Длина и энергия водородной связи

Энергия и длина водородной связи в значительной мере определяются электрическим моментом диполя связи и размерами атома. Длина связи уменьшается, а энергия водородной связи возрастает с увеличением разности ЭО у атомов X и V и соответственно электрического момента диполя связи X—Н и с уменьшением размера атома V. Например, у молекул воды, у которых разница ЭО кислорода и водорода равна 0,5, длины связи в триаде О—Н---0 равны 0,096 нм для О—Н и 0,204 нм для Н---0, энергия водородной связи Н---0 составляет 21,51 кДж/моль. У молекул НР, у которых разница ЭО фтора с водородом равна [c.59]

Длина водородной связи (0...Н) в воде составляет 1,79 Л и заметно превосходит длину ковалентной связи О—И (0,96 А). Энергия водородной связи сравнительно невелика 20—42 кДж/моль. [c.36]

Соединения водорода кислотного или потенциально кислотного характера, например вода Н2О, два атома водорода которой являются акцепторами электронов, с подходящими донорами электронов образуют водородные связи А — Н...В. Последние длиннее ковалентных, но несколько короче ван-дер-ваальсовских связей между молекулами А — Н и В. По своей природе они близки до-норно-акцепторным связям, усиленным электростатическим взаимодействием А —Н+...В , -де В может быть О, Ы, Р, а также С1, 5 и некоторые другие элементы. Очень важной особенностью водородной связи является то, что она всегда служит продолжением по прямой линии связи А — Н. Это обусловлено тем, что неподеленные электроны атома В находятся на вытянутых гибридных орбиталях зр, 5р2, зр , донорно-акцепторное взаимодействие устанавливается при условии копланарности связи А — Ни орбитальной оси неподеленных электронов В. Таким образом, водородная связь — это строго направленная связь. Энергия водородной связи невелика, обычно всего 3—7 ккал/моль. Но в твердых веществах, а также в растворах одновременно образуется множество водородных связен. Вот почему водородные связи прочно соединяют молекулы и вообще отдельные части структуры твердого вещества. Правда, даже при небольшом нагревании эти непрочные связи распадаются, что мы наблюдаем, например, при таянии льда или свертывании белка при нагревании. [c.89]

Из таблицы видно, что средняя разница между длинами связей одного металла с фтором и гидроксилом практически одинакова — 0,08 А — и не изменяется в пределах ошибки опыта при переходе от гидроокиси лития к борной кислоте. Таким образом, водородная связь не оказывает существенного влияния на величины межатомных расстояний, что вполне понятно, если учесть малость энергии водородной связи ло сравнению с энергией обычной химической связи. То закономерное изменение длин связей, которое демонстрировалось в табл. 71, от- [c.172]

Сравнение длин связей, например для муравьиной кислоты, показывает, что ковалентная связь в исходной молекуле мономера испытала деформацию. Ее длина увеличилась от 0,097 в мономере до 0,107 нм в димере. Большее или меньшее удлинение связи Н—X и ее разрыхление наблюдается и в других веществах. С другой стороны, укорочение межатомного расстояния Н. .. V упрочняет водородную связь. Энергия водородной связи невелика и лежит в пределах 8—40 кДж. Энергия этой связи примерно в 10 раз больше энергии ван-дер-ваальсового взаимодействия и на порядок меньше энергии ковалентной связи. Так, энергия водородной связи Н. .. Р равна 42 кДж, Н. .. О 21 кДж, Н. .. N 8 кДж. Водородная связь проявляется тем сильнее, чем больше относительная электроотрицательность и меньше размер атома-партнера. Поэтому она легко возникает с атомами неметаллических элементов второго периода Периодической системы и в меньшей степени характерна для хлора и серы. Несмотря на малую прочность водородной связи, она определяет иногда структуру вещества и существенно влияет на его физические и химические свойства. Благодаря водородным связям молекулы объединяются в димеры и более сложные ассоциаты, устойчивые при достаточно низких температурах. Ассоциаты могут представлять собой одномерные образования [c.138]

Тип водородной связи Энергия водородной связи кДж/моль Длина водородной связи,А [c.824]

В табл. 31 приведены некоторые значения энергии водородных связей между различными атомами . Поскольку длины этих связей варьируют в широком интервале, таким же свойством обладают и их энергии. Это подтверждается данными [c.369]

Сравнение длин связей, например, для муравьиной кислоты показывает, что ковалентная связь в исходной молекуле мономера испытала деформацию. Ее длина увеличилась от 0,097 в мономере до 0,107 нм в димере. Энергия водородной связи невелика и лежит в пределах 8 — 80 кДж/моль. Так, энергия водородной связи Н...Р равна 82, Н...0 — 21, H...N — 8 кДж/моль. Водородная связь проявляется тем сильнее, чем больше относительная электроотрицательность и меньше размер атома-партнера. Поэтому она легко возникает с атомами неметаллических элементов второго периода системы и в меньшей степени характерна для хлора и серы. Благодаря наличию водородной связи молекулы объединяются в димеры и более сложные ассоциаты, устойчивые при достаточно низких температурах. Ас-социаты могут предоставлять собой одномерные образования (цепи, кольца), двумерные плоские сетки и трехмерные пространственные структуры. [c.101]

Кроме того, Дьюар предположил, что подобное уменьшение длины связи сопровождается пропорциональным увеличением ее энергии ( ), т. е. уменьшение длины связи увеличивает стабильность молекулы. Изменение в гибридизации больше влияет на длину связей (и, следовательно, на стабильность молекулы) углерод — углерод, чем на длину углерод-водородных связей. Алкильный заместитель в большей степени стабилизует алкен, чем алкан, потому что зр -гибридизация в большей мере увеличивает прочность связи углерод — углерод по сравнению со связью углерод — водород. [c.321]

Энергия водородной связи мала ( 7 ккал/моль). Поэтому с повышением температуры происходит дегидратация оксиэтиленовой цепи, и растворимость неионогенного вещества уменьшается. В растворе может произойти фазовое разделение при достаточно высокой температуре растворы неионогенных ПАВ внезапно мутнеют, а при дальнейшем небольшом повышении температуры расслаиваются на две фазы. Температура помутнения зависит от степени оксиэтилирования продукта и является важной физико-химической характеристикой неионогенных ПАВ. Чем длиннее оксиэтиленовая цепь, тем выше температура дегидратации молекул НПАВ. Поэтому с увеличением степени оксиэтилирования температура помутнения повышается. [c.149]

Неэмпирические квантовохимические расчеты последних лет убедительно показали, что основной вклад в энергию не очень сильных водородных связей, как и других видов межмолекулярного взаимодействия, дают электростатические силы (кулонов-ское взаимодействие недеформированных молекул). Именно они определяют относительную устойчивость и равновесную конфигурацию комплексов. Взаимная поляризация молекул и перенос заряда вносят сравнительно небольшой вклад в энергию и играют заметную роль только в таких эффектах, как возрастание диполь-ного момента комплекса, увеличение интенсивности полосы А— Н в ИК-спектре и др. Эти виды взаимодействия ответственны и за то, что энергия связи, частоты колебаний и некоторые другие характеристики зависят от длины цепочки водородных связей, т. е. ответственны за неаддитивность этих свойств. [c.3]

Сам факт сильного возрастания последней под влиянием водородной связи означает увеличение производной от дипольного момента комплекса А—Н---В по длине связи А—Н. Неэмпирические квантовохимические расчеты непосредственно подтверждают это заключение, как отмечено в обзоре В. П. Булычева и Н. Д. Соколова. Однако понять происхождение пропорциональности между приращением этой величины и энергией водородной связи, к которой сводится правило интенсивностей Иогансена, оказыва- [c.5]

Однако отмеченное противоречие между электростатической моделью и наблюдаемыми длинами водородных связей представляется чисто кажущейся. Действительно, если допустить, что энергия водородной связи складывается из двух составляющих — электростатической и ковалентной, то участие последних может быть весьма различным, но дополняющим друг друга. Следует лишь помнить, что энергия образования водородной связи отсчитывается от стан- [c.122]

Исследование приведенных в таблице данных позволяет обнаружить также небольшие (около 0,04 А) изменения длины углерод-водородных связей в рассматриваемых соединениях. Указанные изменения меньше изменений длины фтор-углеродных связей, которые превышают 0,07А. Такие небольшие изменения длины связей могут, однако, сопровождаться некоторыми изменениями энергии связи. [c.351]

Самое главное достоинство машинных методов состоит в том, что они позволяют получить информацию, которую абсолютно нельзя получить экспериментально. Например, можно, как уже отмечалось, изучать У-структуры, рассматривая мгновенные конфигурации молекул, можно исследовать распределения молекул по энергиям, водородных связей по длине и степени искривления и т. д. [9, с. 18]. [c.13]

Проделанное сопоставление показывает, что рефракция водородной связи N—Н...Р растет вместе с увеличением полярности атома фтора и уменьшением его координационного числа по водороду. Поскольку эти же факторы сопровождают увеличение силы Н-овязи, можно сделать вывод, что рефракция и энергия водородной связи суть симбатные величины. Об том же говорит корреляция между рефракциями и длинами водородных связей во фториде и бифториде аммония, как это можно видеть при сравнении данных табл. 72 и 75. [c.177]

Здесь измерение барьеров для движения комплексных анионов связано, как и в предыдущем случае, с изменением энергии решетки, определяемой междуионными расстояниями. С другой стороны, энергия водородных связей обратно пропорциональна их длине, т. е. расстоянию С — Н. . . Р. В процессе увеличения давления, как обычно, считаем, что внутримолекулярные расстояния изменяются меньше, чем межмолекуляр-ные. Иными словами, с увеличением давления энергия водородных связей будет расти значительно быстрее, чем энергия решетки, так как почти вся величина уменьшения расстояний между ионами приходится на связи С — Н. . . Р. Отсюда вид- [c.69]

Длина водородной связи (О... Н) в этом случае составляет 1,76 A и заметно превосходит длину ковалентной связи О — Н (0,96 A). Энергия водородной связи сравнительно невелика и составляет 20—42 кдж/моль. [c.38]

На основании спектроскопических данных проведен расчет физикохимических свойств гидроксильной группы, представляющих интерес для структурных корреляций и характеристики реакционной способности замещенных фенолов — силовой постоянной связи О—Н К, межьядерного расстояния г, первой производной от дипольного момента О—Н по длине связи /с1ц/с1г/, характеризующей абсолютное значение изменения дипольного момента при растяжении связи, дипольного момента связи О—Н ц, разности частот валентных колебаний О—Н, соответствующих свободному и связанному состоянию гидроксила Ду, энергии водородной связи О—Н...0 Е, удлинения связи О—Н при образовании водородной связи О—Н...0 Дг, расстояния Я (О...О). [c.35]

В табл. 7.9 приведены некоторые структуры, включающие водородные связи, и соответствующие энергии водородных связей. Как правило, энергия одной водородной связи составляет 3—7 ккал/моль. Всегда, когда образуется водородная связь А—Н...........В геометрия молекулы близка к линейной и расстояние А...В на несколько десятых ангстрема короче, чем вандервааль-сово расстояние в отсутствие между этими атомами атома водорода. Частота валентного колебания А—Н значительно понижается при образовании водородной связи. Для водородных связей одного типа наблюдается монотонная обратно пропорциональная зависимость между энергией связи и длиной связи и прямая пропорциональность между энергией связи и понижением частоты валентного колебания А—Н. [c.231]

Чтобы качественно понять причину увеличения равновесной длины 0-- 0 при замене Н на О, рассмотрим формулу (2) для потенциальной энергии водородной связи. Принимая во внимание, что колебания О—Н совершаются много быстрее, чем колебания (ОН)-"О, можно воспользоваться адиабатическим приближением и усреднить w x, X) по волновым функциям быстрой подсистемы [c.23]

Энергия водородной связи составляет 5—8 ккал1моль, что значительно превышает энергию прочих ван-дер-ваальсовых сил (1 ккал/моль), длина водородной связи в среднем 1,7 А. [c.27]

Анализ прочности водородной связи с водой различных соединений позволяет утверждать, что величина энергии Н-связи чувствительна к электронному строению взаимодействующего с водой соединения. Она реагирует на изменение степени гибридизации орбиталей протоноакцеп-тора, на присутствие ароматических колец, изменение числа электронофильных атомов кислорода эфирных групп, следовательно, является показателем электронодонорной способности функциональных групп и соединений в целом. В связи с этим представляет интерес проведение сопоставления энергии Н-связи с другими параметрами, также характеризующими электронодонорные свойства. Одной из главных характеристик молекулы, определяющих особенности ее строения и многие свойства соединений, является длина связей и энергия химических связей [150]. Результаты сопоставления величин энергии водородных связей с водой типа А—В. .. Н—О—Н и энергии [c.40]

Решающим доказательством справедливости предложенного подхода к решению задачи о структурной организации белка явились результаты априорного расчета трехмерной структуры бычьего панкреатического трипсинового ингибитора и количественное представление свертывания белковой цепи как самопроизвольного, быстрого и безошибочного процесса. Рассчитанная при использовании аминокислотной последовательности и стандартной валентной схемы конформация белка совпала с кристаллической структурой молекулы БПТИ. Точность расчета значений всех двугранных углов вращения ф, у, (О и %, расстояний между атомами С всех остатков и длин реализуемых водородных связей оказалась близкой точности рентгеноструктурного анализа белков высокого разрешения. На основе данных о конформационных возможностях аминокислотной последовательности БПТИ получили свое объяснение все детали ренатурации белка, механизм которой был изучен экспериментально. Тем самым, во-первых, была подтверждена неравновесная термодинамическая модель сборки белка. Во-вторых, была апробирована физическая теория структурной организации белка, вскрывающая природу бифуркационных флуктуаций и утверждающая представление о нативной конформации белковой молекулы как о глобальной по внутренней энергии структуре, плотнейшим образом упакованной и согласованной в отношении всех своих внутриостаточных и межостаточных невалентных взаимодействий. Именно гармония между ближними, средними и дальними взаимодействиями ответственна за резкую энергетическую дифференциацию и выделение из множества возможных структурных вариантов стабильной и уникальной для данной аминокислотной последовательности конформации белка. В-третьих, продемонстрированы реальность фрагментарного метода теоретического конформационного анализа пептидов и белков и удовлетворительное количественное описание с его помощью их пространственных структур применительно к условиям полярной среды. Под- [c.589]

Длина и энергия водородной связи. Энергия водородной связи варьирует от ПО кДж/моль (или, возможно, еще больших величин) [Inorg. hem., 1963, 2, 996] для наиболее сильных (в ионе F—Н—F ) до 30 кДж/моль для О—Н—О п eme меньших значений для более слабых водородных связей. В соответствии с типом водородной связи X—Н—X меняются н длины связей (табл. 8.4). [c.24]

Длина водородной связи пропорциональна ее энергии. Как видно из табл. 3.7, самые малые длины и самые высокие энергии найдены в водородных связях с участием атома кислорода, в частности между фенольными группами (Туг—Туг) и в воде. Несколько большие расстояния и меньшие энергии у водородных связей между атомами азота и кислорода, и значительно меньшие энергии имеют водородные связи между двумя атомами азота, а также между атомами азота и серы. По сравнению с суммой вандерваальсовых радиусов расстояния увеличиваются на 10—25%. Для грубой оценки энергии водородных связей проще всего воспользоваться теплотой сублимации льда, которая составляет 13 ккал/моль. Большая часть [c.46]

Исследовалось участие свободных и связанных гидроксильных групп во взаимодействии с первичными, вторичными и третичными алифатическими аминами с различной длиной углеводородного радикала [236]. В случае адсорбции третичных аминов отмечено влияние стерических препятствий на взаимодействие со свободными гидроксильными группами. На степень участия во взаимодействии связанных гидроксильных групп влияет соотношение энергии водородной связи гидроксильных групгг друг с другом и с адсорбированными молекулами, а такн е упаковка молекул в адсорбционном слое. [c.159]

При фотовозбуждении растворенных в спиртах молекул бензан-трона повышается их протопоакцепторная способность и энергия водородных связей возрастает по сравнению с основным состоянием энергия ля -уровня снижается, и полосы, обусловленные я -> л -пе-реходом, значительно смещаются в сторону длинных волн. пя -Уро-вень становится наиболее низким по энергии, и бензантрон начинает люминесцировать. [c.150]

Водородные связи в белках обладают рядом особенностей. Прежде всего, атом водорода расположен ближе к азоту, чем к кислороду. Энергия связи невелика и равна 1,4 ккал1моль, а ее длина — порядка 2,8 А. Благодаря ее полярности все атомы этой связи должны лежать на одной прямой (т. е. быть коллинеарны-ми), хотя и допустимо некоторое отклонение. Оценивая убыль энергии водородной связи, когда группы СО и ЫН находятся под углом друг к другу, Полинг заключил, что отклонение от коллинеарности не может превышать 20°. [c.91]