Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Взаимодействие заряда и диполя

    Взаимодействие заряд — диполь. Взаимодействие точечного заряда Q и электрического диполя Цо = С о (в цело.ч( незаряженного) зависит от их расстояния а и взаимной ориентации. Если они расположены вдоль прямой линии и диполь повернут противоположным по знаку зарядом в сторону точечного заряда (рис. 2.2, а), то между ними возникает сила притяжения. При а> согласно закону Кулона имеем [c.35]


    Для того чтобы обойти это препятствие, разумно предположить, что заряды белковых ионов подходят также близко к поверхности молекулы, как и заряды малых органических молекул. Взаимодействие зарядов таких молекул можно исследовать с помощью экспериментальных методов , и на основании результатов проведенных исследований заключить, что заряды стремятся расположиться на расстоянии, близком к 1 А от поверхности мо-лекулы . Эта величина, вероятно, говорит о несовершенстве модели, изображающей ион в виде полости с низкой диэлектрической проницаемостью, на поверхности которой диэлектрическая проницаемость скачкообразно изменяется, достигая значения диэлектрической проницаемости растворителя (в данном случае воды). На самом же деле молекулы растворителя, непосредственно примыкающие к заряженному участку, должны быть в значительной мере заморожены в определенном положении благодаря наличию взаимодействия заряд—диполь. В результате этого диэлектрическая проницаемость растворителя достигает своей полной величины только на некотором расстоянии от заря- [c.544]

    Это уникальное явление заслуживает специального рассмотрения, хотя оно тесно связано с взаимодействием заряд—диполь и диполей между собой. Имеются веские основания [19, 20] полагать, что в гидроксильных соединениях в результате образования водородной связи (водородного мостика) в растворе появляется больше тримеров и тетрамеров, чем димеров. Вероятно, это происходит благодаря наличию в растворе циклических форм, например [c.155]

    Электростатическое взаимодействие жестких диполей, ориентирующихся друг к другу противоположными зарядами (ориентационный эффект). Проявляется оно прежде всего у молекул с большим дипольным моментом (полярные молекулы), имеющих несимметричное строение. [c.11]

    Рассмотрим заряженное электронное облако сферического атома, заданное средним по времени движением его электронов вокруг ядра. Усредненное движение электронов вокруг ядра сферически симметрично, однако в любой момент времени в какой-то области может произойти кратковременное скопление отрицательных зарядов, в результате чего образуется мгновенный дипольный момент атома. Этот мгновенный диполь индуцирует соответствующие дипольные моменты в соседних атомах, между которыми и происходит мгновенное взаимодействие. Мгновенный диполь любого атома при усреднении по времени обращается в нуль, а средняя энергия взаимодействия отлична от нуля, так как мгновенные и индуцируемые диполи находятся в одной фазе, или, другими словами, связаны друг с другом. Средняя энергия взаимодействия мгновенных диполей уменьшается с расстоянием по закону т. е. так же, как и энергия, обусловленная взаимодействием постоянного и индуцированного диполей в соответст- [c.199]


    Положительный конец диполя отталкивается одноименно заряженным ионом, а отрицательный конец — притягивается им. За счет такого взаимодействия происходит удлинение диполя, т. е. дипольный момент, равный произведению величин зарядов на расстояние между ними, увеличивается. Поэтому сила взаимодействия жесткого иона М и вновь образовавшегося диполя окажется больше, чем сила взаимодействия недеформированного диполя с жестким ионом. [c.241]

    Действительно, энергия взаимодействия двух зарядов диполя с полем, определяемая уравнением [c.488]

    Пусть имеются два атома благородного газа. Если рассматривать статическое распределение зарядов в них, то эти атомы не должны влиять друг на друга. Но опыт и квантовая теория говорят о том, что в любых условиях (в том числе и при абсолютном нуле температуры) содержащиеся в атоме частицы находятся в непрерывном движении. В процессе движения электронов распределение зарядов внутри атомов становится несимметричным, в результате чего возникают мгновенные диполи. При сближении молекул движение этих мгновенных-диполей перестает быть независимым, что и вызывает притяжение. Взаимодействие мгновенных диполей — вот третий источник межмолекулярного притяжения. Этот эффект, имеющий квантовомеханический характер, получил название дисперсионного эффекта, так как колебания электрических зарядов вызывают и дисперсию света — различное преломление лучей света, имеющих различную длину волны. Теория дисперсионного взаимодействия была разработана Лондоном в 1930 г. Из изложенного следует, что дисперсионные силы действуют между частицами любого вещества. Их энергия приближенно выражается уравнением [c.241]

    Первый член формулы (39.14) отвечает взаимодействию заряд — заряд двух ионов сумма второго и третьего — взаимодействию ионов с индуцированными диполями и этих диполей друг с другом. Сюда же вклю- [c.164]

    Первый член уравнения (П.28) характеризует взаимодействие зарядов двух ионов, сумма второго и третьего — соответственно взаимодействие ионов с наведенными электрическими моментами диполей и этих диполей друг с другом (сюда включена также энергия образования электрических моментов диполей) четвертый член учитывает взаимодействие ионов за счет сил Ван-дер-Ваальса, пятый— энергию отталкивания. [c.76]

    I группы (щелочными) надо обратить внимание на то, что радиусы атомов металлов И группы меньше, а число внешних электронов (т. е. связывающих), наоборот, больше. Поэтому можно ожидать более высоких температур плавления и большей плотности для металлов II группы, что действительно и наблюдается. При переходе от I группы ко II увеличивается энергия гидратации, так как сравнительно небольшие, но имеющие двойной заряд ионы металлов II группы энергично взаимодействуют с диполями воды. Это явление объясняет, почему у металлов II группы электрохимические потенциалы высоки и близки к потенциалам щелочных металлов. Несмотря на прочность решетки металлов II группы, диполи воды все-таки разрушают ее и увлекают ионы металлов в раствор. Электрохимическое поведение щелочноземельных металлов показывает, что на основании химической активности и положения в периодической системе еще нельзя судить о положении металла в ряду напряжений. [c.155]

    Такой диполь может возмущать электронную ситуацию двумя способами. Существующее в молекуле разделение зарядов влияет на энергию, сопровождающую появление второго заряженного центра в молекуле за счет взаимодействия между зарядами. Такие взаимодействия зарядов череа пространство называют эффектом поля. Некоторые примеры эффектов такого типа показаны пиже  [c.132]

    В основе сорбции на поверхности адсорбента, имеющего гидроксильные группы, лежит специфическое взаимодействие между полярной поверхностью адсорбента и полярными (или способным поляризоваться) группами или участками молекул. К таким взаимодействиям относят диполь-дипольное взаимодействие между постоянными или индуцированными диполями, образование водородной связи вплоть до образования 71-комплексов или комплексов с переносом заряда. Возможным и достаточно частым в практической работе является проявление хемосорбции, которая может привести к значительному повышению времени удерживания, резкому снижению эффективности, появлению продуктов разложения или необратимой сорбции вещества. [c.15]

    Большие амплитуды и одинаковые частоты атомных колебаний в молекулах Н2О в кристаллах льдов определяют резонансное взаимодействие электрических диполей, каковыми являются О—Н-группы с локализованными на атомах О- и Н-зарядами, обратно пропорциональное третьей степени межмолекулярного расстояния. Этот тип дальнодействующего межмолекулярного взаимодействия, по нашему мнению, и представляет собой водородную связь в системе одинаковых молекул Н2О. [c.81]


    В зависимости от знака заряда иона и величины угла 0 взаимодействие постоянного диполя II иона может быть как притяжением, так и отталкиванием. [c.274]

    Физическое взаимодействие не изменяет или очень слабо сказывается на строении взаимодействующих молекул. Но, кроме физического взаимодействия, молекулы очень часто образуют друг с другом молекулярные комплексы с участием определенных атомов и молекулярных орбиталей. Молекулярные комплексы делятся на два больших класса комплексы с водородной связью и комплексы с переносом заряда (КПЗ). Молекулярные комплексы занимают промежуточное положение между ассоциатами молекул, возникающими за счет физического взаимодействия, например диполь-дипольного притяжения, и молекулами. Физическое взаимодействие возникает в результате электростатического притяжения молекул, обладающих постоянным или наведенным диполем, Число взаимодействующих молекул, образующих ассоциат, может быть достаточно велико и меняться в зависимости от условий. Молекулярный комплекс имеет постоянный состав (чаще всего 1 1 или 1 2) если он меняется, то меняется и структура комплекса. Водородная связь в спиртах возникает путем взаимодействия группы О—Н с парой электронов атома кислорода другой молекулы. В отличие от молекул, которые образуются из других молекул в реакциях, протекающих с энергией активации, молекулярные комплексы образуются в процессах ассоциации, происходящих без энергии активации. Поэтому молекулярные комплексы находятся в равновесии с исходными молекулами. [c.337]

    Большая часть энергии гидрофобного связывания, таким образом, является следствием уменьшения невыгодной энергии взаимодействия указанных молекул с водой. После возникновения контакта между такими молекулами начинают играть роль другие силы, действующие на коротких расстояниях, что может приводить к существенному увеличению общей кажущейся энергии взаимодействия. Силы, повышающие притяжение между молекулами, представляют собой силы ван-дер-Ваальса, или силы дисперсии Лондона, возникающие между зарядами, диполями и индуцированными диполями. [c.505]

    Для того чтобы определить некоторые термины, которые имеют важное значение для ЯКР (и мёссбауэровской спектроскопии, гл. 15), полезно рассмотреть взаимодействие зарядов, диполей и квадруполей с плотностью отрицательного заряда. На рис. 14.1, Л показано взаимодействие положительного заряда, находящегося на оси 2, с отрицательной электронной плотностью. Энергия выражается как — е /г или — еК где К(= — е/г) — электрический потенциал в точке г, в которой находится положительный заряд. На рис. 14.1, показан диполь, находящийся в по- [c.260]

    В теории молекулярных силовых полей учитывается все мно-гообразне взаимодействий, включая диполь-дипольное, квадру-иоль-квадруполь[1ое и диполь-квадрупольное. Исследованиями в этой области было показано, что растворители, обладающие близкими по величине силовыми полями, взаимно растворимы. Распределение по величине силовых полей различных растворителей приводит к петле Семенченко, на одной ветви которой укладываются слабые взаимодействия, на другой ветви — сильные. В качестве критерия, определяющего энергию взаимодействия, предлагается использовать диэлектрическую проницаемость, плотность энергии когезии. Введено понятие об обобщенных моментах, эффективном заряде и эффективном радиусе. Несмотря на то что теория молекулярных силовых полей достаточно строго описывает механизм взаимодействия молекул в растворе, пользоваться ею для расчета систем практически невозможно [59, 60], поскольку математический аппарат не обеспечен исходными данными в справочной литературе. [c.213]

    В отсутствие капель между двумя плоскими электродами, погруженными в нефть и находящимися под напряжением, возникает однородное поле, силовые линии которого параллельны. При наличии воДяных капель однородность поля нарушается, так как на основное поле, создаваемое заряженными электродами, накладываются местные, неоднородные поля, образуемые поляризационными зарядами капель. Можно рассматривать воздействие результирующего поля на каждую каплю как сумму воздействия однородного внешнего поля и неоднородного, создаваемого смежной каплей. Неоднородное поле каждой капли аналогично полю диполя, напряженность которого убьшает с кубом расстояния от его центра. Однородное поле только растягивает каплю не двигая ее с места, а неоднородное поле, создаваемое втОрой каплей, втягивает первую в зону большей напряженности. Точно так же поле первой капли втягивает вторую. капли притягиваются. Если разноименные поляризационные заряды внутри капли под действием внешнего поля стремятся удалиться в противоположные стороны, то такие же заряды двух смежных капель стремятся приблизиться, что и обусловливает взаимное притяжеше поляризованных капель. Таким образом, две незаряженные капли в электрическом поле взаимодействуют как диполи. [c.52]

    Два рассмотренных типа взаимодействия предполагают наличие постоянного момента диполя хотя бы у одной из взаимодействующих частиц. На самом же деле диполь-дипольные взаимодействия осуществляются между любыми частицами, в том числе и не обладающими постоянным моментом диполя. Это качественно можно понять, если вспомнить, что каждый атом лищен момента диполя лищь в среднем, поскольку средняя координата электрона на атомной орбитали совпадает с координатой ядра. В каждый же отдельный момент времени заряд электронов и заряд ядра разделены, т. е. атом обладает некоторым мгновенным, или, как принято говорить, виртуальным, диполем. Взаимодействие виртуальных диполе подч Ияется тем же законам, что и шдействие постоянных и наведенных диполей, и приводит к взаимодействию, энергия которого отрицательна и на достаточно больших расстояниях обратно пропорциональна шестой степени расстояния между частицами. Взаимодействие, обусловленное виртуальными диполями, называется дисперсионным взаимодействием. По энергии дисперсионное взаимодействие, как правило, превосходит как ориентационное, так и значительно более слабое индукционное взаимодействие. [c.113]

    Как видно из та бл. 12, степень ассоциации возрастает с уменьшением суммы Гк + Га, диэлектрической иостоянной растворителя и температуры. В концентрированных растворах квази-молекулы могут образовываться также из трех, четырех и т. д. ионов, так -ка пары ионов могут взаимодействовать между собой и с отдельными нонами. Ассоциир01ванная пара ионов пред-отавляет собой диполь с моментом т. Потенциальная энергия взаимодействия такого диполя с ионом заряда ге определяется уравнением [c.124]

    В гораздо большей степени эффекты влияния обнаруживаются в растворах электролитов, в которых сильное электрическое поле иона вносит существенные искажения в льдоподобную структуру воды. Для водных растворов расчеты показывают, что энергия взаимодействия ион —диполь воды в четыре раза превышает энергию взаимодействия диполей воды друг с другом (—0,25-10- и —1,0-10 Дж/молекула соответственно для однозарядного катиона). Ион, оказавшийся в воде, нарушает ее структуру и тем эффективнее, чем больше его заряд, так что вокруг иона образуется область первичной гидратации, в которой молекулы воды относительно прочно связаны, затем область большого радиуса, содержащая воду с нарушенной структурой (деструктурированная вода), и, наконец, еще дальше от иона простирается область, в которой сохраняется структура обычной воды (Клотц). [c.252]

    Структура молекулы НгО с четырьмя локализованными в пространстве областями зарядов обусловливает тот факт, что как колебания протонов по линии О—Н связи, так и колебания протонов, перпендикулярные направлению этой связи, сопровождаются изменениями величины атомной поляризуемости молекулы НгО с той же частотой (колебаниями величины диполеного момента молекулы). В связи с этим любой из двух типов атомных колебаний, представленных на рис. 36, или их комбинация будет приводить к дисперсионному взаимодействию осциллирующих диполей типа Лондона. Однако [c.91]

    В промышленно выпускаемых приборах обычно используют консоли из нитрида кремния с пирамидальными остриями (основа 4 х 4 мкм, высота 4мкм). Номинальный радиус кривизны вершины острия обычно составляет от 20 до 50 нм. В идеальном случае на вершине острия размещается один атом (рис. 10.5-8). В методе АСМ острие всегда находится в контакте с поверхностью (это называют контактным режимом). Вследствие этого всегда существуют межатомные силы отталкивания в области контакта из-за перекрывания электронных оболочек атомов острия и субстрата. Кроме этих близкодействующих сил возникают также дальнодействующие силы (например, кулоновские силы между зарядами, диполь-дипольные взаимодействия, поляризационные силы, вандерваальсовы дисперсионные силы, капиллярные силы, обусловленные наличием пленок адсорбата между острием и субстратом), которые могут быть силами притяжения или отталкивания (рис. 10.5-8). Хотя оба типа сил вносят вклад в обш ую силу, действующую на кантилевер, только изменяющаяся сила межатомного отталкивания позволяет получить изображение поверхности с [c.375]

    Связь Вт-дер-Ваальса (молекулярная) не требует обмена или обобществления электронов и может устанавливаться между атомами с устойчивыми электронными конфигурациями. Центры положительных и отрицательных зарядов в атоме могут не совпадать, поэтол1у атом ведет себя как диполь, что приводит к слабым силам взаимодействия. Таким образом, связь Ван-дер-Ваальса - это взаимодействие наведенных диполей между собой. Если внешние орбиты всех атомов в молекулах [c.26]

    Ориентационные силы. Электростатические взаимодействия между диполями. Дипольный момент р малой молекулы или атомной группы равен по порядку величины произведению заряда электрона (4,8 10 ед. СГСЭ) на длину химической связи ( 10 см). Единица дипольного момента, равная 10 ед. СГСЭ, называется дебаем (В). Диполи стремятся установиться аптипа-раллельно или в хвост друг к другу. Энергия ориентационного взаимодействия двух диполей обратно пропорциональна кубу расстояния между ними  [c.55]

    Теория гипохромизма основывается на учете электростатического диполь-дипольного и поляризационного взаимодействий дипольных моментов перехода в упорядоченной системе биополимера. Можно улучшить расчеты, рассматривая вместо дипольных взаимодействий взаимодействия зарядов (монополей). Расчет дает [59] следующую величину отношения сил осцилляторов в жесткой (нативндй) и разупорядоченной (денатурированной) системах  [c.287]

    Высокая напряженность электростатического поля вблизи иона (10 В/см) определяет сильную поляризацию дипольных молекул (увеличивающую ион-дипольное взаимодействие) и образование наведенного диполя в неполярных частицах. Например, известны комплексы того же Н" с одной, двумя, тремя и более молекулами Н,. Комплексы образуют и незаряженные, полярные частицы за счет сил диполь-диполь-ного взаимодействия. Максимальная энергия взаимодействия двух диполей, если они расположены на одной прямой, а разноименные заряды обращены друг к другу, приближенно определяется выражением где ЦдЦв— величины дипольных моментов, г — расстояние между молекулами. Подставляя среднее значение х 1 Дебай и г = 1 нм, получим =10 кДж моль , превышающую энергию теплового движения молекул 1,5 КТ = 3,8 кДж моль при 300 К. (Приведенное простое выражение для энергии диполь-дипольного взаимодействия справедливо, если расстояние между полярными молекулами заметно больше их радиусов.) [c.25]


Смотреть страницы где упоминается термин Взаимодействие заряда и диполя: [c.590]    [c.95]    [c.281]    [c.75]    [c.107]    [c.284]    [c.301]    [c.284]    [c.103]    [c.10]    [c.134]    [c.246]    [c.248]    [c.284]    [c.89]    [c.129]    [c.367]    [c.182]    [c.117]   
Смотреть главы в:

Возбужденные электронные состояния в химии и биологии -> Взаимодействие заряда и диполя




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Взаимодействие диполь

Диполь



© 2025 chem21.info Реклама на сайте