Дипольные моменты молекул газообразных веществ

В отличие от ИК-спектров, в которых проявляются колебания, связанные с изменением дипольных моментов молекул, в спектрах КР активны те колебания, которые сопровождаются изменением поляризуемости молекулы в поле электромагнитного светового излучения. Это приводит к тому, что оба метода дополняют друг друга в определении частот колебаний в молекулах. Из спектров. КР газообразных веществ можно получить также информацию относительно вращательного движения молекул. Комбинационное рассеяние света, так же как и ИК-спектроскопия, является эффективным методом исследования строения молекул и их взаимодействия с окружающей средой. Спектры КР специфичны для каждого соединения и могут служить как для его идентификации, так и для обнаружения в смеси с другими веществами. [c.222]

Ненормально высокие значения диэлектрических постоянных, наблюдающиеся у некоторых жидкостей, как, например, у воды и аммиака, были приписаны Латимером и Родебушем бесконечной полимеризации за счет образования двойных связей. Это объяснение было поддержано также другими исследователями На рис. 50 сопоставлены значения диэлектрических постоянных жидких веществ, измеренных при 20° С, со значениями электрических дипольных моментов молекул этих веществ в газообразном состоянии или в растворах в неполярных растворителях. Как видно, большинство точек лежит близко к приведенной на рисунке простой кри- [c.286]

Дипольный момент молекулы газообразных веществ или находящихся в сильно разбавленном растворе неполярного растворителя рассчитывают по уравнению (1.5) так как Ро = Р об—Рд, Рц,= = Pe + Psi = R + P3., то подставив значения постоянных величин, получим [c.9]

Дипольные моменты молекул газообразных веществ [c.24]

Существуют и другие методы определения дипольного мо.мента. Все они дают возможность определять дипольный момент молекул для веществ, находящихся или в газообразном состоянии, или в разбавленном расгворе в неполярном растворителе. [c.91]

В ходе дальнейшего изложения для сравнения приводятся оба значения величин дипольных моментов молекул, а именно величины дипольных моментов веществ в газообразном состоянии, определенные но методу, который основан на измерении температурного коэффициента (условно обозначены буквой Г), и величины, выведенные на основании определения коэффициента преломления в бензольном растворе (обозначены буквой Б). Первый метод может дать лишь экспериментальные погрешности во втором главные погрешности обусловлены ошибками самого метода ошибки, связанные с растворителем, можно до некоторой степени уменьшить, применяя один и тот же растворитель. [c.102]

Согласно Дебаю [16] к разбавленным растворам может быть применен с удовлетворительным приближением рассмотренный второй метод нахождения постоянного дипольного момента молекулы в газообразном состоянии. При этом Дебай исходил из допущения, что в очень разбавленных растворах полярного вещества в неполярном растворителе молекулы первого ведут себя так же, как и в парообразно 1 состоянии, т. е. они могут свободно ориентироваться во внешнем поле. Ясно, что такое допущение не может быть строго обосновано. [c.9]

Ограничением использования чисто вращательных переходов является возможность получения спектра только для веществ, находящихся в газообразном состоянии. Кроме того, исследуемые молекулы в основном состоянии должны иметь постоянный дипольный момент. [c.172]

Если молекулы образованы за счет ковалентных связей и не обладают ни постоянным, ни индуцированным дипольным моментом, то в кристаллической решетке действуют только ван-дер-ваальсовские силы. В этом случае вещества обладают низкими температурами плавления и кипения при нормальных условиях они газообразны или являются жидкостями и, редко, твердыми веществами. [c.138]

Практически определение дипольного момента возможно лишь в том случае, когда вещество находится в газообразном состоянии или растворено в большом количестве неполярной жидкости (т. е. жидкости, молекулы которой не имеют дипольного момента), так как во всех других случаях имеет место взаимодействие молекул вещества между собою и полученные результаты [c.172]

В настоящее время применение этого метода в количественном анализе сдерживается отсутствием подробного каталога частот колебаний, поглощаемых различными молекулами. Кроме того, объектами анализа могут быть только газообразные вещества, имеющие измеримый дипольный момент. [c.164]

Молекулы многих веществ обладают дипольным моментом и способностью определенным образом ориентироваться на границе раздела фаз. Дипольным моментом, равным 6-10 Кл-м, обладает молекула воды [71, 72—74]. В поверхностном мономолекулярном слое примерно каждая тридцатая молекула расположена отрицательным полюсом в сторону газообразной, а положительным — в сторону жидкой фазы. В двойном электрическом слое из ориентированных диполей создается разность потенциалов V — 0,26 В [72]. Поэтому при наличии в воздухе ионов обоих знаков в равных количествах капли воды адсорбируют преимущественно отрицательные ионы, пока положительный потенциал внутри капли не будет скомпенсирован полем избыточного заряда д. В равновесном состоянии заряд капли равен [71] [c.34]

Газообразный [LiH] уже не является ионной молекулой, хотя дипольный момент этого вещества и велик (5,9 дебая). [c.121]

Свободное вращение молекул возможно только в газообразных веществах, поэтому только в этом случае и можно получить вращательные спектры. Поглощать электромагнитное излучение могут только полярные молекулы, поэтому вращательные спектры поглощения можно получить только для веществ, молекулы которых обладают дипольным моментом. [c.265]

Описанным методом можно производить определение дипольного момента газообразных веществ и разбавленных растворов. Работа с растворами предпочтительнее, так как для многих веществ определение диэлектрической постоянной пара трудно выполнимо. Если измерить диэлектрическую постоянную полярного вещества в жидком состоянии, то мы не получим на графике прямой линии. Это несогласие с уравнением (7а) объясняется тем, что молекулы полярного вещества, находясь на небольших расстояниях друг от друга, образуют комплексы в жидкости, что влияет на распределение молекул. [c.257]

Если молекулы, такие как НВг, HI, H2S, имеют дипольные моменты, то между ними при определенной ориентации возникают электростатические силы (рис. 53,а), обусловливающие превращение газообразного вещества в жидкость. [c.77]

Уравнение (6) выведено в предположении, что молекулы обладают совершенно беспорядочными движениями. Поэтому оно строго применимо только в случае газов. В растворах молекулы отчасти ориентированы за счет дипольных ассоциаций. Поэтому в тех случаях, когда из экспериментальных соображений диэлектрическую постоянную можно измерить только в растворе вещества (в неполярных растворителях, как гексан или бензол), поль.чуются разбавленными растворами, в которых ассоциация слабее. Однако невозможно полностью устранить ассоциацию молекул вещества с молекулами растворителя. Поэтому дипольные моменты, определенные в растворе, несколько отличаются от моментов, определенных в газообразном состоянии. [c.113]

В основе количественного анализа углеводородных смесей лежат следующие положения 1) интенсивность линий комбинационного рассеяния данного компонента смеси пропорциональна числу молекул данного компонента в рассеивающем объеме 2) интенсивность не зависит от присутствия других компонентов. Первое положение вытекает из природы комбинационного рассеяния. Второе есть следствие того обстоятельства, что межмолекулярные взаимодействия обычно весьма слабо-влияют на внутримолекулярные колебания, проявляющиеся в линиях комбинационного рассеяния. Только в некоторых частных случаях меж-молекулярное взаимодействие существенно влияет на интенсивность линий комбинационного рассеяния. Это влияние весьма значительно, например, при взаимодействиях групп О—Н или М—Н с окружающими молекулами, содержащими кислород, азот или фтор, т. е. в случае образования так называемой водородной связи. Оно иногда бывает заметным при взаимодействиях молекул с большими дипольными моментами. Но для громадного большинства интересных с практической стороны веществ, в частности для углеводородов, межмолекулярные влияния пренебрежимо малы. Поэтому спектр рассеяния углеводородны.х молекул оказывается независимым от состава смесн и остается неизменным при переходе от газообразного состояния к жидкому. Это обстоятельство очень упрощает задачу молекулярного спектрального анализа по методу комбинационного рассеяния света. [c.328]

Бели даже молекула не имеет постоянного дипольного момента, то в электрическом поле она будет поляризоваться. Дипольные моменты молекул обычно определяют по измерениям диэлектрической проницаемости е в газообразных или жидких веществах или в растворе. Диэлектрическая проницаемость токазывает, во сколько раз меняется ем Кость конденсатора, образованного двумя металлическими пластинами, при помещении между ними исследуемого вещества. Для ее измерения этим пластинам прикладывают переменное электрическое поле и измеряют протекающий при этом электрический ток. Полная поляризуемость Рц выражается с помощью уравнения Клаузиуса—Мосотти [c.58]

Для каждого момента в табл. 1 даны два значения одно, полученное для газообразного состояния—действительная величина момента, и другое, полученное при измерениях в растворах, обычно несколько отличное от первого ввиду существующего индуктивного взаимодействия молекул растворенного вещества с молекулами растворителя. Для проверки расчетом по правилу векторной аддитивности моментов, полученных при измерениях в растворах, применимы лишь данные по моментам групп, полученные также в растворах, так как в этом случае в величины измеренного и рассчитанного моментов входят ошибки одного и того же рода. Моменты этильных производных, которые часто несколько выше моментов метильных производных, можно использовать в качестве величин моментов любых высших алкильных производных, так как дальнейшее увеличение алкильного остатка не сказывается существенным образом на величине момента его связи с полярной группой. Величины большинства дипольных моментов, измеренные в растворах, приведены в-таблице с точностью до 0,1-10 , поскольку в данных различных исследователей имеются расхождения именно в этих пределах. Применение различных инертных растворителей также влечет за собой некоторый разброс результатов. В качестве растворителя чаще всего применяется бензол. Порядок величины моментов, представляющей произведение величины электрического заряда (порядка 10" ° э. с. е.) на межатомное расстояние (порядка 10 см), равен 10 э. с. е.-см. Множитель Ю обычно опускается, когда речь идет о дипольных моментах, и последние выражаются в дебаях (1 дебай= В=. 0 [c.10]

Дипольный момент молекулы, вернее модуль этой векторной величины, определяют, измеряя диэлектрическую проницаемость вещества в газообразном состоянии или в растворе в неполярном растворителе и пользуясь зависимостью Клаузиуса—Моссоти—Дебая [c.347]

Техника определения дипольных моментов и вычисления их современным методом приведены в соответствующей литературе [30, 42, 44]. Дипольные моменты гетероциклических систем определяются, главным образом, в неполярных растворителях, желательно в неполярных углеводородах, например циклогексане или, если это невозможно вследствие низкой растворимости, в бензоле, диоксане или четыреххлористом углероде. Большинство дипольных моментов, приведенных в литературе, измерено в бензольных растворах, и это надо учитывать при выборе растворителя. Следует отметить, что истинный дипольный момент молекулы может быть измерен лишь в газообразном состоянии, тогда как значения, полученные в растворе, з ависят, по крайней мере, от индуктивного взаимодействия между молекулами растворителя и растворенного вещества. [c.207]

Огромное различие трифторида алюминия и тетрафторида кремния не обусловлено тем не менее каким-либо значительным изменением типа связи — в обоих случаях связи имеют промежуточный характер между ярко выраженными ионными связями М+р- и нормальными ковалентными связями М р ,— а скорее является результатом изменения взаимного расположения атомов. Три летучих вещества существуют в виде отдельных молекул 31р4, РРз и 5Рв (не имеющих дипольных моментов) как в жидком и кристаллическом, так и в газообразном состояниях (рис. 9.4), и их плавление или испарение происходит лишь за счет теплового движения, в результате которого преодолеваются слабые меж- [c.248]

Между образовавшимися ионами действуют силы электростатического притяжения. Соединений с ионным типом связи весьма ограниченное количество. Вместе с тем следует отметить, что чисто ионная связь в соединениях не осуществляется. Так, измерение дипольного момента молекул хлорида натрия в газообразном состоянии показывает, что э44)ек-тивный заряд ионов натрия и хлора составляет соответственно -f0,8 и —0,8 (в единицах заряда электрона). Следовательно, даже в соединениях, которые рассматриваются как ионные, в некоторой степени проявляется ковалентный характер связи. Это не влияет на свойства соединений, и последние рассматриваются как вещества с ионным типом связи,, Ионная связь характеризуется ненаправленкостью и нена-сыщаемостью. Ненаправленность ионной связи объясняется тем, что силовые поля ионов равномерно распределяются по всем направлениям в пространстве, поэтому каждый ион может притягивать к себе ионы противоположного знака по любому направлению. Взаимодействие ионов друг с другом не приводит к полной взаимной компенсации их силовых полей. Вследствие этого у ионов сохраняется способность [c.90]

Дипольный момент молекулы обьпно вычисляется из измеренных величин диэлектрической проницаемости вещества в газообразном состоянии или в разбавленных растворах его в неполярных растворителях. Ввиду того что для получения значений диэлектрической проницаемости газов высокой точностью необходима очень сложная и прецизионная техника эксперимента, применяют более простые по выполнению измерения диэлектрической проницаемости в растворах., Лучший способ определения диэлектрической проницаемости заключается в измерении емкости заполненного веществом конденсатора при помощи переменного тока высокой частоты. Конденсатор изготовляется из металлических параллельных пластин или коаксиально расположенных один внутри другого цилиндрических электродов. Величина диэлектрической проницаемости равна отношению емкости С конденсатора, наполненного исследуемым веществом, [c.13]

Наиболее достоверные данные о дипольных моментах можно получить, если проводить исследование вещества в газообразной фазе при очень низких давлениях, когда расстояния между молекулами настолько значительны, что электростатическое взаимодействие между ними почти отсутствует. Из всех известных методов наиболее широкое распространение получили методы определения дипольных моментов, основанные на измерении диэлектрической проницаемости паров и разбавленных растворов полярных веществ в бездипольных растворителях. Большинство экспериментальных значений дипольных моментов получены при помощи этих методов, в основе которых лежит статистическая теория полярных молекул, разработанная Дебаем. [c.54]

Каталитические процессы начинаются с взаимодействия молекул исходных веществ с катализаторами. В тех случаях, когда катализаторы — твердые тела, а реагирующие вещества находятся в газообразном или в жидком состоянии, это взаимодействие начинается с адсорбции на поверхности катализатора молекул всех или части веществ, вступающих в реакцию. Но это утверждение имеет слишком общий характер для вывода механизмов катализа. Понятие адсорбции объединяет процессы самого различного характера, проявляющиеся в захвате молекул или их частей поверхностью твердых тел Один предельный тип — это неспецифическая физическая , или молекулярная, адсорбция под действием когезионных сил Лондона. Эти силы обусловлены существованием у любых атомов, свободных или объединенных в кристаллы или в молекулы, в любом фазовом состоянии особых небольших индукционных дипольных моментов, обусловленных существованием нулевой энергии. Эти взаимодействия между каждой парой атомов независимы, и для молекул и кристаллов суммируются. Потенпиал взаимодействия у любой пары атомов уменьшается с расстоянием пропорционально шестой степени V = соп81/г . При аддитивном [c.50]

Дипольные моменты и полярность отдельных молекул не дают представления об истинных свойствах системы в жидком и газообразном состояниях. В качестве характеристики в этом случае пользуются величиной диэлектрической постоянной, представляюш ей собой отношение силы взаимодействия между двумя зарядами в вакууме к этой силе, при тех же условиях, в данной среде. E vTH вещество с полярными связями, но неполярными молекулами растворить в полярном растворителе, то под влиянием растворителя у молекул возникает наведенный дипольный момент, изменяющий их свойства. В некоторых случаях этот момент столь велик, что полярные связи превращаются в ионные, и вещество подвергается электролитической диссоциации. Так как молекулы полярных растворителей в той или иной степени ассоциированы, то для оценки их влияния в растворах пользуются диэлектрической постоянной. Чем выше диэлектрическая постоянная растворителя, тем сильнее его влияние на полярные связи в молекулах растворенных веществ, тем вероятнее их превращение в ионные. [c.94]

Ограничением радиоснектроскоипческого апализа является требование, чтобы исследуемое газообразное вещество было полярным и нмело дипольный момент. Поэтому не всякий газ можно подвергнуть анализу этим методом для определения его химического состава. Одиако можно ожидать расширения возможностей радиоспектроскопического анализа для молекул с длинными цепями атомов. [c.292]

Исследование конформации молекул было вскоре распространено и на другие соединения, причем при этом пользовались, кроме термодинамического метода, и другими физическими методами, как, например, дифракцией электронов в газообразных веществах, интерференцией рентгеновских лучей в кристаллических веществах, измерением дипольных электрических моментов и исследованием длин волн и интенсивности поглощения в микроволновых и инфракрасных спектрах и в спектрах комбинационного рассеяния. При этом было установлено, что у большинства соединений, среди которых гексафторэтан ГзС—СРз и гексахлорэтан С1зС —СС1з, устойчивыми формами являются заторможенные конформации. Аналогично атомы углерода в кристалле алмаза расположены, как в заторможенной конформации. [c.96]

В молекулярных кристаллах узлы кристаллической решетжи заняты отдельными молекулами. Молекулы связаны друг с другом за счет ван-дер-ваальсовых сил и диполь-дипольного взаимодействия. Диполь-дипольное взаимодействие обусловлено тем, что кратковременное искажение электронного облака даже в неполярной молекуле приводит к возникновению у нее дипольного момента или к перераспределению в ней заряда. Такой мгновенный дипольный момент индуцирует наведенный дипольный момент у соседней молекулы. В результате возможно притяжение между положительным концом одного диполя и отрицательным концом другого. Диполь-дипольные взаимодействия как раз являются результатом взаимного притяжения разноименно заряженных концов двух молекул. В молекулярных кристаллах можно выделить отдельные молекулы. Связь между ними относительно слабая, поэтому молекулярные кристаллы мягкие и плавятся при низких температурах. Большпн-ст[во органических веществ являются молекулярными кристаллами. При понижении температуры многие вещества, которые при комнатной температуре находятся в газообразном состоянии, образуют молекулярные кристаллы. [c.11]

В настоящей главе не рассмотрены способы определения дипольного момента методом молекулярного пучка [52, 53] или из поглощения радиоволн в диэлектриках [54], поскольку для большинства молекул эти методы дают менее точные результаты, трудны в работе, а иногда просто ненрименимы. Для точных определений дипольного момента изолированной молекулы в условиях, когда она свободна от воздействия окружающей среды, всегда лучше измерять диэлектрическую проницаемость вещества в газообразном состоянии. В этом случае наиболее удобным методом измерений является метод биений. Поскольку большие требования к точности сильно затрудняют измерения в газах и поскольку низкое давление паров большого числа веществ или их термическая неустойчивость исключает возможность измерений в газах, подавляющее большинство измерений дипольных моментов проводится с растворами полярных соединений в неполярных растворителях. Для таких измерений метод биений оказался вполне удобным и точным, причем установка в этом случае получается проще, чем для газов, за счет устранения всяческих специальных предосторожностей, необходимых для работы с газами. При измерениях растворов и жидкостей можно применять также и метод резонанса. Очень хорошие результаты могут быть получены с подробно описанным выше весьма простым вариантом резонансной схемы. В особом случае исследования жидкостей, обладающих значительной электропроводностью, необходимо пользоваться мостиком емкостей или схемой твин-Т . Последние дают удовлетворительные результаты также при применении их к непроводящим жидкостям. [c.52]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология