодействию в капиллярных системах. В качестве исходного для микроскопической теории используется представление о молекулярной природе капиллярных систем и о межмолекулярных силах. Последовательное молекулярно-статистическое описание капиллярных систем строится на большом каноническом ансамбле Г иббса. Для этого используется метод производящего функционала, позволяющий компактно и замкнуто вывести необходимые общие соотношения статистической механики. Решение основополагающей проблемы о влиянии среды на взаимодействие молекулярных объектов достигается как строгий результат исследования коллективных явлений в системах многих молекул. Этот результат формулируется в виде принципа взаимодействия на языке фундаментальных физических понятий, отражающих роль среды как посредника взаимодействия. С единой точки зрения принципа взаимодействия рассматривается широкий круг самых различных по своим масштабам ключевых задач теории капиллярных систем. Сюда относятся молекулярные корреляции в капиллярных системах молекулярная структура плоских, слабо и сильно искривленных поверхностных слоев взаимодействие макроскопических частиц. Используемые в принципе взаимодействия понятия реализуются в этих задачах как сжимаемости и адсорбции. Они и являются параметрами описания коллективных явлений, обусловленных влиянием среды. Особо рассматривается построение парного эффективного межмолекулярного потенциала по данным о рассеянии рентгеновских лучей. На протяжении всей статьи проводится сопоставление с альтернативным макроскопическим подходом, в котором вещество рассматривается не как состоящее из молекул, а как континуум, описываемый макроскопической характеристикой — диэлектрической проницаемостью. Это сопоставление касается не только расклинивающего давления пленки, на примере которого была первоначально сформулирована макроскопическая теория, но и большинства других результатов по дисперсионному взаимодействию [c.163]

Ф. М. К у н II (Научно-исследовательский институт физики Ленинградского государственного университета им. А. А. Жданова). Цель настоящего сообщения — изложение некоторых результатов, касающихся установления связи между характером взаимодействия частиц и видом коррелятивных функций на больших расстояниях в системах многих частиц, таких, как классические газы и жидкости. Установление такой связи представляется интересным. Во-первых, оно решает вопрос о явном виде условия ослабления корреляций Боголюбова. Во-вторых, оно позволяет найти потенциал взаимодействия молекул на больших расстояниях по данным о рассеянии рентгеновских лучей и нейтронов в газах и жидкостях на малые углы [1]. В-третьих, оно дает возможность приступить к последовательному изучению структуры диффузной части адсорбционных слоев газов и жидкостей [2]. [c.358]

Трудно также безоговорочно принять эти числовые оценки и потому, что при изменении температуры системы многие свойства растворителя и реагирующих веществ также существенно меняются. Так, вязкость зависит от температуры, и, следовательно, от температуры зависит частота вращения молекул растворенного вещества. Кроме того, как было отмечено в работе [38], теоретические уравнения типа уравнения (11.27) относятся к энергиям активации, тогда как в эксперименте определяют энтальпии активации. [c.341]

Важнейшим источником информации о строении высокомолекулярных соединений (ВМС) нефти служит структурно-групповой анализ (СГЛ), состоящий в расчете параметров распределения атомов С между ароматическими, нафтеновыми и парафиновыми фрагментами, кольцевого состава и ряда других характеристик гипотетической средней молекулы вещества. Многие из предложенных методов СГЛ, в том числе сравнительно простая и наиболее корректная по системе принятых допущений ([1], с. 451) методика [2], базируются на комплексном использовании данных об элементном и функциональном составе и молекулярных массах анализируемых продуктов и о распределении протонов между различными фрагментами молекул, устанавливаемом с помощью спектрометрии ПМР. Совокупность экспериментально измеряемых величин, необходимых для проведения СГЛ, включает [c.19]

Содержание курса, который вы изучили по этой книге, не является исчерпывающим квантовая механика охватывает гораздо более широкий круг вопросов и располагает большим количеством методов некоторые из них уже начали использоваться квантовой химией. Так, например, для анализа деталей хода химических реакций можно воспользоваться теорией столкновений. При изучении молекул как системы многих ча.стиц обращаются к методу вторичного квантования в некоторых работах используют технику фейнмановских диаграмм и функций Грина. При очень тонких расчетах, в частности когда речь идет о тяжелых атомах, существенными оказываются релятивистские эффекты, которые в квантовой механике учитываются теорией Дирака. [c.210]

