Основные типы межмолекулярных взаимодействий

Таблица 11.7. Основные типы межмолекулярных сил, характеризующих взаимодействие между веществом и неподвижной фазой

Взаимодействие растворителя с растворенным веществом определяется комплексом четырех основных типов межмолекулярных взаимодействий дисперсионного, индукционного, донорно-акцепторного (включая образование водородной связи) и диэлектрического (сольватация ионов). Суммарный эффект всех типов взаимодействий определяет полярность растворителя, а преимущественное проявление какого-либо из них — его селективность. [c.129]

Самые слабые силы взаимодействия между частицами существуют в молекулярных кристаллах, к числу которых относятся, например, кристаллы диоксида углерода, серы, бензола, иода и азота. Эти вещества состоят из молекул, слабо взаимодействующих друг с другом. Взаимодействие между их молекулами относится к такому же типу, который описывается поправочным членом в уравнении Ваи-дер-Ваальса. В кристаллических веществах рассматриваемого типа расположение молекул определяется в основном их формой, дипольным моментом и поляризуемостью. Поскольку силы межмолекулярного взаимодействия невелики, для молекулярных кристаллов характерны низкие температуры плавления или сублимации, мягкость или хрупкость, а также необычайно высокое давление паров над их поверхностью. Наличие запаха у таких твердых веществ, как камфора, нафталин или иод, свидетельствует о том, что их молекулы легко испаряются с поверхности твердого вещества. Электропроводность молекулярных кристаллов очень мала, потому что в их молекулах существует ковалентная связь, и способность электронов перемещаться между молекулами оказывается чрезвычайно низкой. [c.176]

Основные типы межмолекулярных взаимодействий в веществах [c.92]

Одноосное ориентирование является одним из основных способов получения высокопрочных полимерных материалов, когда создается упрочнение в направлении ориентации и, как правило, разупрочнение в поперечном направлении. Это связано с тем, что для полимеров характерно наличие двух резко различных типов взаимодействий между атомами больших внутримолекулярных сил химического взаимодействия вдоль цепных макромолекул и малых сил межмолекулярного взаимодействия. Наличие двух типов взаимодействий приводит к крайней неоднородности распределения механических напряжений в полимерном материале, что существенно влияет на такие важные для практики свойства, как упругость и прочность. При ориентировании эта неоднородность уменьшается в направлении ориентации, и как следствие повышается прочность в этом же направлении. Кроме того, при ориентации происходит концентрирование более прочных элементов структуры в одном направлении, что приводит к практически одновременному и согласованному их разрыву. [c.185]

Применение формул (7.21) — (7.23) оправдано только для относительно больших Я. При непосредственном контакте важную роль играет перекрывание электронных оболочек молекул. При этом выделение отдельных типов межмолекулярного взаимодействия становится некорректным, их следует рассматривать в совокупности. Формулы (7.21) — (7.23) могут быть, таким образом, использованы лишь для оценки энергий взаимодействия пар молекул в газовой фазе на больших расстояниях. Рассмотрение конкретных молекул показывает, что индукционное взаимодействие в газовой фазе обычно составляет от О до 5—7% суммарной энергии и может в первом приближении не учитываться. Вклад дисперсионных и ориентационных сил определяется ди-полными моментами и геометрией молекул. Для воды преобладают ориентационные взаимодействия, для аммиака значение обоих сил приблизительно одинаково, для большинства неорганических и органических молекул, в том числе и таких полярных, как пиридин, основной вклад в энергию вносит дисперсионное взаимодействие. [c.344]

Прежде всего разделение в хроматографических колонках происходит за счет различной сорбируемости компонентов смеси, а в конечном итоге за счет различий межмолекулярных взаимодействий. Поэтому следует рассмотреть основные закономерности сорбции (адсорбции и растворения), а также основные типы межмолекулярных взаимодействий. [c.24]

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ [c.106]

Так, в различных акустических экспериментах оба типа взаимодействия проявляются весьма специфическим образом. Например, скорость звука, измеренная в ориентированном полимерном волокне или пленке, конформации макромолекул в которых близки к линейным, определяется в основном энергией взаимодействия атомов основной цепи полимера и может достигать 10 см/с, значительно превышая скорость звука в неориентированных металлах. В то же время скорость звука, измеренная в одноосно-ориентированной пленке не вдоль оси ориентации, а перпендикулярно ей, определяется в основном энергией межмолекулярного взаимодействия и по порядку вели- [c.341]

В последнее время систематические исследования водородных связей в различных образцах целлюлозы были проведены В. Н. Никитиным 8 . Им было показано, что водородные связи являются основным типом межмолекулярных сил, при помощи которых взаимодействуют макромолекулы целлюлозы, особенно природной целлюлозы. [c.65]

Сольватация ионов в растворе определяется силами физической и химической природы, из которых основную роль играют силы межмолекулярного взаимодействия электростатического типа и донорно-акцепторное взаимодействие между ионом и молекулой растворителя. [c.219]

Межмолекулярные силы взаимодействия. Силы взаимодействия между молекулами, впервые исследованные Ван-дер-Ваальсом, имеют в основном электрическую природу. Взаимодействия между молекулами разного типа различны как по величине, так и по происхождению сил межмолекулярного сцепления. [c.91]

Поскольку строение жидкостей определяется короткодействующими силами, ясно, что и корреляция, т. е. взаимосвязь положений молекул, также должна зависеть, в основном, от короткодействующих сил химического типа. Эти силы определяют вероятные положения молекул первой координационной сферы. Теми же силами устанавливаются вероятные положения молекул второй координационной сферы по отношению к молекулам первой координационной сферы и т. д. Таким образом корреляция, по существу, есть статистическое описание ассоциации и комплексообразования. Функции, описывающие корреляцию молекул и атомов, имеют статистическую природу. Поэтому связь между радиальной функцией распределения Я Р, Т) и межмолекулярными взаимодействиями, а также строением ассоциатов и комплексов, сложна и неоднозначна. В рамках суперпозиционного приближения аналитическое выражение связи между радиальной функцией распределения атомов и потенциальной энергией межатомного взаимодействия было найдено рядом авторов. Наиболее последовательный и математически совершенный вариант теории был развит Н. Н. Боголюбовым [20]. Анализ интегрального уравнения Боголюбова и вычисления радиальной функции распределения с помощью этого уравнения выполнены И. 3. Фишером [21. Расчет радиальной функции распределения атомов для некоторых простых видов эмпирических функций потенциальной энергии может быть осуществлен с помощью ЭВМ. [c.122]

Природа НФ определяет последовательность выхода компонентов из колонки. Изменение парциального давления паров сорбата над НФ по сравнению с давлением его паров над чистым сорбатом определяется силами межмолекулярного взаимодействия сорбат — сорбент. Для правильного подбора НФ необходим поэтому учет основных типов взаимодействий молекул в жидкой фазе. [c.342]

Различные ион-молекулярные и межмолекулярные взаимодействия могут быть подразделены на пять основных типов, перечисленных в табл. 8.6. Первыми в этой таблице указаны наиболее сильные взаимодействия, за ними следуют более слабые. Рассмотрим, к каким физическим свойствам приводит наличие тех или иных видов взаимодействий в веществе. [c.140]

Основные элементы хроматографического процесса рассмотрим на примере разделения бинарной смеси в условиях колоночной жидкостной адсорбционной хроматографии. Представим себе трубку, заполненную пористым адсорбентом (колонку), через которую непрерывно течет растворитель (рис. 1.1). Адсорбент (сорбент, наполнитель колонки) удерживается в колонке фильтрами, он неподвижен и потому часто называется неподвижной фазой. Растворитель, перемещающийся относительно сорбента, называют также подвижной фазой (и в некоторых случаях — элюентом). Введем в верхнюю часть колонки по одной молекуле соединений — сорбатов, обозначаемых далее X и У. При движении вдоль колонки эти молекулы будут диффундировать внутрь пор сорбента и в результате межмолеку-лярных взаимодействий того или иного типа адсорбироваться на поверхности неподвижной фазы. Доля времени, в течение которой молекулы находятся в адсорбированном состоянии, определяется силой межмолекулярного взаимодействия сорбатов X, У с сорбентом. При очень слабой адсорбции молекулы почти все время проводят в растворе подвижной фазы и поэтому перемещаются вниз по колонке со скоростью, лишь незначительно уступающей скорости движения подвижной фазы. Наоборот, при очень сильной адсорбции молекулы X и У почти не отрываются от поверхности и скорость их перемещения вниз по колонке крайне незначительна. [c.11]

Температура стеклования Т . зависит в основном от структуры каучука. Она возрастает с увеличением его молекулярной массы до определенного предела, который зависит от природы каучука и кинетической гибкости его цепей. Содержание полярных групп в каучуке, их количество и степень взаимодействия, влияюш,ие на гибкость молекулярной цепи и силы межмолекулярного взаимодействия, суш,ественно влияют на Т .. Чем выше значения указанных факторов, тем выше Т . Аналогично влияет разветвлен-ность молекулярных цепей каучука. Морозостойкость зависит от типа каучука (его модуля эластичности) и концентрации антифризов. [c.184]

Хансен [10] и Кроули, Тидж и Лау [8] предложили трехмерные параметры растворимости, с помощью которых они пытались учесть три основных типа межмолекулярных взаимодействий, определяющих растворимость дисперсионные, дипольные и водородные [c.140]

Критерием надежного учета основных типов межмолекулярных взаимодействий является возможность достаточно точного расчета (но аддитивному уравнению) индексов удерживания веществ на любых неподвижных фазах. Данные опубликованных работ [20—31] показывают, что точность вычислений зависит от количества членов аддитивного уравнения. В цитируемых работах число слагаемых уравнения варьировалось от двух [20], что дает погрешность около 30 единиц логарифмического индекса, до вось-SH1 [29, 30], что позволяет предсказывать индексы удерживания с точностью до 1—2 единиц. Последняя величина соответствует ошибке экспериментального определения величин удерживания (см. гл. I). В работах Роршнайдера [2] средняя точность предсказания индексов удерживания но трехчленному уравнению составляет 12,6 единицы, по пятичленному — 4,1 единицы. [c.145]

Межмолекулярные силы имеют в основном электрическую природу, обусловленную движением электронов и ядер, составляющих взаимодействующие молекулы [127,128]. В то же время межмолекулярные потенциалы рассматриваются как результат одновременного существования различных типов межмолекулярного взаимодействия (ММВ), каждый из которых вносит свой вклад в результирующий потенциал (табл.2.1). Это позволяет выделить типы ММВ, дающие в данной области межмолекулярных расстояний R наибольший вклад в общую энергию ММВ, обладающие конкретным физическим смыслом и связанные с определенными физическими характеристиками молекул. В этом аспекте различают три области R [128]. Б первой области с R < 0,212 нм, где потенциал имеет характер отталкивания, электронный обмен в связи с перекрыванием молекулярных орбиталей весьма существенен и молекулы теряют индивидуальность, образуя единую взаимодействующую систему (квазимолекулу), основной вклад в межмоле-кулярный потенциал Emi вносят кулоновское E oui и обменное Еех взаимодействия [c.62]

По сравнению с другими типами межмолекулярных взаимодействий именно диполь-дипольные взаимодействия в основном обусловливают ассоциацию молекул биполярных органических растворителей, в том числе диметилсульфоксида [30] и N,N-димeтилфopмaмидa [31]. [c.33]

Основная составляющая Ван-дер-Ваальсовых сил в неполярных растворителях - дисперсионная. Дисперсионное взаимодействие -наиболее универсальный тип межмолекулярных взаимодействий, который проявляется вне зависи.мости от полярности молекул и потому преимущественно отражает растворяющие свойства растворителей. Электростатическая же составляющая (ориентационная + индукционная) Ван-дер-Ваальсовых сил предопределяет преимущественно избирательные свойства полярных растворителей. Следовательно, растворяющая и избирательная способности полярных растворителей будут обусловливаться соотношением электростатических и дисперсионных составляющих межмолекулярных взаимодействий. [c.265]

При анализе спектров люминесценции адсорбированных молекул 8-оксихинолина сделан вывод об участии кислорода кристаллической решетки цеолитов в адсорбционных процессах [36]. Выбор 8-оксихинолина в качестве люминесцирующего зонда обусловлен следующими соображениями. Не люминесцирующие в основном состоянии молекулы 8-оксихинолина способны люминесцировать, причем в зависимости от типа межмолекулярного взаимодействия наблюдается синее или зеленое свечение. Молекула 8-оксихинолина люминесцирует только при разрыве в ней внутримолекулярной водородной связи [34]. Синяя люминесценция принадлежит 8-ок-сихинолину, образующему межмолекулярную водородную связь, а зеленая — комплексам 8-оксихинолина с акцепторами электронов. [c.130]

Молекулярные процессы, происходящие при термической сварке, были разобраны в работах Мак-Келви и Сторма. Изучая сварку полиэтиленовой пленки, эти исследователи пришли к выводу, что можно выделить два различных типа сварных швов. Первый из них, называемый здесь поверхностным швом, образуется почти мгновенно и обусловлен в основном силами межмолекулярного взаимодействия, действующими на поверхности контакта. Прочность подобного шва сильно зависит от химической природы поверхности полимерной пленки. [c.388]

Взаимодействие между молекулами в чистых жидкостях является в основном ван-дер-ваальсовым взаимодействием. Под этим названием объединяются несколько типов межмолекулярного притяжения, являющихся частными случаями электростатического взаимодействия. К ним относятся ориентационное притяжение между молекулами с постоянным диполем, индукционное притяжение между молекулами с постоянным диполем и молекулами с наведенным диполем и дисперсионное притяжение между взаимо-иаведенными диполями молекул, момент которых колеблется около нуля. [c.163]

Гликозидные связи, соединяющие моносахаридные звенья друг с другом, чувствительны к действию кислот, поэтому обработка полисахаридов кислотами вызывает их деполимеризацию. Основной функциональной группировкой полисахаридов является гидроксильная группа, и превращения этой группы — в первую очередь, получение простых и сложных эфиров и окисление — играют очень большую роль и при установлении строения, и в практическом использовании полисахаридов. Интересно отметить, насколько резко отличаются простые и сложные эфиры полисахаридов от свободных полисахаридов по физическим свойствам. Эти эфиры плохо растворимы в воде, легко растворяются в органических растворителях, причем в производных такого типа отсутствует сильное межмолекулярное взаимодействие, так как нет возможностей для образования водородных связей. Другие функциональные группы, встречающиеся в полисахаридах, также могут участвовать в обычных превращениях. Так, карбоксильные группы уроновых кислот могут быть этерифицированы, восстановлены, аминогруппы аминосахаров — ацилированы и т. д. Конечно, сдойства каждого конкретного полисахарида значительно влияют на выбор экспериментальных условий для всех реакций, т. е. на выбор растворителя, реагентов, времени, температуры реакции и др. Общими особенностями реакций полисахаридов, связанными с их полимерным характером, являются трудность достижения полноты реакции по всем функциональным группам макромолекулы, и трудность проведения избирательных реакций, если только реагирующие группы не отличаются очень сильно по реакционной способности. [c.481]

Теория БЭТ несмотря на условность предпосылок позволила вывести уравнение изотермы адсорбции, имеющей S-образную форму. Вид этой изотермы характерен для полимолекулярной адсорбции. При значениях давления, далеких от давления насыщенного пара при данной температуре, и значении константы равновесия полимолекулярной адсорбции С>1 уравнение S-образной изотермы переходит в уравнение изотермы адсорбции Лангмюра. Таким образом, адсорбция в каждом слое подчиняется уравнению Лангмюра. Существует пять основных типов изотермы адсорбции (рис. 109). Изотермы типа I характерны для микропористых адсорбентов выпуклые участки на изотермах типов И и IV свидетельствуют о присутствии в адсорбенте наряду с макропорами и микропор. Менее крутой начальный подъем кривых адсорбции может быть связан с наличием моно- и полимолекулярной адсорбции для адсорбента переходнопористого типа. Начальные вогнутые участки изотерм типов И1 и V характерны для систем адсорбент — адсорбат, когда взаимодействие их молекул значительно меньше межмолекулярного взаимодействия молекул адсорбата, вызванного, например, появлением водородных связей. Теория БЭТ является наиболее полной тео(рией физической адсорбции. [c.257]

Как уже отмечалось, основные соотношения для определения равновесного состояния содержат параметры, которые необходимо определить по экспериментальным данным. К таким данным относятся данные типа Р—У—Т, бинарные равновесные данные некоторые физико-химические параметры. В статической механике получены общие выражения вириальных коэффициентов через функцию потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия (например, Леппарда—Джонса, Стокмейера). На практике эти коэффициенты чаще определяют по Р— —Т для соответствующих газов [20]. [c.102]

I верхности твердых и жидких тел называется адсорб-, цией. Хотя прочность связи молекул среды (адсорбата) с поверхностью твердого тела (адсорбентом) сильно изменяется от системы к системе, равно как и количество адсорбированного вещества, тем не менее все случаи сорбции можно разделить на два основных типа физическую адсорбцию и химическую (хемосорбцию). Между этими двумя типами адсорбции существует достаточно четкое различие. Физическая адсорбция вызывается силами межмолекулярного взаимодействия. Поэтому ее часто называют также вандерваальсовой адсорбцией. Химическая адсорбция сопровождается образованием на поверхности твердого тела поверхностных химических соединений. Природа хемосорбционной связи идентична природе аналогичных связей в химических соединениях, однако специфика поверхности может существенно влиять на характер связи и распределение электронов во взаимодействующих атомах. [c.27]

Величины пенетрации также имеют отрицательные отклонения от линейности, то есть при смешении парафины образуют более пластичную систему. Энтропия такой системы должна быть больше, чем для системы с линейным изменением свойств. Согласно представлениям Уббе-лоде [ 165], энтропия индивидуального углеводорода или смеси углеводородов есть функция энтропии позиционного разупорядочения центров тяжести молекул, энтропии ориентационного и конфигурационного разупорядочения молекул. Основной вклад в общую энтропию системы вносит энтропия конфигурационного разупорядочения [166], которая может возрастать или уменьшаться без ограничения. На величину конфигурационной энтропии оказывают влияние природа и тип смешиваемых молекул, следствием этого являются изменения в величинах межмолекулярного взаимодействия в смесях углеводородов. [c.149]

Таким образом, рассмотрение влияния химического строения концевых групп полимеров на их молекулярные характеристики и макроскопические свойства показьшает, что это влияние может бьггь весьма различным. Наличие объелшстых концевых групп сказьшается прежде всего на Ван-дер-Вааль-совом объеме усредненного звена, энергии когезии и молярной рефракции. Присутствие небольших по объему, но обладающих специфическим межмолекулярным взаимодействием групп (типа гидроксильных), оказьшает основное влияние на энергию когезии и параметр растворимости, а также на поверхностное натяжение, мало влияя на Ван-дер-Ваальсовый объем и молярную рефракцию. Рассматривая зависимость каких-либо физических свойств от длины цепи и, эти факторы совершенно необ.чодимо учитывать. [c.391]

Обилие различных допущений в классической теории сеток всегда вызывало неудовлетворение. Кроме того, эта теория пренебрегает межмолекулярными взаимодействиями (передача сил) и поэтому более применима к деформации набухших, чем ненабухших резин. Предложенная Бартеневым и Хазановичем теория высоко-эластичности исходит из представлений о механическом поле напряжений, в котором ориентируются сегменты цепей. Основной не-достгток гипотезы о механическом поле, изложенный в прежних работах, заключался в ее тесной связи с моделью сетки и типом деформации. В этой теории гипотеза о механическом поле напряжений обобщается на любой вид деформации, что позволяет получить закон произвольной деформации [4.6]. [c.111]

Таковы три основных типа дальнодействующих сил, ответственных за притяжение между молекулами, сил Ван-дер-Ваальса. На коротких расстояниях заметньши становятся силы, возникающие при перекрывании электронных облаков молекул. На больших расстояниях они несущественны, так как электронная плотность в атомах спадает практически до нуля уже на отдалении около 3 1(Г ° м от ядра. Перекрывание электронных облаков может привести к двоякого рода результатам если у частиц имеются незаполненные целиком или низколежащие свободные МО, могут образоваться межмолекулярные химические соединения, донорно-акцепторные, координационные и др. короткодействующие силы другого вида, силы отталкивания, возникающие при перекрывании заполненных оболочек, связаны с проявлением принципа Паули (см. 36). Силы отталкивания — важнейшая компонента межмолекулярного взаимодействия. На коротких расстояниях они значительны и возрастают при сближении очець быстро. Энергию отталкивания аппроксимируют выражением [c.261]

По данным исследований Б. А. Догадкина и его сотрудни-кoв основная роль в повышении прочности СКБ (кроме присоединения серы) принадлежит межмолекулярному взаимодействию. При вулканизации других синтетических каучуков свойства их изменяются по типу, характерному для натурального или натрий-дивинилового каучуков. Составные части резиновых смесей также оказывают значительное влияние на кинетику изменения физико-механических свойств резин при вулканизации. [c.73]

Привалко и Липатов 5 показали, что температура стеклования полимеров с межмолекулярным взаимодействием дисперсионного или ориентационного типа определяется в основном значением стерического фактора, отражающего термодинамическую гибкость цепи. [c.77]

Дуслин [256]. В этой работе дан обзор современной научной литературы, посвященной изучению критических явлений, потенциалов межмолекулярного взаимодействия, вириальных коэффициентов, функции PVT, термодинамических свойств и давления пара для многих веществ. Основное внимание уделено экспериментальным исследованиям. Дуслин систематизировал по типу веществ и полученным данным и свел в таблицы результаты ряда исследовательских работ, включая, посвященные избыточным свойствам, функции PVT и уравнениям состояния. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология