Водородная связь — связь с избытком электронов

Молекула воды имеет угловое строение в вершине угла, равного в парах 104"27 (во льду 109°), помещается атом кислорода, на расстоянии 0,096 нм помещаются атомы водорода. Электронные облака водородных и кислородных атомов перекрываются так, что их оси направлены к углам тетраэдра. К двум другим углам тетраэдра направлены оси облаков jo-электронов кислорода, так что в целом электронная структура молекулы воды тетраэдрическая. Пары электронов атома кислорода, не использованных для связи с протонами, создают существенный избыток электронной плотности в одной части молекулы, другая часть (та, где находятся протоны) имеет избыточный положительный заряд это обстоятельство наряду с угловой формой молекулы объясняет наличие у воды момента диполя и, как следствие, сил взаимодействия между молекулами Н—О—И. Между внешними парами электронов кислорода и протонами соседних молекул воды возникают водородные связи, играющие существенную роль в формировании структуры всей массы жидкости. Каждая молекула воды может участвовать в образовании четырех таких связей две из них образуются [c.243]

О и N находится избыток электронной плотности, и они заряжены отрицательно. Вследствие кулоновского взаимодействия происходит притяжение положительно заряженного атома водорода одной молекулы к электроотрицательному атому другой молекулы. Благодаря этому молекулы притягиваются друг к другу (пунктирные линии — водородные связи) [c.116]

Заметное влияние типа излучений на выход разложения воды по энергии, вероятно, зависит от степени разделения возникших Н- и ОН-радикалов, образовавшихся в треке ионизирующего луча, или от аномального распределения Н- и ОН-радикалов [86, 94]. Например, предполагается, что положительные ионы, возникшие по каждому следу а-частицы, протона или дейтона, быстро диссоциируют на Н" и радикал ОН, тогда как электрон, появившийся от первичного процесса, захватывается только на некотором расстоянии от этого пути. Вследствие этого создается избыток ОН-радикалов вдоль центра пути и избыток Н-радикалов в зоне, окружающей этот центр. Это увеличивает вероятность рекомбинации двух гидроксильных радикалов с образованием перекиси водорода и двух Н-атомов в молекулу водорода. При облучении рентгеновскими, у- или -лучами логично предполагать, что ОН- и Н-радикалы образуются в значительно меньшей концентрации и распределены более равномерно, что увеличивает вероятность их рекомбинации с образованием исходной воды. Аллен [96] показал, что потеря энергии быстрыми электронами, проходящими через воду, происходит внезапными толчками, что приводит к образованию скоплений пар ионов вдоль пути этих электронов, что также должно влиять на распределение ОН- и Н-радикалов. У нас очень мало сведений об относительных выходах по энергии в водяном паре по сравнению с выходами в жидкой воде. Однако близость между молекулами воды и наличие водородных связей в жидком состоянии, как можно предполагать, обусловливают значительные различия в механизмах реакций в обеих фазах. [c.62]

Если водород присоединен к другому атому X, главным образом Р, О, N или С1, то такая связь Н—X достаточно полярна, и на атоме водорода сосредоточивается частичный положительный заряд. В таком случае водород может взаимодействовать с другим отрицательно заряженным или имеющим избыток электронов атомом У, что и приводит к образованию так называемой водородной связи, которую обозначают следующим образом [c.251]

Твердые тела, содержащие молекулы соединения вместе с молекулами воды, называются гидратами. Большая часть гидратов содержит отдельные молекулы воды, связанные с катионами через атом кислорода или с анионами или другими атомами, имеющими избыток электронов, посредством водородных связей, или оба типа этих молекул Н2О, как показано, на рис. 9.3. Во многих случаях при нагревании гидратов выше 100°С можно удалить воду и получить безводные соединения. Но есть и много таких случаев, когда при нагревании выделяется и удаляется какое-нибудь другое вещество. Например, многие гидраты хлоридов выделяют H l и образуют основные или оксохлориды [c.254]

Если В ряду НгТе — НгЗе — НгЗ температура кипения закономерно уменьшается, то при переходе от НзЗ к НгО наблюдается резкий скачок к увеличению этой температуры. Такая же картина наблюдается и в ряду галогенводородных кислот. Это свидетельствует о наличии специфического взаимодействия между молекулами НгО и молекулами НГ. Такое взаимодействие должно затруднять отрыв молекул друг от друга, т. е. уменьшать их летучесть, а следовательно, повышать температуру кипения соответствующих веществ. Вследствие большой разницы в электроотрицательностях химические связи Н—Р, Н—О, Н—N сильно поляризованы. Поэтому атом водорода имеет положительный эффективный заряд +б, а на атомах Р, О и N находится избыток электронной плотности, и они заряжены отрицательно. Вследствие кулоновского взаимодействия происходит притяжение положительно заряженного атома водорода одной молекулы к электроотрицательному атому другой молекулы. Благодаря этому молекулы притягиваются друг к другу (пунктирные линии — водородные связи) [c.109]

Таким образом, электронное облако молекулы воды имеет вид четырех лепестков, направленных к верщинам неправильного тетраэдра. В двух вершинах одной грани находятся электронные пары, осуществляющие связь О—Н, а в двух вершинах противоположной грани находятся неподеленные электронные пары атома кислорода (рис. 2). Электронное облако в молекуле воды смещается к атому кислорода, так как он имеет большую электроотрицательность. Вследствие этого вблизи ядер атомов водорода создается избыток положительного заряда. Поэтому молекула воды поляр-на. Полярные молекулы характеризуются электрическим моментом диполя, который влияет на свойства веществ, состоящих из таких молекул. Электрический момент диполя представляет собой произведение одного из зарядов на расстояние между центрами положительного и отрицательного заряда I. Для воды электрический момент диполя р = е1 равен Кл-м. Благодаря большому значению электрического момента диполя между молекулами воды проявляется сильное взаимодействие за счет образования водородных связей между атомом кислорода одной молекулы воды и атомом водорода другой. [c.8]

Важность названных выше элементов IV группы для современной науки и техники не случайна. Она обусловлена специфическими особенностями структуры и заселенности электронных орбиталей их атомов и, как следствие этого, уникальными свойствами образуемых ими гомо- и гетероатомных соединений. Все элементы содержат по четыре валентных электрона независимо от их орбитального происхождения. Это число валентных электронов является оптимальным, например, для возникновения особо важных тетраэдрических связей по обменному механизму. И вообще число валентных электронов, равное четырем, определяет IV группу как середину Периодической системы, если не считать VIII группу — благородных элементов. Другими словами, для элементов I, II и III групп до четырех валентных электронов не хватает соответственно трех, двух и одного электрона, а для элементов V, VI и VII групп, наоборот, отмечается избыток электронов против четырех. Все это приводит к тому, что химию остальных элементов системы целесообразно рассматривать в сравнении с химией элементов IV группы, особенно ее типических элементов и подгруппы германия. И не случайно для элементов IVA-группы одновременно так типичны и характеристические оксиды, и характеристические летучие водородные соединения по Д.И. Менделееву. [c.356]

Тетраэдрическое расположение гибридных 5р -облаков, которому подчиняются как сами связи, так и уединенные пары электронов, объясняет и тетраэдрическое строение льда из молекул воды, притягиваемых друг к другу водородными связями (рис. 42). Таким же образом трактуют и стремление НР дать при полимеризации не прямолинейную цепочку, а согнутую (рис. 43). Поразительно большую разницу в энергии разрыва молекул Рг и НР естественно объяснять с той точки зрения, что Ра имеет большой избыток внешних электронов (всего их 14, т. е. по 7 от каждого Р), вследствие чего шесть из них оттесняются с эндоэффектом на антисвязевые орбиты. В отличие от двухатомных молекул фтора фтористый водород имеет всего восемь внешних электронов, из которых шесть являются связевыми, а остальные два хотя и могут быть причисленными к ан-тисвязевым, но с количественной стороны своего влияния на энергию молекулы практически почти индифферентны. [c.77]

Свободный положительный заряд на азоте благодаря индукционному эффекту тоже оттягивает на себя электроны сложноэфирной группировки, уменьшая тем самым плотность электронов на карбонильном углероде и расшатывая связь С—О, которая должна разрываться в процессе взаимодействия ацетилхолина с холинэстеразой. Дефицит электронов па карбонильном углероде облегчает нуклеофильную атаку со стороны той группы эстеразного пункта энзима, на которой имеется избыток электронов. Возможно, что между эфирным кислородом ацетилхоли-на и водородом эстеразного пункта энзима устанавливается водородная связь (непосредственно или с вовлечением молекулы воды) (рис. 1, Л). [c.404]

Молекула воды Н2О имеет форму тупоугольного треугольника (рис. Г), с углом между двумя связями кислород-водород примерно 104°. Электроны водородных атомов оттянуты к кислороду, так что водородные углы треугольника несут избыток положительного заряда, а кислородный угол — отрицатзльного. В результате водородные углы одной молекулы взаимодействуют с кислородными углами других молекул, и такая химическая связь (она называется водородной) объединяет молекулы воды в своеобразный пространственный полимер. Иными словами, хотя вода — жидкость, ее молекулы находятся не в хаотическом состоянии, а образуют некое подобие правильной структуры (что, вообще говоря, свойственно лишь кристаллам). [c.29]