Валентность элементов изменяется от 1 до 8. Она определяется, как правило, группой периодической системы Д. И. Менделеева, в которой находится данный элемент. Максимальная положительная валентность элементов главных подгрупп периодической системы равна номеру группы. Валентность элементов в соединении условно определяется числом электронов, потерянных или приобретенных атомами, образовавшими данную молекулу. Валентность многих элементов изменяется в зависимости от условий протекающего процесса. Водород всегда одновалентен, кислород — двухвалентен. [c.140]

Химикам приходится переводить эти ощущения, часто дополняемые показаниями более или менее сложных приборов, на язык терминов, описывающих поведение атомов и молекул. Для этого обычно выбирают какое-либо свойство вещества, которое постоянно при определенных условиях наблюдений, но может изменяться при изменении этих условий. Химики часто сопоставляют измерения, проведенные в стационарных, т. е. неизменных начальных условиях, с измерениями, сделанными в динамических, изменяющихся условиях, и пытаются обобщить и объяснить их, пользуясь представлениями о свойствах атомов и молекул. Однако при этом вовсе не предполагается, что если вещество обладает стабильными макроскопическими свойствами, такими, например, как цвет, то это означает, что его атомы и молекулы неподвижны. Многие системы, кажущиеся стабильными на макроскопическом уровне, оказываются чрезвычайно динамичными на молекулярном уровне. [c.60]

Уравнение (367) связывает вероятность с термодинамической функцией состояния — энтропией далее прежде всего следует установить, каким образом в наиболее доступной форме можно выразить вероятность системы многих молекул, учитывая их свойства и параметры. Для этой цели имеет смысл все так называемые фазовые пространства, включающие все молекулы системы, разделить на некоторые подпространства. Так как молекулы отличаются значениями координат пространства и импульсов, оказалось целесообразным представить фазовое пространство (соответственно подпространство) как матгематическое пространство с гфактически бесконечным числом указанных координат. Представим себе, что это большое число молекул разделено на группы, причем в каждой группе значения независимых переменных находятся в некоторых узких границах, например пространственные координаты от X до х+11х, от у до у+(1у, от 2 до г+с12, а в координатах импульсов от рх до рх+(1р,, от ру до ру+йру, от Рг ДО Рг + с1рц, ГДе Рх, Ру К Р — Проекции импульса молекулы на оси координат. Фазовый пространственный элементарный объем, который приписывается отдельной молекуле (называемый также р,-пространством) равен [c.292]

Адиабатичиость процесса. Б молекуле движение электронов и ядер можно с хорошим приближением рассматривать раздельно, так как атомы в молекуле движутся много медленнее, чем электроны. Это позволяет ввести понятие потенциальной энергии ядер в молекулах и рассматривать электронные состояния молекулы независимо от колебательно-вращательных состояний. Адиабатическое приближение при описании динамической системы (например, элементарной химической реакции) основано на разделении переменных по характерным величинам скоростей движения для различных степеней свободы. В адиабатическом элементарном акте не происходит изменения мультиплетности системы. [c.68]

Макромолекулы и системы, состоящие из иих, характеризуются взаимодействиями, резко разнящимися по эиергин. Сильные, ковалентные связи с энергиями порядка 400 кДж/моль связей определяют последовательность звеньев, которая не меняется благодаря тепловым флуктуациям. Остальные силы, ответственные за конформационные свойства цепи п взаимодействия ее звеньев друг с другом и со звеньями соседних молекул, имеют много меньшие энергии и существенным образом зависят от температуры. Таким образом, цепь находится в состоянии парциального равновесия с фиксированной линейной памятью (Лифшиц). Этим определяются важные особенности макромолекул. [c.76]

Простые фенилпропаноиды представляют собой кристаллические или жидкие вещества, легко растворимые в органических растворителях и. мало растворимые в воде. Многие из них являются летучими и обладают специфическим запахом (13]. Простые фенилпропаноиды относятся, в основном к числу нестойких веществ, которые под влиянием различных факторов подвергаются изомеризации, окислению, полимеризации и другим превращениям. Например, двойная связь ал-лильной группировки в производных фенилпропана легко мигрирует с образованием сопряженной с фенильным фрагментом молекулы системы, которая образует пространственные цистранс-изомеры [c.44]

Соединения хрома (П1) (система d ) весьма стабильны. Катион Сг(П1) в водных растворах существует только в виде кинетически инертного аквокомнлекса [ r(H20)(j] +. Химия Сг(1П) в водных растворах определяется очень малой скоростью обмена молекул воды в этом комплексе иа другие лиганды. По данным [344], период нолуобмена для пого измеряется днями (табл. 4), в то время как в большинстве аналогичных комплексов других металлов время замещения молекул воды много меньше 1 мсек. Большой [c.13]

Газ, состоящий из молекул одного или нескольких сортов, представляет собой систему большого числа частиц, или, как часто говорят, систему многих частиц. Отдельные частицы газа, взаимодействуя с другими частицами, движутся по законам механики. Так же по законам механики происходит изменение состояния и всей системы многих частиц. При этом с точки зрения, например, классической механики состояние такой системы многих частиц, какой является газ, определяется заданием н данный момент времени яначепий координат и импульсов всех частиц газа. Очевидно, что такое определение состояния газа является значительно более детальным, чем используемое в кинетической теории и основывающееся на применении функции распределения одной частицы по ее состояниям. [c.174]

Для стерически-стабилизируемых дисперсий в неводной среде низкой полярности основные источники отталкивания — это изменения энтропии, возникающие в связи с уменьшением числа возможных конфигураций полимерных цепей. Вклад в отталкивание, возникающий в связи с изменениями энтальпии, обусловленными перераспределением молекул растворителя, много менее существенен в неполярных жидкостях, чем в водных или других полярных средах [2]. Поэтому оказывается, что в существенно изотермических системах истинное значение полного отталкивания может быть получено как разность между числом конфигураций реальной [c.45]

Если под влиянием излучения образуются атомы или радикалы, то они могут вступать в дальнейшие реакции, реагируя либо между собой, либо с другими молекулами системы. Если реакции рекомбинации преобладают над всеми другими реакциями, то общий квантовый выход может быть чрезвычайно низким. С другой стороны, если эти атомы или радикалы реагируют с другими молекулами, образуя новые атомы или новые радикалы, то в результате может зародиться цепь, которая будет продолжаться до тех пор, пока не произойдет случайный обрыв цепи. В некоторых случаях на один поглощенный квант могут прореагировать 10° молекул. Многие реакции, протекающие с участием хлора, имеют цепной характер большинство же реакций, происходящих с участием брома, хотя в принципе и могут быть отнесены к цепным, однако характерная для них большая вероятность процессов рекомбинации приводит к коротким цеиял и сравнительно небольшим квантовым выходам. [c.236]

S. Основным электронным состоянием молекулы S является состояние. Спектр S наблюдался как в испускании [2537, 2790, 2249, 1217, 238, 328, 237], так и в поглощении [237, 239, 1042а, 1435. 1436, 2543, 3302]. В отличие от хорошо изученного спектра молекулы СО с большим числом развитых полос, исследование которых позволило определить постоянные этой молекулы во многих электронных состояниях (см. стр. 444), в спектре молекулы S до настоящего времени детально изучена только одна система полос (ЛЧ1 — Л 2), расположенная в ультрафиолете. Кроме того, в спектре S наблюдались полосы в области 2500—2700 A, отнесение которых остается неопределенным. [c.636]

Жидкие смеси из компонентов, практически не растворимых друг в друге. Если силы сцепления между разнородными молекулами во много раз меньше сил сцепления между однородными молекулами, то взаимная растворимость компонентов А и В практически равна нулю. К бинарным системам этой группы относятся вода — амиловый спирт, вода — бензол, вода — бромоформ и др. Парциальные давления насыщенного пара компонентов в системах этой группы равны давлениям насыщенного пара их в чистом виде независимо от относительных количеств взятых жидкостей. Следовательно, общее давление пара в этом случае может быть заранее вычислено при любой температуре по уравнению [c.134]

Второй закон фотохимии, сформулированный в 1912 г. Эйнштейном, заключается в том, что одна молекула реагирующего вещества может быть активирована в результате поглощения одного кванта света. Квант света представляет собой минимальное количество энергии, которое может быть получено от луча света материальной системой (гл. VIII). Величина кванта зависит от частоты света она равна hv, где h — постоянная Планка, равная 6,6238 10" эрг-сек, а v — частота света, равная с/ , где с — скорость света и — длина волны света. В некоторых системах, таких, как системы, содержащие довольно устойчивые краски, молекулы поглощают много квантов света, прежде чем одна из молекул разложится вот почему в случае устойчивых красок выцветание их под действием света происходит медленно. В некоторых более простых системах поглощение одного кванта света вызывает реакцию или распад одной молекулы. Существуют и такие системы, в которых световой квант может вызвать цепную реакцию. Примерами в этом отношении могут служить фотохимические реакции водорода с хлором я водорода с бромом. Смесь водорода с бромом в результате фотохимической реакции светится го.аубым светом, испускаемым бромистым водородом. Водород прозрачен для видимого света бром, красноватый цвет которого обусловлен сильным поглощением синих и фиолетовых лучей, является в фотохимическом отношении активной составляющей данной смеси. Поглощение кванта синего света молекулой брома приводит к расщеплению этой молекулы на два атома брома [c.333]

Ионизация алканов может быть достигнута только посредством отрыва электронов, участвующих в образовании о-связей С — С и С — Н. Эти электроны удерживаются прочнее, чем ароматические я-электроны. Поэтому ионизационные потенциалы у алифатических углеводородов обычно выше, чем у ароматических. Мы привыкли рассматривать связи в алканах, исходя из концепции локализованных электронных пар. Такие представления опираются на постоянство энергий связей частот в ИК-спектрах и другие факты. Альтернативные представления о молекулярных орбитах, охватывающих всю алифатическую молекулу, для многих целей обычно не являются необходимыми и практически приводят примерно к таким же результатам, что и набор локализованных связей. Однако молекулярные катионы из алканов представляют собой электрононенасыщенные системы, для которых концепция локализованных связей оказывается непригодной. Все валентные электроны участвуют в образовании всех связей. Отсутствие электрона чувствуется по всей системе. Поэтому чем обширнее система, тем сильнее делокализован положительный заряд катиона и тем менее ощутимо отсутствие электрона. Значения / для алканов, приведенные в табл. 9. отчетливо показывают, как ионизационный потенциал уменьшается с увеличением размера молекулы. [c.24]

Состояние многоэлектронной системы (атома или молекулы) в квантовой механике отображается волновой функцией, характеризующей всю систему электронов как единое целое. Эта волновая функция учитывает специфическую особенность системы многих электронов, выражающуюся в онределенной симметрии во.71Иовой функции. Обобщение опытных данных приводит к заключохшю, что системе электронов всегда соответствуют только антисимметричные волновые функции, т. е. такие которые меняют знак ири перестановке двух любых электронов. Требование антисимметрии электронной волновой функции является общей формулировкой принципа Паули. [c.27]

Изучение устойчивости коллоидных растворов, с одной стороны, и детальные исследования структуры частиц, образующих эти растворы, —с другой, показали, что имеются но крайней-мере два существенно различных вида коллоидных систем. В однпх случаях диспергированное вещество образует частицы нестехнометрического состава из множества молекул. Поверхность таких частиц обладает свойствами большой межфазной иоверхности. В других случаях диспергированное вещество состоит из очень больших молекул, как правило, нитевидной формы. Длина этих молекул во много раз превышает лине11ные размеры обычных молекул, что и обусловливает коллоидный характер их растворов. Коллоидные системы первого типа являются типично гетерогенными системами, они неустойчивы и неравновесны. Растворы макромолекуляр- [c.8]

Идеальный газ — система материальных точек, находящихся в беспорядочном движении и не обладающих силами притяжения. В идеальных газах взаимодействие между молекулами отсутствует, и объем, занимаемый самими молекулами, исчезающе мал по сравнению с объемом всего газа. Идеальный газ в действительности не существует. Но в ряде случаев газ находится в таком состоянии, когда конечные размеры молекул и силы взаимного притяжения настолько малы, что ими можно пренебречь. Такое положение возникает в тех случаях, когда расстояние между отдельными молекулами во много раз больше размеров самих молекул. К идеальным можно отнести газы, находящиеся при сравнительно невысоких давлениях и высоких температурах. Идеальные газы подчиняются основным газовым законам, установленным Гей-Люссаком, Шарлем, Бойлем и Ма-риоттом. [c.10]