Изменение расстояния между зарядами

Более важным, чем необходимость определения состояния сравнения, является отчетливое понимание того, что энергии резонанса, вычисленные по любому методу, включают не только энергии делокализации, но также и инкременты энергии, вызванные 1) укорочением связи, 2) изменениями гибридизации электронов, 3) изменением расстояния между зарядами, 4) стерическими факторами, 5) различиями в теплоемкостях и т. д. Последняя составляющая уже рассматривалась в связи с энергиями связи, и было отмечено, что в большинстве случаев влияние теплоемкости невелико. Другие же воздействия будут рассмотрены подробнее в ходе дальнейшего изложения. [c.90]

Изменение расстояния между зарядами [c.92]

Первый интеграл берется от расстояния наибольшего сближения между центром тяжести противоположного заряда диполя и ионом аз до наиболее вероятного расстояния (Л ), которое является корнем уравнения (111,37). Этот интеграл дает величину энергии, зависящую от изменения расстояния между ионом и диполем он почти в точности подобен тому интегралу, который мы имели ири подсчете вероятности образования ионных пар. [c.122]

Потенциальная энергия. Под потенциальной энергией подразумевается та часть полной энергии, которая определяется расположением частиц в системе и не зависит от скорости их движения. Таким образом, изменения потенциальной энергии могут происходить только при изменении расстояния между какими-либо частицами, входящими в состав системы. Потенциальная энергия системы зависит от природы составляющих ее частиц и, в первую очередь, от их электрического заряда и массы. Например, потенциальная энергия электрона и ядра в атоме водорода однозначно определяется зарядами этих частиц и расстоянием между ними (см. 6). Отсчет потенциальной энергии производится по отнощению к бесконечности , т. е. по отношению к состоянию, в котором частицы данной системы удалены друг от друга на очень больщое расстояние. Такое удаление связано обычно с преодолением действующих между частицами сил притяжения и требует затраты работы. Поэтому в бесконечности система обладает максимальной потенциальной энергией, принятой за нуль. Во всех других состояниях потенциальная энергия системы имеет меньшие, т. е. отрицательные значения. На этом основании перед символом потенциальной энергии мы будем ставить знак минус. [c.13]

Пока у нас нет никаких данных для рещения вопроса о природе этих сил, попробуем на основании закона Кулона вычислить энергию системы из двух зарядов. Для химика сведения об энергии всегда важны, так как законы энергетики оказались исключительно плодотворными и надежными средствами изучения химических систем. Предположим, что начальное расстояние между зарядами равно Г[. Пусть оно возрастает до гг. Увеличение энергии системы АЕ равно работе соответствующей изменению расстояния от Г до Г2. [c.10]

Комбинировать атомные орбитали так, чтобы получалась молекулярная орбиталь, линейно зависящая от атомной, можно в тех случаях, когда энергии орбиталей соединяемых атомов приблизительно одинаковы и функции фа и фв имеют по отношению к оси молекулы одинаковую симметрию. Для иона водорода Н2 и в методе МО получатся два значения энергии одно из них с изменением расстояния между ядрами проходит через минимум, другое изменяется по кривой, не имеющей минимума. Две молекулярные орбитали, отвечающие этим значениям Е, описывают связывающее и разрыхляющее состояния системы и называются связывающей и разрыхляющей орбиталями. Как и в методе ВС, связывающее состояние соответствует повышению плотности электронного заряда в области между ядрами, а разрыхляющее характеризуется малой величиной заряда в этой области. Для любого числа базисных функций молекулярная орбиталь должна быть представлена в виде [c.109]

Мы не будем обсуждать теорию, а просто рассмотрим факты. Световые волны представляют колеблющиеся электрические и магнитные поля, и для их возбуждения необходима осцилляция электрических зарядов. Наоборот, если световая волна исчезает, например при поглощении, то вместо нее должен возникнуть осциллирующий электрический заряд. Поэтому, для того чтобы прямо поглощать инфракрасное излучение, молекула должна колебаться так, чтобы происходило смещение центра электрического заряда, т. е. дипольный момент молекулы при колебании должен изменяться. Для наглядного представления изменения дипольного момента предположим, что небольшие заряды б+ и б— локализованы на каждой из масс (рис. 2.9). Такая модель качественно удовлетворительна для молекулы с различными атомами. Дипольный момент есть произведение заряда на расстояние между зарядами и поэтому он должен изменяться с изменением длины связи. Среднее значение момента является, очевидно, постоянным дипольным моментом л. [c.37]

Учитывая большую разницу в величинах дипольных моментов, определенных двумя методами, можно было допустить, что изменение факторов, влияющих на равновесие в дисперсной системе, сопровождается не только изменением размеров ассоциатов, но также изменением их структуры и конформации. Данные, подтверждающие это допущение, были получены в результате анализа частотно-резонансных спектров растворов. Было показано, что при разбавлении бензольных растворов смол и асфальтенов максимум потери энергии смещается в область низких частот, т. е. время релаксации увеличивается. Такая картина возможна лишь в случае увеличения геометрических размеров частиц (молекул) при разбавлении, отражением чего является и резкое возрастание дипольного момента за счет увеличения расстояния между зарядами. Эти данные подтверждают представление исследователей, по мнению которых молекулы асфальтенов состоят из структурных фрагментов, соединенных метиленовыми либо иными мостиками, допускающими их взаимные повороты. Следует учесть, что пространственная деформация молекул может привести к нарушению сопряжения, вплоть до разъединения пар л-электронов, что может определенным образом влиять на реакционную способность веществ, особенно в реакциях со свободными радикалами. [c.789]

В области пространственного заряда, например в точке л , изменению расстояния между уровнем Ферми Ер и центром запрещенной зоны Е, соответствует разность потенциалов (внутренний потенциал Ланге) между нейтральным объемом и точкой л, т. е. (о/, — фд.) (см. рис. 64). Индексы Ь и х обозначают соответственно нейтральный объем и точку в области пространственного заряда х = 5 соответствует поверхности полупроводника. [c.393]

Второй метод, описанный Томсоном [41], свободен от всех этих недостатков. Этот метод основан на том, что при изменении расстояния между электродами меняется емкость. Если работа выхода двух расположенных друг против друга электродов отличается между собой, то конденсатор заряжается соответственно контактной разности потенциалов. Изменение расстояния между пластинками приводит к тому, что часть заряда переходит с конденсатора на присоединенный к нему электрометр и вызывает отклонение последнего. Отклонение не наблюдается, если контактный потенциал компенсируется соответствующим потенциалом, налагаемым на одну из пластинок. Компенсирующий потенциал равен контактному потенциалу /1,2. [c.345]

В работах Губкина А. Н. и Сорокина В. С. [10, 244] более подробно рассмотрен процесс деформации электрета и возникновения пьезоэлектричества в электретах. Авторы учитывали также случай ложного пьезоэффекта, возникающего вследствие изменения расстояния между электродами и поверхностями образца. Когда между поверхностями электрета, толщина которого Ь, и металлическими электродами имеется воздушный зазор I. поверхностная плотность заряда, индуцированного на электродах, равна [c.150]

Излучение света происходит, например, при быстром периодическом изменении расстояния между разноименными зарядами (рис. 8). Далее распростране ние света, рассматриваемое обычно как прохождение электромагнитных волн, можно представить себе следующим образом. Вблизи от зарядов с периодом, равным периоду колебаний зарядов, изменяется электрическое поле Е. Поле Е создает периодически меняющееся магнитное поле Н, последнее порождает, уже на большем расстоянии от зарядов, переменное электрическое поле и т. д. Возникновение электрического поля при изменении магнитного поля — знакомое явление электромаг-нитной индукции, благодаря которому турбины электростанций вырабатывают электрический ток. При этом явлении вихреобразное поле Е образует с полем Н левый винт (рис. 13, а). При родственном явлении — порождении вихреобразного поля Н при нарастании поля Е — векторы Е и Н образуют правый винт (рис. 13, б). [c.23]

Приняв некоторые допущения относительно расстояния между металлом и лигандом, дипольного момента лиганда и эффективного заряда на ядре никеля, можно рассчитать [25] изменение в энергии для различных состояний, происходящее по мере того, как расположение лигандов меняется от О,, до D ,,. Это изменение соответствует удлине- [c.101]

Полярность молекулы количественно оценивается дипольным моментом а, который является произведением длины диполя, т. е. расстояния между центрами тяжести электрических зарядов, на значение этих зарядов. В таблице 7 представлены дипольные моменты некоторых двухатомных молекул. Наблюдаемые изменения диполь-ных моментов обусловлены увеличением сродства к электрону у атомов галогенов при переходе от иода к фтору. [c.32]

Интересной особенностью электростатического взаимодействия разнородных частиц является изменение знака сил на некотором расстоянии между частицами при одинаковом знаке заряда поверхности частиц. [c.149]

В одно из обменивающихся веществ вводят в качестве метки радиоактивный или стабильный изотоп, а затем в ходе реакции измеряют изменение количества меченых атомов в другом веществе. Реакции электронного обмена особенно интересны тем, что константа скорости обмена электронов пропорциональна току обмена соответствующей электрохимической реакции (разд. 31.5.3). Примечательно, что все участники обменной реакции имеют одинаковый знак заряда, в результате чего между ними действуют значительные кулоновские силы отталкивания. Несмотря на это, реакции электронного обмена протекают с большой скоростью, период полупревращения составляет доли секунды. Высокая скорость этих реакций объясняется прежде всего тем, что мало различаются размеры координационных сфер участников реакции, что характерно как для анионов оксокислот марганца, так и для цианидных комплексов железа. В энергию активации такого рода реакций вносят вклад следующие компоненты энергия, необходимая для преодоления кулоновского отталкивания, энергия выравнивания размеров координационной сферы и энергия, связанная с туннельным переходом электрона от одного участника реакции к другому. Энергия, связанная с различием размеров координационной сферы, качественно может быть оценена следующим образом. Прежде чем произойдет адиабатический электронный переход (т. е. переход с минимальной затратой энергии), должны стать почти одинаковыми расстояния между центральным атомом и лигандами для реакции (1606), например, расстояние между Ре + и Н2О должно увеличиться настолько, чтобы сравняться с расстоянием между Ре2+ и Н2О. Для такого изменения расстояния необходима затрата некоторой энергии (энергии активации). Очевидно, реакции с электронными переходами протекают особенно быстро в том случае, если эти расстояния мало отличаются для соединений с различной степенью окисления. [c.203]

К частному случаю коагуляции электролитами относится взаимная коагуляция двух гидрофобных коллоидов с различными знаками зарядов. Здесь перекрытие ионных атмосфер способствует притяжению коллоидных частиц. Расстояние между частицами, при котором происходит взаимная коагуляция, во много раз больше радиусов частиц. Наиболее полная коагуляция наблюдается при взаимной нейтрализации зарядов частиц. При избытке одного из золей возможно перераспределение ионов и образование измененных двойных слоев вокруг частиц. Система в целом может быть устойчивой со знаком заряда избыточного коллоида. [c.87]

Рассмотрим кристаллизацию насыщенных полимерных углеводородов, содержащих атомы углерода и водорода и не имеющих полярных групп. Взаимодействие между цепями таких полимеров вызывается дисперсионными силами, возникающими как результат непрерывного изменения взаимного расположения зарядов в каждом атоме вследствие орбитального движения электронов. В каждый момент возникает асимметрия в распределении зарядов, обусловливающая притяжение атомов. Дисперсионные силы резко возрастают с уменьшением расстояния между макромолекулами. [c.23]

Изменение заряда атома фтора в данной координации сопровождается изменением полярности связи F—F. Длина этой связи возрастает на 10 пм. Имеет место также и увеличение полярности и соответственно и расстояний между атомами азота и водорода. [c.263]

Это действие поля на молекулы с неизменяющейся конфигурацией зарядов (жесткие диполи) мы можем обозначить как ориентационную поляризацию Р . Существует еще другой случай, когда распределение зарядов в молекуле изменяется под действием внешнего поля. Здесь мы различаем а) более быстрое смещение электронов или электронную поляризацию Р , (происходящую в течение 10-1 сек) и Ь) более медленное и труднее происходящее смещение тяжелых атомов и целых атомных групгг, или атомную поляризацию Рд (происходящую в 10-12 сек), по своей величине значительно меньшую, чем электронная поляризация. И тот, и другой вид поляризации у диполей вызывает изменение расстояния между зарядами /, а у полиполей вызывает расхождение зарядов, т. е. индуцирует дипольный момент. [c.54]

Радикалы, связанные в молекулу, имеют обычно иное распределение электронной плотности и другую стереохимнческую конфигурацию, чем в свободном состоянии. Неспаренный электрон в освободившемся радикале взаимодействует со всеми остальными связями значительно сильнее, чем в исходной молекуле. По этой причине при распаде молекулы на свободные радикалы последние трансформируются таким образом, что их геометрическая конфигурация и распределение электронной плотности стремятся к максимально возможному в данных условиях выигрышу энергии. Энергию, связанную с перестройкой освободившегося радикала, принято называть энергией резонанса, или энергией стабилизации радикала. В энергию резонанса, вычисленную по любому из существующих методов, вносят вклад не только делокализация электрона, но и укорочение связей, изменение гибридизации связанных электронов, изменение расстояний между зарядами, стерические факторы, изменение в теплоемкости. [c.13]

Представим себе, что заряды сосредоточены каждый в середине своей половины проводника — в центре тяжести зарядов. Получится система, называемая диполем. Колебания зарядов выражаются в изменении расстояния между ними. На рис. 1.3 показано, как возникают электромагнитные волны вокруг диполя и как периодическое синусоидальное движение зарядов приводит к от-шнуровыванию волн, распространяющихся в пространстве. Каждую линию электрического поля окружает замкнутая линия магнитного поля. Их совокупность и есть электромагнитная волна. Продолжающееся смещение (колебание) зарядов приводит к новому нарастанию электрического и, соответственно, магнитного полей. [c.15]

Низкая точность в определении зарядов на атомах и неопределенность параметра Еэф (значение которого, помимо сказанного выше, должно быть чувствительно также к расстоянию между зарядами), естественно, сказываются на величинах рассчитываемой энергии электростатических взаимодействий. Следует, однако, иметь в виду, что по сравнению с энергией ван-дер-ваальсовых невалентных взаимодействий электростатическая составляющая изменяется с расстоянием очень плавно (пропорционально 1/г). Поэтому она не может привести к заметному изменению геометрических параметров оптимальных конформаций, но может суще- [c.119]

Обращением эффекта (изменение напряжения при изменении расстояния между пластинами в случае постоянного заряда) подобные устройства могут быть применены также и для приема звука [15Г8]. [c.171]

Эффект электрического поля. Акустические колебания токопроводящей поверхности изделия могут быть вызваны силами взаимодействия электрических зарядов, если эту поверхность сделать одной из пластин конденсатора. Прием акустических колебаний может быть осуществлен в результате обратного эффекта - появления переменного электрического сопротивления на обкладках конденсаторного преобразователя при изменении расстояния между обкладками, одной из которых является изделие. При напряженности электрического поля конденсатора 10 В/м произведение коэффициентов преобразования конденсаторного преобразователя на четыре-пять порядков меньше, чем в случае пьезоэлек- [c.227]

Хотя ионные коэффициенты активности невозможно измерить раздельно, но теоретически они могут быть рассчитаны при таких низких концентрациях, когда межионные силы зависят, в первую очередь, от заряда, радиуса, распределения ионов и диэлектрической проницаемости среды в большей степени, чем от химических свойств ионов. При данной температуре коэффициенты активности ионов в водных растворах низких концентраций изменяются главным образом с изменением расстояния между ионами и величиной заряда ионов. Эти факторы комбинируются в ионной силе /, определенной Льюисом и Рендалом [c.20]

Для аддитивных свойств, когда значения А в соотношении (VIII, 1) для всех сопоставляемых рядов одинаковы (см., например, рис. 167), закономерное расположение прямых будет выражаться в закономерном изменении расстояний между ними. Так, для зависимостей, представленных на рис. 167, следует говорить о связи между изменениями и Гме-Пересечение прямых, отвечаюш их сопоставлению значений данного свойства в нескольких рядах веществ, отмечалось в ряде работ [78—81], однако почти всегда мимоходом. Е. Н. Гапон [82] установил, что прямые, выражающие зависимость энтропии катионов данного периода от их заряда, сходятся в одной точке. Ряд подобных закономерностей нашел Н. С. Спиро [83]. Ю. М. Голутвин в работе [84], посвященной термохимическим радиусам и теплотам образования гексааммиакат-ионов, обнаружил приближенную линейную зависимость вида [c.225]

Формула (10.9) учитывает, что возникающая при изменении pH ионизация мономерных единиц приводит к появлению электростатического отталкивания между ними, причем величина этого отталкивания зависит от конформаций цепи, определяемых величинами Легко видеть, что играющее основную роль электростатическое отталкивание между ближайшими ионизуемыми группами в среднем больше для спиральных. чем для клубкообразных участков цепи. В самом деле, закручивание цепи в а-спираль приводит к сближению некоторых из ближайших ионизуемых групп на расстояния, значительно меньшие, чем расстояния в клубкообразных участках, ближний порядок в которых соответствует пределыо вытянутой конформации цепи. Так, согласно оценке Зимма и Райса [ Ч, для полиглутаминовой кислоты расстояния между зарядом ионизуемой группы СООН и его ближайшими четырьмя соседями равны в спиральном состоянии 10,1 13,1 [c.335]

Рассмотрим теперь, основываясь на предыдуп ихрассуждениях, некоторые конкретные классы реакций. Для окислительно-вос-становительных реакций неорганических комплексов эффекты, связанные с изменением расстояний между центральным ионом и лигандом, обычно невелики, поскольку радиусы ионов переменной валентности изменяются при изменении заряда на единицу, как правило, только на 0,1—0,15 А (очень редко до 0,2 А) [277]. Кроме [c.156]

Пересечение ковалентной и ионной поверхностей может быть вызвано просто изменением расстояния между партнерами А и В (как в случае Na l). Быстро меняющееся (пропорционально 1/Я) кулоновское притяжение между ионами и В вызывает быстрое смещение ионной поверхности (A" ", В ) относительно ковалентной (А, В). Это показано на рис. 8.18, (7 для взаимодействия между аммиаком и цианэтиленом, когда объединенная система находится в возбужденном состоянии [62, 63]. Высокоэнергетическое возбужденное состояние с переносом заряда соответствует ионной паре (аммиак , цианэтилен ) при сближении молекул его энергия быстро уменьшается. Вскоре происходит пересечение с локально возбужденным состоянием (аммиак, цианэтилен в тг, тг -состоянии), энергия которого практически не зависит от межмолекулярного расстояния. На более низкой поверхности электрон переносится от аммиака к цианэтилену, тогда как на более высокой поверхности происходит обратный перенос. [c.266]

V — с осью X, а связь находится в плоскости ху (рис %). Ра ло-жим силу F I на две составляющих F, и F.. Поскольку между нарядами существует упругая связь, то составтяющая F вызывает изменение расстояния между центрами зарядов (и соот n i rn HHO между центрами масс) н 1 величину [c.57]

Выражение (5.16) иосит весьма приближенный характер. В частности, оно выведено в предположении о неизменной диэлектрической проницаемости е, хотя очень вероятно, что она зависит от г, так как микроскопическое окружение зарядов меняется по мере их сближения. Если предположить, что г, = —22 = 1 и е = 80 (т.е. равно диэлектрической проницаемости воды), то при а = 4А ДС — 1 ккал/моль. В случае, когда сближение зарядов происходит вблизи поверхности белка, некоторые электростатические силовые линии проходят через белок, а не через растворитель. Это приводит к уменьшению эффективной диэлектрической проницаемости и тем самым к увеличению (по абсолютной величине) отрицательного изменения свободной энфгии. Вместе с тем исходное расстояние между зарядами в развернутой белковой молекуле может быть недостаточно велико, чтобы даже незначительно увеличить энфгию электростатических взаимодействий. Изменение свободной энфгии при о азоваиии солевых мостиков для такого развернутого состояния будет соответственно меньше. [c.269]

Следует заметить, что при выводе уравнений (VII, 42) и УП,44) был сделан ряд упрощений и не вполне обоснованных допущений. Прежде всего, как уже было указано при рассмотрении строения двойного электрического слоя, схему, из которой мы исходили, нельзя считать удовлетворительной. Двойной электрический слой, согласно новейшим представлениям, надо представлять не плоскопараллельным конденсатором, а конденсатором, одна из обкладок которого состоит из диффузно распределенных ионов. Часть этих ионов -находится в приповерхностном слое и отстоит от твердой поверхности на меньшем расстоянии, чем плоскость скольжения. В результате этого электрокинетический потенциал соответствует не всему заряду на поверхности стенки, а разности между общим поверхностным зарядом и зарядом всех ротивоионов, находящихся в приповерхностном слое. Поведение такого слоя при электрофорезе или электроосмосе следует представлять себе так, как это показано на рис. VII, 19 б. Правда, такое представление о двойном электрическом слое не обесценивает приведенный вывод, так как этот слой по-прежнему можно рассматривать как электрический конденсатор. Возникает лишь вопрос о том, насколько допустимо при количественных выводах приравнивать расстояние I, на котором происходит изменение скорости течения жидкости в двойном слое, к усредненному расстоянию между обеими обкладками электрического конденсатора с размытой внешней обкладкой. [c.201]

Поскольку в уравнениях (35) и (52) для вычисления -потенциала мы имеем обратное отношение — т]/Д, то, если бы имелась возможность для данной капиллярной системы в растворе знать отношение т]/Д, можно было бы ввести поправку на уменьшающееся значение -потенциала с изменением сечения капилляров. Однако такие данные отсутствуют. Гуггенгейм, а также Гортнер предложили, ввиду неопределенности вопроса о численном значении диэлектрической проницаемости в тонкокапиллярных системах, вообще отказаться от введения этой величины в электрокинетические уравнения и определять вместо -потенциала лишь момент двойного слоя т, т. е. произведение плотности заряда" Г] на расстояние между обкладками двойного слоя б т = т1 б. [c.91]

Форма кривых дифференциальной емкости резко изменяется при введении в раствор электролита поверхностно-активного органического вещества (рис. 3.22). В области потенциалов вблизи п. н. з. при этом имеет место резкое падение емкости до величин порядка 0,04—0,06 Ф/м . Этот эффект объясняется вхождением в двойной слой молекул органического вещества, что приводит к уменьшению диэлектрической постоянной и увеличению расстояния между обкладками конденсатора. Согласно соотношению (3.91) при таком изменении свойств конденсатора должно происходить уменьшение его емкости. При достаточно больших как положительных, так и отрицательных зарядах поверхности электрода С, -кривые в чистых растворах п с добавками поверхностно-активного органического вещества сливаются, что указывает на десорбцию органических молекул с поверхности электрода. В данном случае имеет место хорошо известный из электростатики эффект втягивания в пространство между обкладками конденсатора в1ещества с большей диэлектрической постоянной. В связи с этим в области высоких зарядов поверхности электрода молекулы поверхностно-активного органического вещества вытесняются из двойнослойного конденсатора молекулами воды, обладающими большей диэлектрической постоянной. [c.177]