Поляризация молекул воды

Поляризация молекулы воды происходит потому, что [c.104]

Рассмотренные ранее процессы взаимодействия молекул воды с ионами и атомами в кристаллогидратах ( 53) показывают, что эти молекулы могут подобным же образом взаимодействовать и с ионами или атомами, содержащимися в поверхностном слое кристалла или стекла. Взаимодействие может приводить к образованию более или менее прочной донорно-акцепторной связи и водородной связи или ионо-дипольной связи, причем наряду с типичными случаями здесь возможны и переходные формы взаимодействия, когда деление соединений по характеру связи становится условным. Такое взаимодействие, связывая молекулу воды с поверхностью кристалла, вызывает преимущественную ориентацию ее относительно поверхности, способствуя образованию упорядоченного расположения молекул относительно поверхности. Рассмотренное взаимодействие может вместе с тем вызывать дополнительную поляризацию молекул воды, что повышает их способность связывать другие молекулы воды, расположенные дальше от поверхности, увеличивая полярность этих молекул, но уже в меньшей степени. Это в свою очередь усиливает связь с ними следующих молекул воды, ио еще в меньшей степени. [c.379]

Поляризация молекул воды положительным ионом Э выражается в их ориентации и затем деформации. Если основное значение имеет первый фактор, число поляризованных ионов Э молекул воды должно быть тем больше, чем выше его заряд. По аналогии с гидроксидами металлов в этом случае можно ожидать, что пяти-, шести- и семивалентные Э дадут гидраты состава соответственно Э(ОН)5, Э(ОН)б, Э(0Н)7 и притом лишь со слабокислотными свойствами. Напротив, при преобладающем значении второго фактора число притянутых молекул воды должно быть минимальным, деформация же их, а следовательно, и кислотность ЭОН —сильно выраженной. [c.431]

Анизотропия вращательной подвижности. Теоретические расчеты и данные машинного моделирования свидетельствуют о том, что молекулы воды вблизи межфазной границы ориента-ционно упорядоченны [2, 599, 600]. Наблюдаемый экспериментально поверхностный скачок потенциала и экспоненциальное отталкивание межфазных границ в тонких пленках также объясняется поляризацией молекул воды в поверхностной области [601, 602]. Вследствие ориентационной анизотропии возникает остаточное расщепление линий ЯМР воды и наблюдаются некоторые особенности ЯМР релаксации воды в гетерогенных системах. [c.234]

Существенный вклад в адгезию водных пленок к твердой фазе вносит также образование двойного электрического слоя. Природа его связана с односторонним переходом электронов через границу раздела фаз вследствие различия электростатических потенциалов, ориентации на поверхности контакта адсорбированных функциональных групп противоположной полярности и поляризации молекул воды под воздействием полей твердой фазы. [c.53]

Ориентация диполей воды вокруг иона сопровождается дальнейшим изменением энергии. Экзотермический эффект является только главным эффектом кроме него происходят и другие эффекты. Одним из эффектов является поляризация молекулы воды вокруг иона под влиянием электрического заряда изменяется дипольный момент воды. Чем больше заряд иона, тем больше это изменение. [c.176]

Интересно отметить, как сильно изменяются свойства самой воды в гелях. В табл. 2 показано, что при содержании в воде 3% коллоидного кремнезема вместо подвижной жидкости получается мягкая студнеобразная масса, а при содержании 25% система становится хрупкой. Под действием частиц геля происходит дополнительная поляризация молекул воды, что способствует усилению связи между ними. [c.23]

Пониманию природы взаимодействия между молекулами диоксана и воды способствует тот факт, что дипольный момент молекул воды, растворенных в диоксане, больше дипольного момента свободных молекул воды. Это указьшает, что поляризация молекул воды больше в диоксановых растворах, чем в газообразном состоянии, из-за образования водородных связей между водой и диоксановыми молекулами [97, 102]. Связь между молекулами воды и диоксана подтверждена и измерениями вязкости [92], на основании чего было сделано заключение, что в растворах с мольной долей диоксана 0,2 на одну молекулу диоксана приходится четыре молекулы воды. Образование подобного рода комплексов приводит к упрочнению структуры жидкости и, следовательно, к увеличению вязкости. При высоких концентрациях диоксана содержание воды уже недостаточно для образования таких ассоциатов, а потому вязкость растворов уменьшается. [c.213]

При использовании в качестве связующего насыщенного раствора гидрата в приповерхностном слое свойство растворителя резко изменяется, так как структурированный приповерхностный слой воды имеет повышенную плотность и пониженную диэлектрическую проницаемость. Таким образом, в приповерхностном слое будет происходить кристаллизация растворенного вещества. Причем условия поляризации молекул воды под влиянием поля соприкасающихся поверхностей будут приводить к упорядочению структуры новообразований, на что обратили внимание Ефремов и Розенталь, указывая на важную роль структурирования клеящей прослойки. [c.111]

При наличии в воде солей, способных к гидролизу, увеличение диэлектрической проницаемости вследствие ориентационной и упругой поляризации молекул воды приводит, по мнению Баталина [78], к ускорению гидролиза и образованию центров конденсации новой фазы. [c.120]

Следует отметить значительную взаимную поляризацию молекул воды как в твердом, так и в жидком состоянии, в результате чего средний дипольный момент молекул возрастает до 2,6 О, а энергия водородных связей с 13,58 до 17,82 кдж/моль [213]. [c.32]

Определенные осложнения возникают при установлении координации из спектроскопических данных для соединений, в которых возможно значительное взаимодействие анионов с другими аддендами, например, в гидратах. Так, в сильно разбавленных водных растворах нитратов нитрат-ион слегка искажен. Расщепление Луз здесь составляет 50 Оно возрастает до 70 см в насыщенном водном растворе нитрата магния. С заметной интенсивностью проявляется также запрещенная частота vi [146]. В случае кристаллогидратов азотнокислых солей поляризация молекул воды в поле центрального иона может привести к усилению их взаимодействия с анионами N0 и, следовательно, к расщеплению V3. [c.136]

Исследование вязкости растворов солей хлорамина платины (IV) в интервале концентраций 0,005—0,1 м [67] показывает, что в растворах, содержащих частицы с гидрофобной поверхностью, коэффициент В определяется главным образом размерами ионов, а заряд ионов на него почти не влияет. Многоатомные ионы, содержащие гидрофильные группы (—С1,—NH2,—ОН), в которых заряд иона более эффективно делокализован, уменьшают значение В. В растворах, содержащих небольшие одноатомные гидратированные ионы, величина В зависит также и от электрического поля вокруг иона. Она возрастает при увеличении заряда и уменьшении кристаллографического радиуса иона. Предельная величина коэффициента В соответствует такому значению электрического поля, при котором поляризация молекул воды настолько сильна, что происходит гидролиз и ион Ме + превращается в ион Ме(ОН)/, [c.156]

Даже если допустить в соответствии с изложенным рассуждением, что в вычислениях следует использовать для непосредственно соприкасающихся с ионами слоев воды значение 8 = 4—5, нельзя предложить надежную модель, объясняющую значение энергии этой части гидратации, поскольку не известно, каким образом влияют на ориентацию и поляризацию молекул воды другие молекулы воды и как сказывается присутствие других ионов. Предложить удовлетворительную модель для объяснения числа и состояния молекул воды в первой гидратной оболочке ионов м.ожно, только приняв упрощающие допущения. Правильность такого подхода, однако, сомнительна, тем более что значения энергии, вычисленные на основе представляющихся разумными (на основе разных экспериментальных фактов) допущений, оказываются различными даже при сравнимых условиях. Тем не менее можно предположить по крайней мере, что энергия связи молекул воды в первом слое вокруг одноатомных катионов высока по сравнению со средней тепловой энергией. Таким образом, эти молекулы воды перемещаются вместе с ионами. Во втором слое, однако, связь значительно слабее, и ее энергия достигает значения средней тепловой энергии молекул воды только в случае малых многозарядных ионов. [c.524]

Третье слагаемое связано с природой и величиной электростатических сил (взаимодействия ионов и поляризации молекул воды), приводящих к образованию ионной атмосферы и вызывающих изменение свойств растворителя вблизи иона. [c.49]

В отличие от чистой воды, где благодаря равноценности всех молекул прецессии в идентичных атомах практически одинаковы, в растворах (и других водно-дисперсных системах) в виду различия поляризации молекул воды электрическими полями ионов, идентичные атомы и электронные облака не прецессируют с одинаковой частотой. Смещение электронных облаков в молекулах, непосредственно окружающих ион, в молекулах, прилегающих к гидратированному иону и в свободных молекулах, далеко отстоящих от иона и сохраняющих структуру воды, различно. По этой причине внутреннее магнитное поле, индуцированное под воздействием внешнего магнитного поля, в различных точках не будет одинаковым. Точно так же в виду различной магнитной восприимчивости частиц в растворе индуцированные магнитные моменты, равные произведению маг- [c.36]

Характерной особенностью электрокапиллярных кривых в неводных растворителях с небольшими добавками воды является адсорбция при сильных отрицательных поляризациях молекул воды, приводящая к уменьшению пограничного натяжения по [c.192]

Что касается катионных форм цеолитов, то для них центром хемосорбции молекул воды может быть катион металла. При повышении температуры поляризация молекул воды катионом усиливается и происходит ионизация [36] [c.438]

Количество ближайших соседей у каждой молекулы воды при повышении температуры от 277,18 до 373,18 К возрастает от 4,4 до 5, тогда как у других жидкостей наблюдается их уменьшение. Плотность воды как при 273,18 К (на 9%), так и при 373,18 К (на 4,6 %) остается выше плотности льда. Следует отметить значительную взаимную поляризацию молекул воды как в твердом, так и в жидком состоянии, в результате чего возрастают средний дипольный момент и энергия водородных связей. [c.26]

Последнее можно наглядно объяснить для случая взаимодействия молекул воды с поверхностью ионного кристалла Под действием электрического поля, создаваемого ионом, прилегающие молекулы воды поляризуются. С увеличением полярности усиливается их связь с молекулами, расположенными далее от стенки, и в свою очередь происходит дополнительная поляризация молекул воды, но уже в меньшей степени. Это усиливает их связь и с молекулами, более удаленными от стенки, хотя еще в меньшей степени. [c.360]

Хотя оценить величины А.и и I, зависящие от взаимодействия КВС с окружающими частицами, в настоящее время не представляется возможным, полученные соотношения полезны при анализе диэлектрических изотерм сорбции, так как они связывают экспериментально определяемые диэлектрические характеристики с молекулярными параметрами я, р, у, АС/, I, г. Сравнительно большое количество параметров затрудняет их оценку с помощью соотношений (15.6) — (15.11). Поэтому при применении этих соотношений необходимо делать определенные допущения и выбирать разумные интервалы изменений рассматриваемых параметров. Такая попытка предпринята в работе [674] для оценки протонной поляризации молекул воды, моносорбированных на а-ЕегОз. [c.253]

Особого внимания заслуживает вывод (см. стр. 163), справедливость которого не ограничена никаким допущением. Напомним, что он непосредственно следует из того, что в случае специфического субстрата (метилового эфира М-ацетил-1-фенилаланина) константы скорости щелочного гидролиза и катализируемого ферментом водного гид-ррлиза (на скоростьлимитирующей стадии, /гз/55) практически совпадают (табл. 30). Поэтому можно считать, что роль химотрипсина как катализатора реакции гидролиза сводится к сорбции на активном центре химически инертных фрагментов субстратной молекулы с последующим использованием сил. сорбции для следующих действий 1) поляризации молекулы воды, встроенной в активный центр ацилфермента настолько, что она полностью депротонирована 2) жесткому закреплению (ориентации) субстратного карбонила по отношению к атакующему нуклеофилу (образовавшемуся гидроксильному иону), чтобы эффективная концентрация последнего достигла предельного для воды значения —55М. 1 [c.166]

Оказалось, что различие в теплотах гидратации двух ионов действительно зависит от их радиусов, как это следует из уравнения Уэбба- Ван Аркель уточнил расчет энергии гидратации по Борну на основании представлений о модели молекулы воды. Он учитывал взаимодействие ионов с дипольными молекулами воды и поляризацию молекулы воды под влиянием заряженных ионов. [c.333]

Эти оценки полностью согласуются с элементарными электростатическими вычислениями при использовании модели точечных диполей. Согласно таким вычислениям, поляризация молекулы воды может давать существенный вклад в этот процесс. Ранее при изучении ионизации щелочных металлов замечено, что небольшие добавки ацетилена в горючую смесь приводят к более быстрому установлению равновесного уровня ионизации. По всей видимости, это связано с образованием в зоне реакции ионов НзО+ и с последующим процессом передачи заряда атому натрия. Однако Шофилд [144] показал, что такой механизм может эффективно проявить себя только при малой степени нонизации металлов — порядка нескольких процентов. Результаты его экспериментов при больших степенях равновесной ионизации (10—70%) свидетельствуют о незначительном влиянии добавок ацетилена в катализе процесса ионизации. [c.269]

В цеолитах с сильно поляризующими катионами при удалении воды происходят более сложные изменения. В результате поляризации молекула воды расщепляется на гидроксил, связанный с катионом, и протон, присоединяющийся к кислороду каркаса. Катионы переходных металлов находятся в окружении трех кислородов 6-членного кольца и гидроксильной группы. Об этом говорят результаты рентгеноструктурного анализа (данные приведены выще), а также спектры ЭПР цеолитов СоА, СоХ и oY [61] и мёссбауэровские спектры цеолита FeY [193]. А в цеолитах со структурой фожазита редкоземельные ионы образуют комплексы внутри содалитовых ячеек. При повышении температуры гидроксильные группы разрушаются и выделяются в виде воды. [c.89]

Коэффициенты a - аддитивные постоянные ионов. Наблюдение отдельной резонансной линии от воды, связанной с катионами, при низких температурах позволило определить вклад анионов в а, исходя из 8 для воды в объеме [210]. Полученные значения константы а приведены в табл. 2.10 (положительными считаются сдвиги в сильное поле). Было рассмотрено несколько факторов, определяющих моляль-ный ионный сдвиг резонансного сигнала [342, 446]. К ним относятся поляризация молекул воды в поле иона (сдвиг в слабое поле для С+ и А ), перераспределение зарядов в связи О -Н вследствие взаимодействия с окружающими поляризуемыми ионами (низкопольный сдвиг), разрыв водородных связей (высокопольный сдвиг), образование водородных связей в результате гидрофобной гидратации (сдвиг в слабое поле) и ассоциация ионов. Значение факторов, индуцирующих разрыв связей, выявляется при сравнении с аналогичными эффектами в жидком аммиаке, в котором все сдвиги, во-первых, низкопольные, во-вторых, зависят главным образом от катионов и, в-третьих, возрастают при уменьшении радиусов ионов [16], Именно таково ожидаемое поведение, обусловленное поляризационным вкладом,, который в случае воды должен быть сходным. Поскольку а имеет преимущественно положительные значения, отсюда следует, что процент разрыва водородных связей большой. Рост положительного значения а с ионным радиусом означает отрицательную гидратацию. Высокопольный сдвиг, индуцированный катионами R4N-t-, которые по данным многих других методов представляют собой центры сильной гидрофобной гидратации (т.е. усиление образования водородных связей), и низкопольные сдвиги до сих пор могут быть объяснены согласно теории гидрофобных веществ в водных растворах. В следующем разделе предлагаются возможные объяснения этих эффектов. [c.258]

В водных растворах 1 1-электролитов картина иная. При комнатной температуре критическое расстояние по теории Бьеррума составляет 3,57 А и весь объем зоны образования ионной пары составляет 190 А . Этот объем предоставляет пространство, достаточное примерно только для четырех близко расположенных к ионам и сильно ими поляризованных молекул воды в добавление к двум образующим пару ионам. При таких условиях вычисления, использующие макроскопические значения диэлектрической проницаемости, очевидно, ведут к значительной ошибке. Однако о степени поляризации молекул воды надежных данных нет. На основе исследований диэлектрической проницаемости в концентрированных растворах электролитов Ритсон и Хастед [40] нашли, что ориентационная поляризация в непосредственной [c.505]

Гидратация — это сложный процесс, состоящий из экзотермических и эндотермических частных процессов. Количественной теор,ии по энергетике этого процесса нет, что и. не удивительно, если учесть изложенные 1выше обстоятельства. Однако полуколичественная теория, предложенная Мищенко и сотр. [60], основанная на детальном анализе частных процессов, представляет существенный вклад в разъяснение энергетических условий гидратации, особенно для концентрированных растворов. В соответствии с представлениями этой теории экзотермические частные процессы гидратации обусловлены взаимодействием между ионами и постоянными диполями соседних молекул воды, поляризацией молекул воды в поле ионов, дисперсионным взаимодействием между ионами и молекулами воды и влиянием ионов, окруженных первичной лидратной оболочкой, на более удаленные молекулы воды. Эндотермические частные процессы обусловлены взаимным отталкиванием молекул воды в гидратной оболочке и взаимным отталкиванием между ионами и молекулами в первичной гидратной оболочке вследствие частичного перекрывания их электронных оболочек. Величина этих энергетических составляющих зависит от концентрации раствора и от энергетических изменений электростатических полей вследствие изменения среднего расстояния между иона-тии. Это проявляется в зависимости интегральной теплоты растворения от концентрации. [c.570]

Выше упоминалось, что магнитная обработка уменьшает гидратацию в связи с увеличением поляризации молекул воды и изменением ее структуры. Поэтому при контакте обработанной воды с отложениями накипи в первые дни работы изменяется количество связанной в кристаллической решетке воды, т. е. происходит перекристаллизация, в результате которой монолитность котельного камня нарушается, отлущиваются более или менее крупные частицы, вода проникает между слоем котельного камня и стенками, отслаиваются и обрушаются более или менее крупные куски. Последние могут нарушить циркуляцию воды и вызвать местные перегревы, поэтому перед магнитной обработкой нагревательные поверхности котлов должны быть тщательно очищены от накипи, а во избежание чрезмерного повышения содержания шлама в связи с разрушением накипи в недоступных для чистки местах в первый период эксплуатации производят более частые продувки, чем это следует из ориентировочных расчетов по приведенным формулам. [c.89]

Вопрос о поляризации молекул воды ионами обсуждался также Вдовенко и Суглобовым [88] в связи с изучением растворимости солей уранила методом ИК-спектроскопий. [c.87]

Что же касается структурирующего взаимодействия, то это может быть взаимодействие аквакатионов с внешнесфер-ной водой посредством образования водородных связей. В соответствии с концепцией Франка j36] подобное взаимодействие должно стимулироваться значительной поляризацией молекул воды в рассматриваемых аквакатионах, В результате вокруг каждого аквакатиона может возникнуть один или более внешних слоев из молекул воды, связанных водородными связями и имеющих, следовательно, больший по сравнению с чистой водой молярный объем [25] (рис. 7). С повышением концентрации доля такой воды в общей массе воды, приходящейся на моль растворенной соли, будет расти, отсюда и рост I/, и Ф , при увеличении т. Другая причина этого роста, как уже говорилось, может быть связана с усилением отталкивания между ионами. [c.106]

Сделанное рассмотрение подводит к выводу, что повышение степени ковалентности только тогда способствует росту V), когда гтроисходит за счет поляризации молекулы воды катионом. Увеличение овалентности за счет собственной электронной поляризуемости ка- [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология