Взаимодействия между молекулами Комплексные соединения

В области, прилежащей к значениям коэффициента активности насыщенного раствора около 1 или 1п у1 - -О, могут располагаться величины у1 растворенных соединений первой группы взаимодействий, которые в молекулярной и ионной формах не образуют каких-либо устойчивых структур с компонентами раствора (кривая 1). Для соединений этой группы значение коэффициента активности практически постоянно во всем диапазоне концентраций раствора. Остальные группы соединений характеризуются более существенной связью между значениями коэффициента активности и концентрации часто наблюдается плавный перелом хода изменения градиента коэффициента активности (А 1п у /Атг) вблизи зоны концентраций, где в соответствии с константами устойчивости степень связывания исходных веществ становится весьма высокой. В области со значениями коэффициента активности 0,2—0,8 могут быть ионные пары — второй тип взаимодействий, отражаемый кривой 2. Для комплексных соединений (кривая 3) — третьего типа взаимодействий — значения коэффициента активности даже при небольшой степени достижения равновесия составляют менее 0,2. Ионные пары и комплексы характеризуются значительной устойчивостью, и содержание в растворе первичных форм молекул и ионов, образующихся при диссоциации,становится заметно меньшим, чем содержание растворившегося вещества в пересчете на исходную его молекулярную форму. [c.75]

Исследование электронной структуры молекул может быть основано на различных подходах в соответствии со степенью взаимодействия между атомами, образующими связь. В случае комплексных соединений наиболее важными приближениями являются теория поля лигандов и теория молекулярных орбиталей. В следующих двух разделах будут обсуждены принципиальные основы этих теорий. [c.40]

Катализаторы — комплексные соединения переходных металлов. Реакции восстановления, гидрирования, окисления, гидратации ненасыщенных соединений, изомеризации, полимеризации и многие другие в промышленных условиях осуществляются в растворах в присутствии комплексных катализаторов. По типу применяемых катализаторов эти процессы иногда объединяют в группу координационного катализа. В качестве катализаторов в таких процессах применяются комплексные соединения катионов переходных металлов. Сюда относятся металлы УП1 группы Ре, Со, N1, Ни, КЬ, Рс1, Оз, 1г, Р1, а также Си, Ag, Hg, Сг и Мп. Сущность каталитического действия заключается в том, что ионы металлов с -электронной конфигурацией с/ —могут взаимодействовать с другими молекулами, выступая как акцепторы электронов, принимая электроны на свободные /-орбитали, и как доноры электронов. На рис. 200 показано взаимодействие ВЗМО этилена со свободной -орбиталью иона металла (а) и одновременное взаимодействие заполненной -орбитали металла с НСМО этилена (б). Донорно-акцепторное взаимодействие, обусловленное переходом электронов с я-орбитали этилена, уменьшает электронную плотность между атомами углерода и, следовательно, уменьшает энергию связи С=С. Взаимодействие, обусловленное переходами электронов с -орбитали иона металла на разрыхляющую орбиталь молекулы этилена, приводит к ослаблению связей С=С и С—Н. [c.626]

Комплексные соединения, мочевины и тиомочевины с органическими компонентами представляют собой новый вид комплексов включения в каналы, которые образуют молекулы-мочевины или тиомочевины, связанные в спирали водородными связями между кислородом или серой и аминогруппами соседних молекул. Способность образовывать комплексы с мочевиной или тиомочевиной связана с величиной и формой реагирующей молекулы поперечные размеры этих молекул должны быть равны или меньше поперечного размера каналов, чтобы осуществилось взаимодействие. [c.9]

Из сказанного следует, что в основе представлений химической теории лежит процесс взаимодействия между молекулами поверхности ядра коллоидной частицы и ионами веществ, принимающих участие в образовании этого ядра. При этом характер взаимодействия приводит к образованию соединений комплексного (в смысле теории Вернера) типа. [c.193]

На протяжении последних десятилетий интерес исследователей к координационным (комплексным) соединениям постоянно возрастал. Соединения этого рода тесно связаны с органической химией, био- и геохимией, очень важную роль они играют в химической технологии Силы, обуславливающие связь между компонентами в таких соединениях, часто бывают значительно слабее сил, связывающих атомы в обычных молекулах. Однако именно эти слабые взаимодействия лежат в основе многочисленных явлений, начиная с реакционной способности и стереохимических явлений и кончая процессами растворения, кристаллизации и т.п. [c.59]

Реакции восстановления, гидрирования, окисления, изомеризации, полимеризации в промышленных условиях осуществляются в растворах в присутствии катализаторов — комплексных соединений (ионов металлов УГИ группы Ре, Со, N1, Ни, а также Си, Ад, Иц, Сг, Мп). Сущность каталитического действия заключается в том, что ионы металлов выступают как доноры или акцепторы электронов. Химическое взаимодействие между реагирующими молекулами, координированными около центрального иона металла, облегчается благодаря поляризации молекул и понижению энергии отдельных связей. Центральный ион металла является мостиком, облегчающим электронные переходы между реагирующими молекулами. [c.295]

По современным представлениям, водородная связь включает не только электростатические силы притяжения между полярными группами (взаимодействие атомов водорода с электроотрицательными элементами кислородом, азотом, хлором), но и электронные связи такого же типа, как в ряде комплексных соединений. Водородные связи, являясь нековалентными, отличаются малой прочностью. Так, если для разрыва химических межатомных связей необходимо затратить от 84 до 8400 кДж, то для разрыва одной водородной связи требуется затратить всего лишь 6,3 кДж на 1 моль. Поскольку в белковой молекуле число водородных связей очень велико (в образование водородных связей вовлечены все пептидные группы), они в сумме обеспечивают скручивание полипептидной цепи в спиральную структуру, сообщая ей компактность и стабильность. [c.61]

Силы отталкивания способствуют обмену кинетической и потенциальной энергий между молекулами, установлению термодинамического равновесия. Межмолекулярные химические связи возникают в результате перераспределения электронной плотности в пространстве между молекулами, частичного переноса заряда от молекулы донора к молекуле акцептора. Такой перенос электронного заряда понижает энергию системы и приводит к образованию молекулярных ассоциатов в чистых жидкостях и комплексных соединений в растворах. Разновидностью межмолекулярных химических взаимодействий является водородная связь, осуществляемая с участием водорода. Атом водорода, ковалентно связанный с атомом фтора, кислорода, азота, хлора, серы, фосфора, углерода, может образовать вторую связь с одним из таких же атомов другой молекулы. В воде, спиртах и кислотах энергия водородной связи составляет 20,9 —33,4 кДж/моль в бензоле, растворе ацетон — вода — около 4,2 кДж/моль. [c.247]

Таким образом, акцептор оттягивает электронные пары донора, и такое взаимодействие приводит к образованию одной из форм координативной связи и объединяет молекулы между собой, образуя комплексное соединение за счет донорно-акцепторной связи. [c.87]

Вместе с тем комплексообразование не обязательно должно протекать в растворе — комплексные соединения часто образуются и при взаимодействии твердых веществ с газообразными. Например, безводный СаСЬ в атмосфере аммиака дает комплекс состава [Са(ЫНз)8]СЬ. Сущность самого процесса остается при этом той же самой и заключается в присоединении нейтральных молекул к тому или иному иону соли за счет возникающего между ними взаимного притяжения. [c.259]

Теория, объясняющая образование комплексных соединений с позиций электростатического взаимодействия ионов, была разработана Косселем (1916—1922). Согласно модели, лежащей в основе этой теории, ионы лигандов и комплексообразователя представляют собой абсолютно твердые сферы с зарядом, сосредоточенным в центре. Используя эти представления, а также закон Кулона, можно вычислить энергию связи в любом комплексном ионе. Однако ионная модель, качественно правильно описывая строение комплексных соединений, не дает количественного совпадения экспериментальных и теоретически вычисленных значений энергии связи. Наибольшее расхождение имеет место в тех случаях, когда лиганды являются не ионами, а нейтральными молекулами. Расчеты Косселя показали также, что при увеличении числа лигандов силы взаимного расталкивания их возрастают, в связи с чем уменьшается прочность связей между лигандами и центральным атомом. [c.270]

Кристаллогидраты в большинстве случаев представляют собой соединения, в которых молекулы воды связаны донорно-акцепторной связью с катионом, а образовавшаяся частица (катионный аквакомплекс) электростатически притягивается к аниону. Нетрудно видеть, что по своей химической природе кристаллогидраты близки к комплексным соединениям. Сила взаимодействия между ионом и полярной молекулой воды зависит от заряда и размера иона чем меньше радиус иона и чем [c.80]

В гл. I в кратком обзоре современного состояния теории водных растворов сильных электролитов в зоне повышенных концентраций мы пришли к выводу, что время создания количественной теории концентрированных растворов еще не наступило. Неучет сложных II различных по природе си.т взаимодействия между ионом и молекулами растворителя, невозмол ность отразить все разнообразие возникающих при этом новообразований (ионных пар, жидких ионных гидратов, комплексных соединений различного типа и т. д.). использование макроскопической диэлектрической проницаемости без учета ое изменений в зонах первичного и последующих сольватных слоев [c.230]

Основные научные работы посвящены изучению активных промежуточных частиц (комплексов, возбужденных молекул, свободных радикалов). Применил метод электронного парамагнитного резонанса для исследования радикалов, образующихся непосредственно при радиационном облучении, и установил связь между строением молекул и их радиационной стойкостью. Изучил закономерности делокализации неспаренных электронов в комплексных соединениях и установил общность механизмов сверхтонких взаимодействий в комплексах, радикалах и молекулах. Обнаружил влияние магнитного поля на скорость реакций в растворах. [c.343]

Однако результаты спектрофотометрических измерений в растворах кислот (оснований) и их солей могут быть искажены вследствие изменения электронных спектров поглощения при добавках электролитов и неэлектролитов. Это явление неоднократно наблюдалось при исследовании спектров поглощения неорганических и, главным образом, больших органических ионов [13, 159, 258—270]. Введение в раствор электролитов или неэлектролитов может привести либо к сдвигу полосы поглощения, либо к изменению молярного коэффициента погашения на максимуме полосы. Обычно оба эффекта проявляются одновременно. Они приводят к кажущемуся изменению концентрации поглощающего вещества. В одних случаях наблюдаемый эффект может быть вызван взаимодействием между поглощающим веществом и добавленным с образованием комплексных соединений или ассоциатов. В других случаях изменение спектра поглощения связывают с изменением ионной атмосферы вокруг поглощающего иона [271]. Однако, поскольку аналогичные эффекты наблюдаются и при добавках неэлектролитов, представляется убедительным утверждение [272, 263—267, 270], что они не могут быть объяснены только ионным взаимодействием но теории Дебая — Гюккеля, а причина заключается в изменении взаимодействия между поглощающим ионом и молекулами растворителя, образующими сольватную оболочку. [c.93]

Донорно-акцепторное взаимодействие между разными молекулами приводит к образованию сложных соединений, которые называются комплексными соединениями. Рассмотрим в качестве примера взаимодействие между молекулами А1С1з и МНз- Атом азота в молекуле ЫНз имеет неподеленную пару электронов и играет роль донора, а атом алюминия в молекуле А1С1з — свободную орбиталь и иг- [c.69]

На основе представлений о вандерваальсовых силах и водородной связи можно выяснить взаимодействия между молекулами в газах, жидкостях и молекулярных кристаллах и предсказать свойства веществ в этих состояниях. Координационная теория и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи совместно с элементами теории поля лигандов объясняют взаимодействия между комплексообразователями и лигандами в комплексных соединениях и свойства этих соединений. [c.113]

Среди физико-химических явлений, которые могли бы привести к объединению пространственно разобщенных компонентов сложного центра катализа, связанных в кинетическом континууме в пространственно ограниченный комплекс надмолекулярного строения, можно предполагать явления ассоциации, сольватации, комплексообразования и другие проя1вления адхезии молекул, в том числе и образования соединений кла ратного типа (соединений-включений), среди которых особое место должны занимать образования, подобные микросферам Фокса [84], представляющим собой комплексные макроструктуры из конденсированных протеиноидов, способные включать в себя различные вещества. Эти явления наряду с образованием водородных связей, а также прочных химических связей и электростатическим взаимодействием между молекулами-компонентами сложного центра катализа могут обеспечить его надмолекулярное структурирование. Все они служат адхезионно-химической основой структурирования сложного центра катализа. [c.216]

В протопласте имеются соединения с гетерополярнымн связями (ионные соединения), в молекуле которых содержатся ионы — радикалы, несущие электрический заряд. Удержание этих ионов друг возле друга обусловливается силой электрического притяжения. Примером таких соединений может быть КМОа, в котором ионы К+ и ЫОз", имея разные по знакам электрические заряды, взаимодействуют между собой. Комплексные белкбвые соединения гетерополярны, и реакции в них происходят с большой скоростью. [c.52]

Карбонилы — комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(П) Ре(С0)5, N (00)4. Химические связи в молекулах карбонилов металлов образованы аналогично химич ским связям между другими лигандами и ионами металлов. Электростатические представления для объяснения ее возникновения здесь не подходят. С позиций методов ВС (за счет донорно-акцепторного взаимодействия неподеленных электронных пар лигандов и вакантных орбиталей атома металла) и МО (образование заполненных электронами связывающих и несвязывающих орбит 1лей — правило 18) такие комплексы возможны. Например, атом никеля с электронной конфигурацией №. ..3 45 имеет 10 валентных электронов. Для выполнения правила 18-ти электронов необходимы еще 8 электронов, которые могут поставить 4 лиганда [c.366]

Существуют системы, в которых атомы, ионы или их группы взаимодействуют с другими атомами или атомными группировками. Образуются простые и полимерные молекулы, сложные ионы, сольваты, комплексные соединения и т. д. Между частицами многоатомной системы существуют связи различного вида и прочности. [c.24]

Явление сольватации обязано тому,, что заряженная частица (ион), появившаяся среди молекул растворителя, изменяет свойства и порядок распределения последних в растворе. Если молекулы растворителя имеют дипольный момент, то они взаимодействуют с ионами, образуя сольватные оболочки. При этом электростатическое бзаимодействие не является единственной причиной сольватации ионов. Сольватация может возникать и за счет некулоповских — химических сил. Многие соли образуют гидраты и сольваты не только в растворах, но и в твердом состоянии. К такому комплексообразованию склонны почти все соли. Например, образование гидратов солей меди является типичным процессом комплексообразования. В таких соединениях связь между ионами и молекулами воды чисто химическая, она обусловлена обычной координационной валентностью, типичной для комплексных соединений. [c.137]

Общая характеристика растворов. Процесс растворения—сложный физико-химический акт, а не простое распределение частиц одного вещества между частицами другого, которое в какой-то степени применимо для описания разреженных газовых смесей. В жидких и твердых растворах частищл растворителя и растворенного вещества непосредственно взаимодействуют между собой и находятся на таких коротких расстояниях, как и в химических соединениях. Взаимодействие молекул растворителя с растворяемым веществом зависит от сил разнообразной природы, за счет которых в растворе образуются устойчивые комплексные и полимерные соединения, способные существовать вне раствора,— сольваты, а в случае водных растворов — гидраты. [c.78]

Эта теория, появившаяся в 1916 г., объясняет все химические связи комплексных соединений чисто электростатическим притяжением между центральным ионом и ионными или полярными лигандами и отталкиванием лигандов между собой. Расчеты энергий взаимодействия, исходя из такой модели, весьма удовлетворительны для чисто ионных лигандов, например аци-докомплексов, менее точны для лигандов — полярных молекул и совсем непригодны для лигандов — нейтральных молекул. [c.266]

С точки зрения исследователя, интересующегося зоной повышенных концентраций, и это направление пока не позволяет количественно обработать экспериментальные данные. Использование в этих теориях макроскопической диэлектрической проницаемости растворителя без учета ее безусловных изменений в окружении ионов, а также игнорирование сил химического взаимодействия между ионами и молекулами растворителя, возможного образования в растворе комплексных соединений, ионных пар и т. п., естественно, не может привести к совпадению теории с опытом в области иовьплен-ных концентраций, не говоря о бедных растворителем высококонцентрированных растворах. [c.16]

По своей структуре и по состоянию молекул жидкости ближе к твердым телам, чем к газам. Обе конденсированные фазы обычно состоят из одних и тех же частиц, в расположении которых соблюдается сходный ближний порядок. Дополнительное упорядочение появляется в приповерхностном слое. Благодаря этому молекула, адсорбированная из жидкости, оказывается как бы зажатой между частицами двух конденсированных фаз в состоянии, напоминающем твердый раствор (рис. 6). Специфические отличия жидкости от газа тем сильнее, чем больше межмолеку-лярное взаимодействие. Существование в жидкости межмолекулярных водородных и акцепторно-донорных связей, а также различных других, присущих лигандам в комплексных соединениях (я-связи, дативные связи и т. д.), увеличивает влияние жидкой фазы на процессы, идущие на поверхности катализатора. [c.507]

Термин сорбция используется в современной литературе по вакуумной технике как некоторое комплексное понятие, характеризующее все виды взаимодействия свободных атомов и молекул с поверхностью сорбирующего вещества, включая образование химических соединений. Традиционно сорбционные процессы на поверхности твердых тел разделяются на две самостоятельные категории физическую адсорбцию и хемосорбцию. Однако с позиций квантовой физики различие между физической адсорбцией и хемосорбцией состоит лищь в том, что в первом случае происходит лишь слабое электронное взаимодействие между адсорбируемыми частицами и частицами адсорбента, а во втором — сильное. Возможны также промежуточные по силе электронного взаимодействия состояния [43]. [c.44]

В первом разделе представлены работы, в которых освещаются ре )ультаты теоретических и экспериментальных исследований строения молекул, приводятся многочисленные экспериментальные данные о спектрах органических, элементооргаиических и комплексных соединений, а также расчеты спектральных и электрооптических характеристик молекул. Вто)эой раздел содержит работы по исследованию строения вещества и межмолекулярных взаимодействий, ряд работ откосится к изучению строения и динамики кристаллической решетки. Третий раздел — применение методов спектроскопии к изучению химических реакций, явлений адсорбции и вопросам связи между реакционной способностью и спектроскопическими характеристиками молекул, несколько работ посвящено спектральным исследованиям высокомолекулярных соединений и биологических объектов. [c.2]

Комплексы внедрения и нормальные комплексы. Атомные связи часто приводят к образованию особо прочных комплексных соединений. Не только радикалы, но и нейтральные группы, например NH3, связываются атомными связями с центральным атомом особенно прочно. В отличие от них такие координационные соединения, в которых существуют только ионные связи между сильно полярными молекулами и ионами (без значительной доли гомеополярности), в больпшнстве случаев обладают только свойствами относительно слабых комплексных соединений. В этом характерное различие между координационными или комплексными соединениями с ионным характером связей и со связями атомного типа. Последние, согласно Бильтцу (Biltz), называют комплексами внедрения, так как в случае атомных связей электронные оболочки центрального атома и лигандов взаимно проникают одна в другую. Наличие атомных связей между центральным атомом и его лигандами во многих случаях можно непосредственно доказать магнитными измерениями (см. ниже). Комплексы, в Которых связи электровалентны или обусловлены вандерваальсовыми силами или дипольным взаимодействием, обозначаются в отличие от комплексов внедрения как нормальные комплексы. Комплексами внедрения, вероятно, являются, как правило, такие комплексные соединения, которые имеют характер неэлектролитов (например, [СгС1з(КНз)з]). Помимо различной прочности связей, комплексы внедрения отличаются от нормальных комплексов также и тем, что в них центральный атом имеет почти всегда постоянное координационное число, в то время как в нормальных комплексах координационные числа обычно колеблются и состав этих комплексов зависит от соотношений, в которых брали для их получения составные части. [c.443]

Характерная особенность связей второго типа состоит в том, что их образование сопровождается взаимным переносом электронов рассматриваемыми атомами. Распределение образующих связь электронов между двумя атомами зависит от конкретных электронных состояний, участвующих в образовании связи, и от значений электроотрицательности соответствующих элементов. Наиболее слабые взаимодействия, приводящие к образованию связи, наблюдаются в комплексных соединениях переходных металлов, где взаимодействие осуществляется между -электронами иона металла и S- или / -электронами, локализованными на донорном атоме лиганда. В качестве примеров можно привести следующие комплексы [Со еп)з]з+, [Fe(dipy)3] +, [№]з- [Сг(Сг04)з] - и т. д. Изучение спектроскопических и магнитных свойств этих комплексов позволило установить, что комплексообразование вызывает изменения состояния -электронов иона металла и частичное изменение электронного состояния рассматриваемой молекулы лиганда, однако электроны остаются, по существу, локализованными на индивидуальных частицах, которые образуют комплекс. Наиболее сильные взаимодействия, приводящие к возникновению связи, наблюдаются в случае атомов с частично заполненными s- или р-под обол очками. Примерами таких молекул могут служить Нг, Н2О, СН4, СбНб и др. [c.40]

Комплексные соединения, согласно определению, характеризуются тем, что один из атомов образует большее число связей, чем это следовало бы исходя из его нормальной валентности. Например, трехвалентное железо образует шесть связей в КзГе(СК)д, а четырехвалентный кремний дает шесть связей в Na2SiFg. Аналогично в случае гидратов, аммиакатов и этилендиаминатов солей тяжелых металлов центральный ион образует больше связей, чем это должно быть исходя из его обы чной валентности, равной 2, 3, 4 или 5. Комплексные связи некоторых типов, такие, как, например, в гидратах и аммиакатах, довольно слабы и представляют собой в основном электростатическое взаимодействие между центральньш ионом, нанример Са или Ва, и молекулой воды или аммиака. Сильное электрическое поле многовалентного иона не только притягивает постоянный диполь воды или аммиака, но и вызывает дополнительную наведенную поляризацию. Тем не менее общее взаимодействие слабо и как следствие этого устойчивость комплекса невелика. Обычно гидраты и аммиакаты существуют только в твердом кристаллическом состоянии и разлагаются при плавлении или растворении. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология