Водородная связь Природа водородной связи

Вопрос о природе водородной связи окончательно не решен. Ясно, что здесь играют роль и междипольное взаимодействие, и эффект поляризации, и донорно-акцепторный механизм. Трудность квантовомеханического расчета водородной связи обусловлен тем, что погрешность вычисления значительно больше величины энергии водородной связи. По-видимому, наиболее надежные результаты можно ожидать от метода молекулярных орбиталей. [c.236]

Природу водородной связи пытались объяснить по-разному. Если допустить, что атом водорода может быть двухвалентным, то потребуется использование ls-орбитали для одной связи и 2s-или 2р-орбитали для второй связи. Вследствие очень большого различия в энергии состояний Is и 2s или 2р двухвалентность водорода мало вероятна. Вторая гипотеза предполагает существование резонансных структур третья — предлагает рассматривать связь как электростатическую. Все эти три гипотезы были серьезно рассмотрены, и в настоящее время обычно считают, что водородную связь можно удовлетворительно объяснить с точки зрения электростатического взаимодействия. [c.187]

Несмотря на необходимость применения сложной аппаратуры, результаты измерения дифракции нейтронов оправдывают затраты и имеют большую ценность. Так, например, этим методом удалось точно установить расположение некоторых легких атомов относительно более тяжелых. Были также исследованы структура льда и строение ионов НРг , благодаря чему выявлена природа водородной связи в этих соединениях. Дифракция нейтронов позволяет также различать атомы с одинаковым порядковым номером, так как сечение захвата нейтронов сильно зависит от природы элемента. [c.75]

Химические сдвиги протонов ЫН-группы могут изменяться в зависимости от природы растворителя, концентрации и природы исследуемого соединения, вследствие участия их в процессах межмолекулярного обмена, при образовании водородных связей и по этим причинам не имеют строго фиксированных значений химических сдвигов. Однако обычно сигналы алифатических аминов наблюдаются в сильном поле (2—4 м. д.). В то же время, если ЫН-группа связана с зр -гибридизованным атомом углерода (например, в амидах, пирроле и т. п.), то сигналы оказываются в слабопольной части спектра (>5 м. д.). [c.134]

В этой главе мы остановимся в основном на ковалентной связи. Только небольшие разделы в конце главы будут посвящены электростатической связи и водородной связи. При рассмотрении природы ковалентной связи мы используем два подхода — теорию валентных связей и метод молекулярных орбиталей. Оба эти подхода основаны на применении вариационного принципа, который мы рассмотрим вначале, до обсуждения ковалентной связи. [c.44]

Для определения ГАС, содержащих связи Н-гетероатом, в работах [129, 131 и др.] использованы полосы соответствующих валентных колебаний с максимумами близ 3590 (свободные фенолы), между 3490 и 3510 (свободные О—Н группы в карбоновых кислотах) и близ 3460 см (группа в карбазолах). Этот же спектральный диапазон (3200—3600 см- ) изучался при выявлении природы водородной связи в высокомолекулярных компонентах нефтей и битумов [228, 229]. [c.29]

Природа водородной связи полностью не выяснена. То обстоятельство, что водород дает ее с электроотрицательными атомами, [c.493]

Значение водородной связи, которая широко распространена, велико в биологических и химических процессах. Существование Н-связи в воде определяет благоприятные условия для жизни на Земле. Эта связь существенна для структуры белков и многих других веществ, необходимых для всего живого. Возможность образования Н-связи параллельно с обычными валентными связями необходимо всегда учитывать при изучении строения веществ и их реакционной способности. Возникновение Н-связей, которое облегчает перенос протона, имеет существенное значение в кислотноосновном катализе, окислительно-восстановительных и многих подобных и важных в науке и технике процессах. Не случайно гак многочисленны в последние годы исследования, посвященные вопросам природы и механизма действия водородной связи. [c.128]

Свойства воды интересуют научных работников различных специальностей — физиков, химиков, биологов, геологов До настоящего времени не разработана теория жидкого состояния II нет теории, объясняющей удивительные свойства воды, которые обычно классифицируются как аномальные по сравнению с аналогичными свойствами простых жидкостей. Именно этим свойствам обязаны многие геологические особенности Земли и сама жизнь Настоящая монография является первой книгой на русском языке, где систематически рассмотрены свойства молекулы Н2О, свойства пара, свойства различных кристаллов Н2О и свойства воды в жидком состоянии. Одна на глав книги посвящена природе водородной связи, которая наряду с особенностями структуры молекулы воды определяет свойства этой жидкости. [c.2]

Существуют и другие подходы к объяснению природы водородной связи. В частности, ее можно рассматривать как промежуточную между межмолекулярной за счет сил Ван-дер-Ваальса и ионной (ближе к первой из них). [c.128]

Природа водородной связи еще не вполне ясна. Можно сказать, что главную роль здесь играют следующие факторы. [c.101]

Уяснение природы водородной связи базируется на квантовомеханических расчетах, и в последнее десятилетие здесь наблюдается существенное продвижение вперед как в отнощении точности расчетов, так и по сложности исследуемых объектов. Для суждения о природе водородной связи полезной оказывается оценка различных вкладов в общую энергию связи [c.125]

Природа водородной связи полностью не изучена. По-видимому, она имеет электростатический характер. Ковалентная связь между кислородом и водородом в группах О—Н поляризована, и осуществляющая ее электронная пара смещена к кислороду (стр. 32). Водород несет некоторый положительный заряд, кислород — отрицательный. Наличие этих зарядов и обусловливает притяжение атома водорода одной молекулы и атома кислорода другой. [c.107]

О природе водородных связей [c.74]

Физическая природа водородной связи объясняется частично электростатическим взаимодействием, вызванным тем, что соседи атома водорода электроотрицательные атомы, а он имеет положительный заряд и малый радиус. Но, по-видимому, играет существенную роль образование орбит, охватывающих атомы водорода и соседние. [c.342]

Силы притяжения возникают на поверхности адсорбента благодаря тому, что силовое поле поверхностных атомов и молекул не уравновешено силами взаимодействия соседних частиц. По физической природе силы взаимодействия молекул поглощаемого вещества и адсорбента относятся в основном к дисперсионным, возникающим благодаря перемещению электронов в сближающихся молекулах. В ряде случаев адсорбции большое значение имеют электростатические и индукционные силы, а также водородные связи. [c.189]

Природа водородной связи полностью не выяснена. То обстоятельство, что водород дает ее с электроотрицательными атомами, делает вероятным существенную роль электростатического взаимодействия. Маленький, положительно заряженный ион водорода способен дать значительную энергию связи с соседними отрицательными ионами. Координационное число два может определяться геометрическими обстоятельствами (больше двух атомов не могут приблизиться к малому катиону водорода). [c.628]

Природа водородной связи [c.250]

Сказанному, однако, не следует придавать смысл утверждения о том, что природа Н-связи исчерпывается электростатическим взаимодействием Образование собственно водородной связи начинается лишь с момента срыва заряда с донора электронов и переноса на акцептор Локальность эффекта переноса заряда при образовании Н-комплекса отчетливо видна на кривых, передающих динамику изменения заряда на атомах взаимодействующих пар Как уже отмечалось, независимо от того, замещенный или незамещенный спирт, перенос заряда начинается в одном и том же месте, приблизительно на 1/3 глубины потенциальной ямы Если бы перенос заряда не имел места при комплексообразовании, то потенциальная кривая сближения взаимодействующих частиц не имела бы минимума и ни о каком образовании связи не могло бы быть и речи Электростатическое взаимодействие сближающихся частиц, как взаимодействие двух любых зарядовых систем, представляет собой этап, неизбежно предшествующий образованию Н-связи Индивидуальные особенности взаимодействующих партнеров накладывает отпечаток на характер сближения и прочность образующейся связи [c.197]

Учитывая электростатическую природу водородной связи, можно предполагать значительное влияние стерических затруднении на межмолекулярную водородную связь и, как следствие, на физические свойства эфиров гликолей. В табл. 83 приведены. свойства простых этиловых эфиров гликолей, полученных из различных окисей. С увеличением молекулярной массы окисп возрастают температура кипения и коэффициент преломления эфиров. При более высокой температуре кипит изомер с первичной ОН-группоя. [c.291]

Рассмотрим теперь ЭОП воды. Очевидно, в разных комплексах ЭОП молекулы воды будут принимать различные значения. Величина каждого из них будет обусловлена в основном свойствами электронных облаков ОН- и водородной связей. Последние в свою очередь, очевидно, зависят и от природы протонодонорных молекул и от степени возмущения неподеленной пары электронов атома кислорода молекулы воды. Оба этих вида взаимодействия молекул, возмущая электронное облако ОН-связи, должны изменять как ее силовую постоянную, так и ЭОП. Поскольку оба эти параметра молекулы воды фактически являются двумя характеристиками электронного облака одной и той же ОН-связи, то можно было ожидать, что именно между ЭОП ОН-связи и ее силовой постоянной должна существовать наиболее простая взаимосвязь. Очевидно, что эти зависимости для Н-и ОН- связи могут ока-заться совершенно различными. Тем не менее так как в рассматриваемой модели между всеми силовыми параметрами каждого водородного мостика существует линейная зависимость, то корреляция эффективных ЭОП, включающих несколько исходных и индуцированных ЭОП связей [162, 168], с любой силовой постоянной фактически будет одной и той же. [c.99]

Рассмотренные данные показывают, что, поскольку в настоящее время нет оснований считать, что между полушириной Vx-н-поло-сы и ее положением существует линейная связь, основное возражение против флюктуационной теории должно быть снято. Более того, из рассмотренных примеров следует, что полуширина не только суммарного контура, но и одиночных voh-полос является функцией как природы водородной связи, так и в не меньшей мере структуры первой координационной сферы, окружающей водородный мостик. Вследствие этого вопрос о полуширине voh-полосы не может рассматриваться отдельно от строения комплекса в целом, его устойчивости и единственности его структуры. [c.111]

Гидроксильные соединения обычно легко ассоциируются с помощью водородных связей [13] (см. ниже), и их спектры, следовательно, сильно зависят от состояния образца и природы применяемого растворителя (ср. табл. 4.5). Спектр простого спирта в жидком состоянии уже приводился на рис. 4.6, г широкое поглощение v(OH), обусловленное межмолекулярной ассоциацией, и сильная полоса в области v( — О) определяются сразу, но они дают мало информации о внутримолекулярном окружении гидроксильной группы. Все межмолекулярные водородные связи обычно разрываются в разбавленном растворе (< 0,005 М) в инертном растворителе (например, ССЦ), и при этом обнаруживается поглощение неассоциированной молекулы (рис. 4.12). Дальнейшее разбавление влиять не должно, и тогда можно составить представление о природе конкретной гидроксильной группировки на основании частоты, ширины и интенсивности полосы (или полос) поглощения. В особенности большую ценность с этой точки зрения представляет полоса валентного колебания v(OH), которая широко изучалась, причем было показано, что эта полоса воспроизводима и характеристична. [c.162]

Природа водородной связи специфична. Атом И не обобществляется полностью атомами А и В. Рентгенография не позволяет непосредственно определить положение атома водорода (см. стр. 272), но его можно установить методом нейтронографии. Такое исследование льда было проведено в работе [35]. Выяснилось, что обозначение О—Н---0 реально обосновано — химическая связь О—И существенно короче и, значит, прочнее водородной связи Н---0. При повышении температуры свя, н О—Н и Н---0 могут меняться местами. Из квантовомеханического расчета, а также из общих соображений следует, что кривая зависимости энергии от положения атома Н в димере муравьиной кислоты имеет два симметричных минимума, разделенных активационным барьером. Таким образом, при повыше- [c.200]

По своей природе водородная связь является в основном электростатической. [c.39]

Природа водородной связи до некоторой степени еще неясна, но установлено, что величины энергий таких связей меняются от нескольких сот до нескольких тысяч калорий на моль. Если через X и V обозначить два атома, связанные [c.288]

Представления о строении молекул и природе водородной связи. [c.492]

Представления о строении молекул и природе водородной связи. Аносов В. Я-, Погодин С. А., Основные начала физико-химического анализа. Изд. АН СССР, 1947, [c.292]

Хотя до настоящего времени природа водородной связи еще окончательно не выяснена, но уже накоплен огромный экспериментальный материал о явлениях, связанных с образованием водородной связи. [c.22]

Полярность и природа водородной свяви. Уже на основании простого сравнения величин дипольных моментов нитрометана (3,10 D) и ацетонитрила (3,47 D), с одной стороны, и диоксана (0—0,4 D) и ацетона (2,8 D), с другой, а также спектроскопических данных о том, что первая группа оснований образует с фенолами и другими кислотами менее прочные комплексы за счет водородных связей (Н-комплексы), чем Bfopan, ясно, что водородная связь не может иметь чисто электростатическую природу. Современные представления о природе водородной связи (см. обзоры [16—20]), основные исходные положения которых были ра.з-виты впервые Соколовым [2, 21], связаны с рассмотрением волновой функции Н-комплекса между донором водорода АН и его акцептором В в виде суперпозиции по крайней мере следующих трех валентных структур [c.217]

Одним из важных практических выводов при рассмотрении природы адсорбционного взаимодейств1[я является вывод о значительно лучшей адсорбции веществ в трещинах и порах, когда проявляется преимущественно дисперсионное взаимодействие, так как вблизи адсорбированной молекулы находится большее число атомов твердого тела. Если же в адсорбционном взаимодействии значителен электростатический вклад, то в щелях и порах положительные и отрицательные заряды компенсируют друг друга и наибольший потенциал оказывается на выступах, где и будет преобладать адсорбция, особенно при образовангш водородных связей (адсорбция воды, метилового спирта и др.). Кроме того, из уравнений (И1.6) и (III. 7) следует, что чем большее число атомов имеет молекула адсорбата, тем с большей энергией она будет притягиваться к адсорбенту. [c.111]

Таким образом, по П. А. Ребиндеру и 3. Н. Маркиной, процесс солюбилизации, как и мицеллообразование, является энтропийным по своей природе, т. е. его движущая сила — положительное изменение энтропии. Это находит объяснение с позиций представлений о гидрофобных взаимодействиях в воде. Как уже отмечалось, молекулы углеводородов в водной среде промотируют структурообразование растворителя — возникновение дополнительных водородных связей между молекулами воды, в результате чего вокруг неполярных молекул возникает айсберговая оболочка из структурированной воды. Это приводит к уменьшению энтальпии и значительной убыли энтропии системы. Внутримицеллярное растворение углеводородов сопряжено с разрушением (плав-78 [c.78]

Чтобы понять природу водородной связи, следует вспомнить, что протон, имеющий свободную Ь-орбиталь, может взаимодействовать по донорно-акцепторному механизму с неподеленной парой электронов с образованием ковалентной связи. Атом водорода, связанный с электроотрицательным атомом, в силу оттягивания электронного облака а-связи его партнером можно рассматривать как частично лишенным своего электрона, т. е. частично ионизованным. В результате этого и возникает некоторое, не столь сильное, как в случае свободного протона, но все же вполне ощутимое взаимодействие связанного с электроотрицательным элементом протона с неподеленной парой электронов второго атома. Энергия водородной связи для разных соединений лежит в пределах 0,1—0,35 эВ и, как правило, заметно превышает энергию вандерваальсовых взаимодействий. Важнейшим представителем молекул, способных к образованию водородных связей, являются молекулы воды. Фактически в воде не существует свободных молекул Н 2О, а имеются ассоциаты, образованные несколькими молекулами, например [c.107]

Наряду с универсальными ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями существуют более специфические взаимодействия, отражающие некоторые особые черты строения взаимодействующих молекул. Среди них особо важное значение для биологических систем имеют так называемые водородные связи. Строгое обоснование причин образования водородной связи требует сложного квантово-механического рассмотрения и не может быть дано в рамках настоящего курса. Поэтому здесь будут описаны выявленные экспериментально условия, при которых образуется эта связь, и приведено лишь качественное пояснение ее природы. [c.117]

Водородная связь возникает в тех случаях, когда атом водорода становится связующим звеном между двумя электроотрицательными атомами, например О—H---N, О—Н---0, F—H---F и т. п. В структурной формуле водородную связь обычно обозначают тремя точками. Ее длина зависит от природы связуемых и [c.132]

В теоретич. аспекте Г. в. рассматривают в рамках общей проблемы влияния среды на межмолекулярные взаимодействия. Внедрение неполярной молекулы в воду невозможно без нарушения образуемой молекулами воды простраи- ственной сетки прочных водородных связей. Для такого внедрения требуется значит, затрата работы, т.е. повышается своб. энергия системы (изохорно-изотермич. потенциал, или энергия Гельмгольца). В результате неполярные молекулы в воде начинают притягиваться, поскольку при их сближении термодинамически невыгодный контакт с водой в тон или иной степени устраняется и своб. энергия системы понижается. Вызываемые присутствием неполярной молекулы искажения в структуре воды могут передаваться на значит, расстояния по цепочкам водородных связей и обусловливать дальнодействие сил Г. в. Эти искажения носят упорядоченный характер и сопровождаются уменьшением энтропии системы энтропийная природа Г. в. и проявляется в его усилении при повышении т-ры. [c.568]

В табл. Ш.21 для пяти самых низкоэнергетических конформаций разных типов Met- и Ьеи-энкефалинов приведены величины энергетических вкладов в конформационную энергию от дисперсионных, электростатических и торсионных взаимодействий и водородных связей. Таблица интересна тем, что демонстрирует неодинаковую природу стабилизирующих сил у конформаций разных шейпов и, следовательно, указывает на возможность эффективного воздействия внешних факторов на положение конформационного равновесия. Глобальная конформация Met-энке-фалина (i/общ = О ккал/моль) наиболее компактна, так как имеет минимальную энергию дисперсионных взаимодействий. Следующая за ней конформация meumjffe (Uo m =1,5 ккал/моль) предпочтительнее по энергии электростатических взаимодействий и водородных связей. Расчет проведен применительно к условиям полярной среды с использованием диэлектрической проницаемости е = 10 и энергии оптимальной водородной связи 1/вс = -1,5 ккал/моль. При переходе к неполярной среде и гидрофобному окружению уменьшается величина е, увеличивается и, кроме того, понижается значение внутримолекулярных дисперсионных взаимодействий [c.341]

Колебательные спектры гидроксилсодержащих соединений в полной мере содержат все основные черты спектрального проявления водородной связи. Последняя, имея донорноакцепторный характер [142], зависит от протонодонорных свойств молекулы ВХН природы атома X и радикала В (см. рис. 7) от свойств молекулы акцептора О — М(В), с которой образуется водородная связь, и от степени возмущения ионом или молекулой Ь электронного облака атома X группы ВХН, которое происходит одновременно с образованием Н-связи. Каждый из этих факторов влияет на те или иные геометрические и силовые параметры водородного мостика (связей и углов между ними), а потому — и на частоты собственных колебаний такого комплекса. [c.58]

Ме кмолекулярные взаимодействия имеют природу водородной связи или сводятся к силам Ван-дер-Ваальса. Если отвлечься от солей и металлов, то именно эти взаимодействия определяют агрегатное состояние материи. Межмолекулярные водородные связи характерны, например, для спиртов и карбоновых кислот. Последние даже в газовой фазе имеют димерное строение [c.80]

Такая сильная асимметрия приписывается влиянию окружения яо - 1а в кристалле она связана с тем, что атом Рг образует бо Ч е сильные водородные связи с соседними атомами азота, че . атом Р). Намного более длинные водородные связи в криста. ическом НР (2,49 А) и КН4Р5 (2,45 А) почти наверняка не-си.м.чстричны природа связи промежуточной длины в КН2Р3 (2.. Л Л) неизвестна. [c.27]

Теплота сублимации, т. е. энергия, необходимая для того, чтобы преодолеть СИЛЫ сцепления в кристалле и перевести его в пар, зависит от природы вещества. Вообще же каждая химическая группа вносит свой вклад во внутри-молекулярньш силы согласи ) своему расположению в молекуле, полярности, ее участию в вандерваальсовых силах притяжения и, в частности, в способности образовывать координационные связи, например водородную связь. Средние величины [26—28] теплот сублимации некоторых групп —СООН, 8970 —ОН, 7250 =СН2 и —СН3, 1780 и —СНд—, 990 кал. Энергия, приложенная для того, чтобы преодолеть молекулярное сцепление, увеличивает также внутренние колебания в молекуле, и если в какой-либо связи колебательная энергия превзойдет энергию связи, то связь разорвется и молекула разложится [30]. [c.512]

Исходя из П Метоксифеноксиметилоксирана, первичных и вторичных аминов синтезирован ряд эфироаминов пропандио ла-1,2 [277] и исследована природа водородной связи с помощью ИК-спектроскопии. Сделаны допущения о наличии следующих структур за счет возникновения водородных связей [c.72]

ИК-спектр арабиногалактана (таблетка с КВг) имеет диффузный характер, что свидетельствует о его полимерной природе и дает только общую информацию о молекуле полимера. В спектре наблюдается сильная широкая полоса поглощения в области 3600-3200 см , соответствующая валентным колебаниям гидроксильных групп, связанных водородными связями. Валентные колебания групп СН3-, СН2- и СН- углеводных звеньев проявляются полосой поглощения в области 2900 см [46]. В интервале 1200—1000 см находится ряд полос, принадлежащих валентным колебаниям эфирной С-О-связи пиранозного и фуранозного циклов. Отсутствие полосы поглощения в области 1650-1700 см свидетельствует об отсутствии, а вернее, о малом количестве карбонильных групп в молекуле арабиногалактана - 0.05%, которые мы определили как концевые восстанавливающие группы методом Шомоди-Нельсона. Полосы поглощения 890 и 770 см подтверждают присутствие в структуре арабиногалактана Р-гликозидной связи пиранозного кольца [47]. Полоса поглощения 1640 см средней интенсивности принадлежит молекулам воды, ассоциированным полимерной матрицей арабиногалактана [48]. [c.335]

О природе водородной связи в прошлом было немало дискуссий, но, по-видимому, в последнее время стало уже общепринятым, что водородная связь является не электростатической, как считали прежде, а донорно-акцепторной, т. е. слабой химической связью [63, 64]. Впервые потенциал водородной связи был предложен Липпинкотом и Шредером [65, 66] и имел весьма сложную аналитическую форму. Шерага [41, 15], слегка видоизменив этот потенциал, оценил параметры необходимые для связи N—Н. .. О—С, часто возникающей в. пептидах [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология