Молекулярная структура и кристаллическое состояние

Исследованиями ученых многих стран установлено, что к соединениям переменного состава относятся не только оксиды, но н субоксиды, халькогениды, силициды, бориды, фосфиды, нитриды, многие другие еорганические вещества, а также органические высокомолекулярные соединения. Во всех случаях, когда сложное вещество имеет молекулярную структуру, оно представляет собой соединение постоянного состава с целочисленными стехиометриче-скими индексами. Некоторые ионные кристаллы и даже атомные кристаллы и металлы могут также подчиняться законам стехиометрии. Но в случае немолекулярных кристаллов, как отмечает Б. Ф. Ормонт, уже не молекула, а фаза т. е. коллектив из Л/о (числа Авогадро) атомов, определяет свойства кристаллической решетки . Он предлагает для подобных веществ расширить формулировку закона постоянства состава Если... в твердом агрегатном состоянии соединение не имеет молекулярной структуры, то в зависимости от строения атомов и вытекающего отсюда строения фазы и характера химической связи в ней состав соединения и его свойства могут сильно зависеть от путей синтеза. Даже при одном и том же составе свойства могут сильно зависеть от условий образования . Б. Ф. Ормонт подчеркнул необходимость исследования зависимости условия образования—состав — строение — свойства,— направленного. на установление связи между условиями образования, химическим и фазовым составом системы, химическим составом и строением отдельных фаз и их свойствами. Нетрудно заметить, что добавление к обычной формуле, закона постоянства состава слов состав срединения зависит от условий его образования ,— лишает закон постоянства состава его смысла. В то же время указание на важность изучения в связи с проблемой стехиометрии не только состава, но и строения твердых веществ представляется очень существенным. [c.165]

Прежде всего, белки уникальны в отношении химического строения. Это гетерогенные нерегулярные полипептидные последовательности 20 а-аминокислот и их производных, включающих самые разнообразные по своим химическим и физическим свойствам, т.е. валентным и невалентным взаимодействиям, атомные группы. В химическом построении белковых молекул уже можно усмотреть огромные потенциальные возможности к вариации физико-химических свойств. И в то же время белки представляют собой фактически единственный класс соединений, химические свойства которых нельзя непосредственно соотнести с химическим строением молекул. Поведение белков всецело определяется исключительной, присущей только им пространственной структурной организацией. Лишаясь ее, белки теряют все свои биологические свойства. За редким исключением, лишь белковые цепи способны самопроизвольно свертываться в строго детерминированные структуры, геометрия и конформационная динамика которых в физиологических (нативных) условиях полностью определяются аминокислотной последовательностью. Трехмерные структуры белков индивидуализированы, очень сложны и имеют строгий порядок, не сводящийся, однако, к периодичности. Способность природной полипептидной цепи к пространственной самоорганизации и обретению определенной молекулярной структуры - самая яркая особенность белков, отсутствующая у молекул искусственных полимеров, в том числе у полученных человеком поли-а-аминокислот. В растворе синтетический полимер находится в состоянии статистического клубка, флуктуации которого могут приводить к появлению в цепи регулярных участков лишь ближнего порядка. При этом, однако, ни при каких условиях не образуются стабильные трехмерные структуры, тем более идентичные для всех молекул данного полимера. В твердом виде синтетический полимер пребывает в аморфном состоянии, которое может включать частично кристаллическую фазу из беспорядочно ориентированных друг относительно друга зародышевых микрокристаллических областей. Искусственные полимеры отличаются качественно и по своим химическим свойствам, которые в той или иной мере воспроизводят свойства соответствующего мономера и могут быть описаны ограниченным набором реакций, специфичных для повторяющегося звена в свободном состоянии. [c.51]

Результаты многочисленных исследований [7, 10, 11-1 ] позволяют сделать вывод о том, что реакционная способность углеродистых материалов определяется их молекулярной и кристаллической структурой, степенью и характером пористости, содержанием и состоянием гетероатомов. [c.6]

Успехи в изучении надмолекулярной структуры полисахаридов достигнуты главным образом в результате применения рентгеноструктурного анализа молекулярных конформаций их в кристаллическом состоянии, а также электронной микроскопии. [c.17]

Для полимеров характерны некоторые особенности, такие, как высокоэластическое состояние в определенных условиях, механическое стеклование, способность термореактивных макромолекул образовывать жесткие сетчатые структуры. Механическая прочность полимеров возрастает с увеличением их молекулярной массы, при переходе от линейных к разветвленным и далее сетчатым структурам. Стереорегулярные структуры имеют более. высокую прочность, чем полимеры с разупорядоченной структурой. Дальнейшее увеличение механической прочности полимеров наблюдается при их переходе в кристаллическое состояние. Например, разрывная прочность кристаллического полиэтилена на 1,5—2,0 порядка выше, чем прочность аморфного полиэтилена. Удельная прочность на единицу площади сечения кристаллических полимеров соизмерима, а на единицу массы на порядок превышает прочность легированных сталей. [c.361]

Понятие периода идентичности связано с кристаллическим состоянием полимера. В изолированном состоянии макромолекула может менять свою форму, а отдельные ее звенья различно поворачиваться относительно друг друга. При кристаллизации полимеров на определенных участках звенья макромолекулы располагаются в строго фиксированном положении. Молекулярная цепь полимера оказывается построенной из повторяющихся участков одинаковой пространственной структуры. Такой участок цепи и называют периодом идентичности. [c.22]

Химические свойства простых веществ. При рассмотрении физических свойств простых веществ подчеркивалось, что они в основном присущи макроскопическим количествам вещества (особенно в конденсированном состоянии). Что же касается химических свойств, то они главным образом определяются свойствами атомов или молекул, поскольку химическое взаимодействие всегда протекает на атомном или молекулярном уровне. Однако реально наблюдаемая химическая активность твердых простых веществ в заметной мере зависит, например, от величины поверхности соприкосновения, ее состояния, структуры кристалла и т.п., т.е. опять-таки от макроскопических характеристик. Так, мелкодисперсный цинк (цинковая пыль) значительно энергичнее взаимодействует с кислотами, чем гранулированный. Например, цинковая пыль восстанавливает азотную кислоту до аммиака, а гранулированный цинк — только до низших оксидов азота. Хорошо известна также способность многих металлов (А1, Ре, Т1, Сг и др.) к пассивации в агрессивных окисляющих средах, хотя сами эти металлы достаточно активны. Кроме того, различные модификации одного и того же простого вещества могут заметно различаться по химической активности (например, белый и красный фосфор). Таким образом, химические свойства простых веществ представляют собой единство атомной, молекулярной и кристаллической форм химической организации со всеми характерными для них особенностями. [c.249]

Простота строения цепочечных молекул позволяет изучать на примере н-парафинов закономерности полиморфизма и изоморфизма молекулярных кристаллов. Н-парафины обнаруживают большое разнообразие полиморфных модификаций. Достоверно установлены в настоящее время триклинная, моноклинная, ромбическая и гексагональная модификации парафинов, причем лишь первые три из них могут существовать в кристаллическом состоянии, а гексагональная фаза является ротационно-кристаллической. Считается [57], что анализ упаковки молекул может способствовать пониманию причин, делающих одну модификацию более устойчивой по сравнению с другой. Это следует, например, из анализа упаковки ароматических молекул [98]. Хотя плотность упаковки молекул и симметрия молекулы являются двумя важнейшими факторами, определяющими, как правило, структуру любого органического кристалла, органическая кристаллохимия длинноцепочечных молекул имеет свою специфику [60]. В случае н-парафинов различия в плотности упаковки четных и нечетных молекул, имеющих разную симметрию, перестают быть ощутимыми с увеличением длины их углеводородных цепочек. Поэтому наибольшее [c.8]

Число ближайших соседей у каждой молекулы в простом твердом кристаллическом веществе равно 12 (гл. 2), а в простой жидкости примерно 10,6, как удалось установить различными методами. Именно эта разница и предопределяет обычно наблюдаемое понижение плотности при плавлении. Вода необычна и в том отношении, что у нее как в твердом, так и в жидком состоянии число ближайших соседних молекул у каждой молекулы равно приблизительно четырем. Молекулярная структура жидкой воды не выяснена эта проблема остается одной из наиболее интересных и важных проблем структурной химии, ожидающих решения. [c.246]

Рентгенографическая работа была дополнена расчетами энергии решетки с использованием различных потенциальных функций. Результаты не зависели от выбора потенциальной функции и показали, что между кристаллической упаковкой и (внутри)молекулярной структурой осуществляется оптимальный компромисс. Минимизируемые энергии решеток анализировались исходя из отдельных атомных вкладов в общую энергию. Даже для триморфной молекулы (II) относительные вклады энергии различных групп в общую энергию полиморфа были сходны. Однако совершенно очевидно, что такое состояние достижимо только в тех решетках, в которых могут осуществляться менее выгодные конформации но сравнению со структурой изолированной молекулы. Исследование конформационного полиморфизма оказалось эффективным и многообещающим средством для изучения природы тех кристал- [c.478]

По физическим свойствам полимеры различаются в очень широком диапазоне они могут быть твердыми или мягкими, жесткими или эластичными, хрупкими или упругими, плавкими или неплавкими. В значительной степени свойства полимера зависят от его молекулярной структуры, поэтому образец с заданными свойствами может быть получен путем выбора полимера и соответствующей его обработки. Физические свойства определяются также тем, является ли полимер полностью аморфным или частично кристаллическим. У аморфного полимера молекулярные цепи образуют беспорядочный клубок. Полимеры с длинными цепями существуют главным образом в аморфном состоянии. Поскольку длинные цепи большей частью беспорядочно изогнуты, полимер в [c.594]

Планируя дальнейшие исследования парафинов, можно было бы прежде всего сосредоточить усилия на получении монокристаллов различных гомологов и их твердых растворов, пригодных для изучения кристаллической структуры традиционными дифракционными методами, либо на использовании синхротронного излучения для структурных исследований поликристаллов. Детальное уточнение в разнообразных парафинах длин и углов химических связей, в том числе связей С-Н, без сомнения, будет способствовать развитию молекулярной химии углеводородов. Что же касается ротационно-кристаллических фаз парафинов, то для них пока вообще отсутствуют прямые структурные определения. Уточнение атомной и молекулярной структуры ротационных парафинов может перевести теорию ротационно-кристаллического состояния вещества из области косвенных фактов и догадок на фактическую основу. [c.308]

При обычных условиях вещества с молекулярной структурой могут находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии Вещества с немолекулярной структурой находятся только в твердом состоянии, преимущественно в кристаллической форме Носителями химических свойств таких веществ являются не молекулы, а комбинации атомов или ионов, которые образуют данное вещество [c.7]

Первая попытка теоретического рассмотрения процесса пластификации на молекулярном уровне с учетом сложившихся воззрений [88, 89] и основанных на господствовавших в то время представлениях о структуре аморфного и кристаллического состояния полимеров принадлежит Журкову [90—92], который полагал, что стеклование, или отвердевание , полимеров происходит в результате образования прочных межмолекулярных связей — узлов между макромолекулами. Пластификатор, введенный в полимер, блокируя полярные группы, выключает их из взаимодействия друг с другом. Вследствие этого между цепями полимера образуется меньшее количество узлов, что и приводит к снижению температуры стеклования. Чем больше сорбируется полярных групп, тем значительнее депрессия температуры стеклования (АГс), причем снижение температуры стеклования полимера пропорционально числу молекул пластификатора, не зависимо от формы и размеров молекул, т. е. [c.150]

Согласно современным представлениям, из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состояниях, В жидком состоянии из молекул состоят только те вещества, которые находятся не в ассоциированном состоянии в твердом же состоянии из молекул состоят лишь те вещества, которые имеют молекулярную структуру, К ним относятся органические соединения и небольшое количество неорганических веществ (например кристаллический йод, твердый оксид углерода (IV), вода,,,). Абсолютное же большинство твердых неорганических веществ не имеют молекулярной структуры, существуя в виде кристаллических форм, образованных не молекулами, а другими частицами (атомами, ионами). К ним относятся металлы, оксиды, сульфиды, карбиды и многие другие соединения. [c.29]

Принцип вязаной структуры ныне принимается, в той или иной мере, как реальность всеми основными теориями строения стекла. Дискуссии развертываются главным образом вокруг других вопросов физически однородно или неоднородно стекло, обладает ли оно вполне аморфной, или частично субмикрокристалличе-ской структурой, какие химические соединения образуют исходные компоненты в процессе стеклообразования и др. Но это вопросы второго плана. Ключевое значение имеет образование вязи . Даже вещества, имеющие в кристаллическом состоянии молекулярную структуру, как например Р2О5, в процессе стеклования претерпевают трансформацию, образуя вязь . О коренном изменении молекулярной структуры кристаллического Р2О5 свидетельствует наблюдаемое при стекловании резкое возрастание плотности — с 2,420 до 2,737 [15]. Поэтому противопоставление различных теорий не оправдано. Ведущей современной теории строения стекла можно было бы дать наименование теория аморфной вязаной структуры . Термины, которые определяют структуру непрерывной , либо дифференцированной (см. главу V), в это наименование не входят, поскольку термин вязаная структура включает оба понятия. [c.338]

Обычно полимеризацию изобутилена проводят Б среде инертного растворител5[ (этан, пропан, гексаи). Растворитель облегчает регулирование скорости и температуры реакции. Наиболее высокий молекулярный вес полимера достигается при концентрации изобутилена в инертном растворителе около 25%. Поли-изобутилены, полученные в присутствии растворимых катализаторов, имеют аморфную структуру и только после растягивания (ориентации) переходят в кристаллическое состояние. [c.204]

Вследствие сложности своей структуры высокополимерные соединения не имеют твердо выраженной точки плавления, В осиой-ном переход от твердого кристаллического состояния в жидкое происходит у них постепенно. Вместе с тем имеется возможность. выделить некэторые промежуточные состояния. Одним из них является пластическое состояние. Это состояние свойственно полимерам особой молекулярной структуры и формы, а поэтому подробному его рассмотрению здесь не будет уделено место. В то же время все волокна обладают в известной степени способностью к нахождению в пластическом состоянии. Иными словами, все волокна представляют собой термопластические полимеры. Нетермопластические полимеры (обычно именуемые термореактивными), как-то мочевиио-формальдегид, фенолоформальдегид и т. д., не образуют вследствие их хрупкости удовлетворительных волокон, что объясняется чрезвычайно высокой степенью их кристалличности. [c.222]

По современным представлениям нз молекул состоят вепгестпа в газообразном и парообразном состоянии. В твердом (кристаллическом) состоянии из молекул состоят лишь веп ,ества, имею щ и е молекулярную структур у. Например, органические вещества, неметаллы (за небольшим исключением), оксид глерода [c.5]

Подобно оксиду фосфора (+3), Аб Оз в парообразном состоянии существует в виде димерной молекулы Аз Ов с тетраэдрической структурой. В твердом состоянии АззОз образует три кристаллические формы и одну стеклообразную. Одна из кристаллических форм, устойчивая при обычных условиях, представляет собой молекулярную структуру, состоящую из тетраэдрических молекул Аз40о, связанных между собой межмолекулярнымн силами (рис. 53). Вследствие этого оксид мышьяка (+3) обладает высокой летучестью и при нормальном давлении сублимирует. Остальные кристаллические формы — фазы высокого давления, имею-к 1"аз 0° моле- слоистую или глобулярную (островную) [c.288]

Химией молекул продолжает оставаться современная органическая химия. Даже в твердом состоянии в узлах кристаллической решетки органических веществ находятся молекулы, т. е. они имеют молекулярную структуру. Однако для неорганических соединений молекулярная форма существования вещества характерна лишь для газо- и парообразного состояния. Подавлякэщее большинство твердых неорганических веществ не имеет молекулярной структуры, существует в виде макротел (например, кусок меди, кристалл поваренной соли, друза кварца). Твердые тела молекулярной структуры среди неорганических веществ скорее являются исключениями (например, кристаллический иод, твердый диоксид углерода). [c.9]

По современным представлениям из. молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состояниях.В твердом (кристаллическом) состоянии из молекул состоят лишь вещества, имеюище молекулярную структуру. Например, органические вещества, неметаллы (за небольшим исключением), оксид углерода (IV), вода. [c.12]

Согласно современным представлениям из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состоянии. В твердом состояни1г из молекул состоят лишь вещества, кристаллическая решетка которых имеет молекулярную структуру. Например, органические вещества, неметаллы (за небольшим исключением), оксид углерода (IV), вода. Большинство же твердых неорганических веществ не имеет молекулярной структуры их решетка состоит не из молекул, а из других частиц (ионов, атомов) они существуют в виде макротел (кристалл хлорида натрия, друза кварца, кусок меди и др.). Не имеют молекулярной структуры соли, оксиды металлов, алмаз, кремний, металлы. [c.11]

АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ (от греч. amorphos-бесформенный), конденсированное состояние в-ва, главный признак к-рого-отсутствие атомной или молекулярной решетки, т.е. трехмерной периодичности структура, характерной для кристаллического состояния. Аморфные тела изотропны, т. е. их св-ва (мех., оптич., электрич. и др.) не зависят от направления. А. с. обычно устанавливают, во-первых, по небольшому числу максимумов на дифракционно й картине (как правило, 2-4) на фоне диффузного гало, для к-рых характерны большая полуширина и быстрое убывание интенсивности с ростом угла дифракции во-вторых, по отсутствию в колебательном или электронном спектре рас- [c.155]

КРИСТАЛЛЫ (от греч. kryslallos-кристалл первоначально-лед), твердые тела, обладающие трехмерной периодич. атомной (или молекулярной) структурой и, при определенных условиях образования, имеющие естеств. форму правильных симметричных многогранников (рис. 1). Каждому хим. в-ву, находящемуся при данных термодинамич. условиях (т-ре, давлении) в кристаллическом состоянии. соответствует определенная кристаллическая структу- [c.536]

Дальний ИК-диапазон также важен для исследований структуры хелатов металлов и других соединений, содержащих тяжелые или слабосвязанные атомы. В отличие от рентгеноструктуриого анализа, методом колебательной спектроскопии можно изучать не только твердые (кристаллические), но и жидкие образцы. Значит, можно исследовать реальную молекулярную структуру в различных растворителях ие искаженную взаимодействиями в решетке и эффектами кристаллического поля. На рис. 9.2-22 приведено сравнение спектров образца хелата металла в твердом состоянии (в виде суспензии в нуйоле между полиэтиленовыми пластинами) и в растворе дихлорметана. Можно четко видеть, что более высокая (тетраэдрическая) симметрия комплекса устойчива только в растворе. Расщепление полос метал-лиганд в спектре твердого образца свидетельствует об искажении этой симметрии в кристаллическом состоянии. [c.196]

В ряду терпенофенолов и гваяколов в ИК-спектрах чистых веществ в кристаллическом состоянии наблюдается расщепление полосы валентных колебаний О—Н. Причины расщепления частот объясняются или чисто конформационным эффектом (орто-изоборнилфенол), или же совокупностью конформационного эффекта и эффекта образования ВВС за счет неподеленной электронной пары атома кислорода метоксигруп-пы (гваяколы). Изоборнильный радикал в орто-положении к гидроксильной группе отличается специфичностью как среди терпенофенолов, так и среди терпеногваяколов. На основании ИК-спектров дана оценка количественного содержания различных видов комплексов — межмолекулярных и внутримолекулярных для кристаллической фазы. Установлено, что комплексы с водородными связями — МВС и ВВС — являются индикатором, а также качественной и количественной характеристикой конформационных равновесий молекулярных структур, характеризующихся двумя взаимосвязанными процесами — динамическими конформационными равновесиями и образованием водородных связей. [c.36]

Полученные нами значения Vj дополнены вычисленными из [86] данными для интервала температур 3184-373 К. Природа объемного эффекта уплотнения структуры в случае переноса моля молекул мочевины из кристаллического состояния в бесконечно разбавленный водный раствор, по всей видимости, объясняется ослаблением Н-свя-зей, образуемых атомами водорода аминогрупп. По мнению авторов работы [12], это выражается в сокращении межатомных расстояний N-H(D) в молекулах изотопомеров мочевины на 3 10 нм, что, вероятно, является также одной из главных причин появления отрицательного изотопного эффекта 1 2°° (Н2О — D2O, 278-f298 К). Об ослаблении межмолекулярного взаимодействия при образовании разбавленного водного раствора мочевины свидетельствует и (упомянутое в разделе 3.1.3) соотношение объемов свободного пространства в молекулярных упаковках мочевины воды (in bulk) и гидратного комплекса, которое в последнем случае составляет наименьшую величину 2 /V.,2=1,36. [c.140]

Во всех агрегатных состояниях присутствуют одни и те же молекулярные формы этих гидридов. Как правило (исключая гидриды наиболее электроотрицательных элементов), в кристаллическом состоянии между этими молекулами действуют лишь слабые ваидерваальсовы взаимодепствия. При обсуждении водородной связи мы рассмотрим кристаллические структуры NH3, ОН2 и FH. Многие короткоживущие гидридные частицы были обнаружены спектроскопическими методами в последнее время строение некоторых радикалов было исслсдозапо в матрицах ири низких температурах (например, плоский СМ ., пирамидальные SiHa и ОеНз). Многие из неметаллов помимо указанных выше простых молекулярных гидридов образуют более сложные гидриды Мл-Н . Данные о наиболее важных из них включены в последующие главы, посвященные структурной химии соответствующих элементов. [c.8]

В иротивоиоложность иростой молекулярной структуре СЮгРз, упомянутой выше, Ю2рз в кристаллическом состоянии образует димеры (з) ио-видимому, это связано с тем, что атом I в высшей стеиени окисления стремится к октаэдрическому окружению. [c.78]

Скорость (и продолжительность) дозирования ЛВ зависит от структуры используемого полимерного элемента от макроуровня (пористая или непористая мембрана или матрица) через такие структуры промежуточных уровней, как неоднородности сшитых полимерных структур (трехмерные нерастворимые мембраны и матрицы) и распределения кристаллических и аморфных областей (кристаллизующиеся мембраны и матрицы), до неоднородностей молекулярного уровня (изменение состава, молекулярной массы и микроблочности сополимеров). Наибольшие скорости дозирования (от 10 до 500 мкг/ч) обеспечивают только микропористые мембраны и матрицы [26] однако это приводит к быстрому исчерпанию ЛВ, заключенного в TT , и время работы TT с микропористыми дозирующими элементами не превышает суток [27]. Более низкие скорости дозирования (не выше десятков микрограммов в сутки) достигаются при использовании непористых мембран и матриц, полимерный материал которых находится в стеклообразном состоянии [28]. При переходе в высокоэластичное состояние проницаемость увеличтгеается в сотни и тысячи раз [26, 28]. Такое увеличение может быть достигнуто не только повышением температуры дозирующего элемента (например, при воспалительном процессе), но и при изменении состава сополимера (СПЛ) - материала мембраны (например, для этилена с винилацетатом (Э-ВА) при увеличении содержания В А в СПЛ). Хотя и не столь сильно, как изменение состава СПЛ, на проницаемость полимерных материалов влияют и такие структурные и морфологические изменения полимера, как молекулярная масса, кристалличность и структура кристаллических областей, природа и количество других, помимо ЛВ, низкомолекулярных включений [29, 30]. [c.763]

Смотреть страницы где упоминается термин Молекулярная структура и кристаллическое состояние: [c.24] [c.50] [c.17] [c.137] [c.230] [c.32] [c.7] [c.249] [c.359] [c.90] [c.404] [c.200] [c.16] [c.79] [c.233] [c.257] [c.89] [c.371] [c.2131] [c.2134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология