Кристаллиты как межмолекулярные связи

Связи между молекулами разрушаются при нагревании много легче, чем между атомами в молекулах, по крайней мере в не слишком сложных молекулах. Вещества с молекулярными решетками обладают поэтому сравнительно низкими температурами плавления и значительной летучестью. Простейшие из относящихся сюда веществ, например Ог, N2, СН4 и т. д., обладают температурами плавления и кипения значительно более низкими, чем комнатные температуры, и в обычных условиях находятся в газообразном или жидком состоянии. Из более сложных веществ кристаллами с межмолекулярной связью обладают прежде всего органические соединения, например бензол, нафталин и др. [c.127]

Другие уравнения состояния получены в большей или меньшей степени на эмпирической основе, поэтому их параметры связаны очень мало или совсем не связаны со свойствами молекул. Таким образом, экстраполяция по этим уравнениям весьма рискованна, ибо они надежно описывают только ту область параметров состояния, для которой имеются экспериментальные данные. Если экстраполяция необходима, то ее лучше осуществлять с помощью уравнения, имеющего теоретическую основу. (Это утверждение не следует рассматривать как разрешение на произвольную экстраполяцию для вириального уравнения. При любой экстраполяции необходимо соблюдать большую осторожность.) Однако основное достоинство вириального уравнения состояния заключается не в возможности более обоснованной экстраполяции, а в его теоретически аргументированной связи с межмолекулярными взаимодействиями, в частности с силами, действующими между молекулами. Как известно, многие макроскопические свойства вещества в большой степени зависят от межмолекулярных сил. Для некоторых из них, например транспортных свойств разреженных газов, вириальных коэффициентов и свойств простых кристаллов, функциональная связь между межмолекулярными силами и указанными свойствами вполне понятна. Это позволяет на основании экспериментально определенных свойств рассчитывать межмолекулярные силы, и, наоборот, зная последние, рассчитывать макроскопические свойства. Однако теория уравнения состояния и транспортных свойств сжатых газов, а также свойств жидкостей и твердых веществ сложной структуры находится на начальной стадии развития, и успех в этой области зависит от нашего знания природы межмолекулярных сил, основанного на экспериментальных данных по макроскопическим свойствам. [c.9]

Межмолекулярная связь действует между молекулами газообразных и жидких тел. Так как межмолекулярная связь в большинстве случаев слабее обычной химической связи, молекулярные кристаллы плавятся при низких температурах и имеют высокую летучесть. Температуры плавления и кипения повышаются по мере перехода к более тяжелым элементам (табл. 11). [c.38]

Молекулярные кристаллы. В молекулярных кристаллах молекулы связаны друг с другом за счет межмолекулярных электростатических сил энергетические уровни локализованы в пределах молекулы. Переход электронов между молекулами в обычных условиях не происходит. [c.102]

Как мы уже отмечали, тип строения вещества определяется прежде всего тем, какие связи соединяют его структурные единицы,—межмолекулярные или межатомные. Мы рассматриваем в этой главе молекулярные соединения, построенные из структурных единиц, связанных сравнительно слабыми межмолекулярными связями, включая в определенных случаях водородные связи. Благодаря этому в твердом состоянии все они -имеют кристаллическую структуру. Твердые молекулярные соединения, построенные из молекул, связанных ван-дер-ваальсовскими связями, называются молекулярными кристаллами. В молекулярных твердых растворах в структуру молекулярных кристаллов входят разные молекулы. Заметим, что с химической точки зрения твердые молекулярные растворы — это молекулярные соединения. [c.20]

Молекулярные кристаллы. Поскольку в молекулярных кристаллах молекулы связаны друг с другом за счет межмолекулярных электростатических сил, энергетические уровни локализованы в пределах молекулы. Между молекулами имеются широкие запрещенные зоны, переход электронов через которые невозможен без нарушения целостности молекул. [c.150]

Молекулярные кристаллы. Структурными единицами в кристаллах этого типа служат молекулы, связанные друг с другом силами Ван-дер-Ваальса или силами водородной связи. Малая энергия межмолекулярных связей определяет своеобразие свойств кристаллов этого типа. Их характеризует низкая энергия кристаллической решетки и связанные с этим малая механическая прочность, низкие температуры плавления и высокая летучесть. Молекулярные кристаллы не проводят электрический ток (диэлектрики) и обладают низкой теплопроводностью. [c.76]

С теоретической точки зрения поверхностная энергия отождествляется с изменением потенциальной энергии при раскалывании кристаллов вдоль определенной кристаллографической плоскости и удалением двух частей на бесконечное расстояние друг от друга. Так как поверхностное натяжение связано с энергией разрыва межмолекулярных связей, то оно ими и обусловлено. [c.263]

Растворение следует рассматривать как совокупность физических и химических явлений, выделяя при этом три основных процесса I) разрушение химических и межмолекулярных связей в растворяющихся газах, жидкостях или твердых телах (в том числе и связей в кристаллах), требующее затраты энергии. Энтальпия системы при этом растет АЯ1>0 2) химическое взаимодействие растворителя с растворяющимся веществом, вызванное образованием новых соединений — сольватов (или гидратов) — и сопровождающееся выделением энергии. Энтальпия системы при этом уменьшается А//2<0 3) самопроизвольное перемешивание раствора или равномерное распределение сольватов (гидратов) в растворителе, связанное с диффузией и требующее затраты энергии. Энтальпия системы при этом растет АЯз>0. [c.155]

Сетчатые полимеры резко отличаются по свойствам от линейных и разветвленных полимеров. Они не плавятся без разложения и не могут быть переведены в раствор, они только набухают в растворителях. Это связано с тем, что в сетчатых полимерах преобладают прочные химические связи между макромолекулами. Физические и физико-механические свойства этих полимеров зависят от числа межмолекулярных химических связей и от регулярности их расположения. С увеличением числа межмолекулярных связей твердость вещества увеличивается, повышается модуль упругости и уменьшается относительная деформация, т. е. свойства сетчатого (пространственного) полимера приближаются к свойствам кристалла (примером кристаллического полимера с правильной пространственной решеткой является алмаз). [c.48]

Все рассмотренные до сих пор примеры касались связей между атомами. Энергия этих связей заключена между 30 и 120 ккал/моль. Теперь коротко обсудим силы, действующие между молекулами. Эти силы, в частности, определяют притяжение молекул в жидкостях и некоторых кристаллах. Им соответствует очень небольшая энергия связи по сравнению с энергией межатомной связи она не превышает нескольких килокалорий и лишь в некоторых случаях достигает десятка килокалорий. Следовательно, межмолекулярные связи — это слабые связи. [c.85]

В узлах молекулярной кристаллической решетки расположены молекулы, связанные между собой слабыми межмолекулярными связями. Характер межмолекуляр-ных сил и энергия взаимодействия молекул определяются их природой между неполярными молекулами действуют дисперсионные силы энергия взаимодействия между полярными молекулами складывается из дисперсионных, ориентационных и индукционных сил. Если молекулы содержат связи N—Н, О—Н и Р—Н, например NHз, НгО, НР, СНзОН, СНзСООН, то существенный вклад в энергию взаимодействия между такими молекулами вносит водородная связь. От природы молекул зависит и строение молекулярных кристаллов. Кристаллы, построенные из неполярных молекул, характеризуются высокими значениями координационных чисел, например у иода координационное число равно 12. Если между молекулами действуют водородные связи, как, например, у льда, координационное число может понижаться до 4. [c.81]

В кристаллах молекулы связаны за счет межмолекулярного взаимодействия. [c.117]

Молекулярные кристаллы. В молекулярных кристаллах молекулы связаны друг с другом за счет межмолекулярных электростатических [c.135]

Переход вещества из газообразного в конденсированное состояние объясняется наличием сил межмолекулярного взаимодействия. Эти силы иначе называются силами Ван-дер-Ваальса. Они зависят, прежде всего, от расстояния между центрами взаимодействующих молекул. На больших расстояниях эти силы ничтожно малы, что и наблюдается в газообразных веществах, молекулы которых находятся в непрерывном хаотическом движении. В жидкости расстояние между молекулами меньше, чем в газе, и, соответственно, межмолекулярные силы проявляются уже в большей степени. И, наконец, в твердых телах, где частицы совершают лишь колебательные движения около определенных центров равновесия, силы Ван-дер-Ваальса имеют наибольшее значение. Межмолекулярные силы носят электростатический характер и не обладают свойством насыщаемости. Они гораздо слабее внутримолекулярных химических связей. Именно следствием небольших значений энергии межмолекулярной связи является то, что молекулярные кристаллы плавятся при низких температурах и имеют высокую летучесть. [c.118]

Таким образом, фибриллярные белки обладают той специфической структурой, при которой плавление должно сопровождаться сокращением. В некоторых из указанных систем, в частности в кератинах, существуют межмолекулярные ковалентные связи. Предполагается, что они возникают в процессе биосинтеза уже после образования волокна и, следовательно, накладываются на предварительно ориентированную структуру. Поэтому здесь следует ожидать обратимой сокращаемости при фазовом переходе кристалл — жидкость. Для фибриллярных белков, не имеющих межмолекулярных связей или не сохраняющих их при плавлении, возможно лишь необратимое изменение размеров. [c.199]

Многие молекулы, например Н , N3, О2 и 2, образуют молекулярные кристаллы,, потому что все валентные орбитали входящих в них атомов использованы для построения внутримолекулярных связей либо заняты несвязывающими электронами. Вследствие этого межмолекулярные связи, удерживающие молекулы вместе в кристаллах, оказываются намного слабее, чем внутримолекулярные связи в отдельных молекулах. Слабые силы, обусловливающие межмолекулярную связь, называются вандерваальсовыми силами по имени впервые изучавщего их голландского ученого Я. Ван-дер-Ваальса. [c.611]

Полярные растворители растворяют полярные молекулярные вещества благодаря диполь-дипольному взаимодействию. Энергия, высвобождаемая при образовании диполь-дипольных связей между полярными молекулами растворителя и растворенного вещества, достаточна для разрыва межмолекулярных связей в молекулярных кристаллах (рис. 14-21). Например, лед растворим в жидком аммиаке, но не в бензоле потому, что NH3-полярная молекула, а gHj-неполярная. [c.623]

Частицами, образующими кристалл, закономерно располагающимися в пространстве, могут быть ионы (разноименно заряженные, как в Na l, и одноименные, как в металлах) или нейтральные атомы (одного и того же элемента, как в алмазе, и различных элементов, как в Si ), или целые молекулы, как в кристаллах льда или бензола. В соответствии с этим связи между частицами кристалла по характеру более разнообразны, чем связи, с которыми мы познакомились, рассматривая строение молекул. Кроме тех же ионной и ковалентной связей, в кристаллах имеются металлическая и межмолекулярная связи. Наряду с этими основными видами связей в кристаллах нередко проявляются водородные и иоиодипольные связи. [c.124]

В начальный момент скороси. комплексообразования мала, так как молекулы кристалла карбамида, расположенные на его поверхности, должны изменить положение и структуру, обвивая прямую цепь я-алкана. В этот период в энергетическую связь вступают не сразу все углеродные атомн, каждый из которых обладает энергией 4,19 кДж. На втором этапе скорость возрастает, по-видимому, за счет ослабления межмолекулярных связей карбамида в кристалле в период внедрения н-алканов и вследствие ак1 ивной диффузии новых молекул в зону свежего кристалла карбамида. Процесс заканчивается медленно. так как молекулам н-алканов трудно преодолеть слой образовавшегося комплекса. Следовательно, величина снижения скорости реакции н-алканов с карбамидом зависит от длины их молекул, а скорость процесса комплексообразования - от диффузионной подвижности, н-ал-канов. Таким образом, н-алканы с короткими цепями вступают в реакцию комплексообразования в первув очередь и заканчивают ее быстрее, чем н-алканы с длинными цепями. [c.43]

Различия в типе химической связи кристаллов определяют существенное отличие физических и химических свойств веществ с ионной, атомно-ковалентной, атомно-металлической и молекулярной решетками (см. табл. 13). Так, вещества с атомно-ковалентной рещеткой характеризуются высокой твердостью, а с атомно-метал-лической решеткой — пластичностью. Вещества с ионной, и в особенности с атомно-ковалентной, решеткой обладают высокой температурой плавления они нелетучи. Поскольку межмолекулярные связи слабы, вещества с молекулярной решеткой (с одно-, двухтрехатомными молекулами Не, Hv, О2, О,, СО2 и др.), напротив, легкоплавки, летучи твердость их невелика. [c.103]

При образовании молекулярных кристаллов в условиях низких температур, исключающих межатомные взаимодействия, процесс отвердевания наблюдается в чистом виде. Молекулы без сколько-нибудь существенных изменений входят в кристаллическую структуру, связанные между собой только слабыми ненаправленными межмолекулярными связями. Именно поэтому молекулярные кристаллы имеют настолько плотную упаковку, насколько позволяет конфигурация молекул. Заметим, что с химической точки зрения и этот, казалось бы, чисто физический процесс цред-ставляет собой процесс синтеза, так как его продуктом является твердое молекулярное соединение — новое вещество, образующееся из молекул исходных веществ. Чисто межмолекулярные взаимодействия представляет собой кристаллизация неона, аргона, криптона, ксенона и радона. Хотя их кристаллы состоят из атомов, тем не менее это настоящие молекулярные кристаллы образующие их молекулы одноатомны. Понятно, что между такими молекулами не может быть никакого другого взаимодействия, кроме ван-дер-ваальсовского. [c.21]

Существуют вещества, в кристаллах которых значительную роль играют несколько видов взаимодействия между частицами. Так, в графите атомы углерода связаны друг с другом в одних направлениях ковалентными связями локализованного и делокализованного характера, а в других — межмолекулярной связью. Поэтому решетку графита можно рассматривать и как атомную, и как металлическую, и как молекулярную. Во многих неорганических соединениях, например, в ВеО, ZnS, u l, связь между частицами, находящимися в узлах решетки, является частично ионной и частично ковалентной решетки подобных соединений можно рассматривать как промежуточные между ионными и атомными. [c.161]

Температура плавления молекулярных жидкостей и температура кипения молекулярных кристаллов повышаются по мере увеличения числа атомов, составляющих молекулы. Чем больше атомов, участвующих во взаимодействии, тем прочней межмолекулярная связь. Поэтому в ряду метан СН , этан СгНб, пропан СзНв, бутан С4Н10 температуры плавления и кипения. ... [c.236]

Из табл. 4.16 следует, что цисизомеры органических соединений имеют более. .. температуру плавления, чем трансизомеры. Молекулы последних симметричны и могут быть упакованы в более компактные кристаллы, чем молекулы цисформы. Как следствие, межмолекулярная связь более прочна для. ., изомера. [c.238]

Упругое поведение при сдвиге оюйственно прежде всего твердым телам. Природа упругости за) слючается в обратимости малых деформаций межатомных (межмолекулярных) связей. В пределах малых деформаций потенциальная кривая взаимодействия аппроксимируется квадратичной параболой, этому отвечает линейная зависимость т (у). Модуль упругости зависит от характера взаимодействий в твердом теле и составляет, например, для молекулярных кристаллов 10 Н/м , для металлов и ковалентных кристаллов 10 Н/м и более. При этом модуль упругости лишь слабо зависит или практически не зависит от температуры. [c.368]

Представления о молекулах. Молекула — наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами и способная к самостоятельному существованию. Атомы, образующие молекулы, связаны между собой теми или иными видами химической связи, более прочными, чем межмолекулярные. По числу атомов молекулы различаются в чрезвычайно широких пределах от двух до многих тысяч (макромолекулы). Наиболее четко молекулярная структура проявлена в газах, где связь между молекулами практически отсутствует. Примерами могут служить газообразные Н , Г Нд, СО , СН,, суммарная энергия связей в которых равна 431, 1046, 1406, 1431кДж/моль соответственно. В молекулярных жидкостях и кристаллах прочность межмолекулярных связей [c.233]

Таким образом, в свободной молекуле ГТФМ контакты Н-Срн являются обязательными. Внутримолекулярное взаимодействие О-Н -пв кристалле этого соединения, однако, не сохраняется, хотя сокращенные внут-римоле1 лярные контакты Н-Ср), в его молекуле наблюдаются [С(2,-Н( ) 2.72(2) А и С(з)—Н( ) 3.00(2) А], поскольку в кристалле межмолекулярное взаимодействие О-Н—л энергетически более выгодно. На это указывают более короткие контакты С(,6.—Н( ) 2.32(2) А и Ц,,.)—Н,,) 2.31(2) А, близкие к нормальной ориентации связи 0(,)—Н относительно фенильного кольца С( 4.)—С( д.). [c.90]

ОксоборатЫ водорода — белые кристаллические вещества. Ортоборат водорода (в растворе ортоборная кислота) имеет слоистую решетку, в которой молекулы Н3ВО3 связаны в плоские слои за счет водо родных связей, а сами слои соединены друг с другом (на расстоянии 0,318 нм) межмолекулярными связями. Поэтому в твердом состоянии Н3ВО3 — чешуйки, жирные на ощупь. Структура одного слоя кристалла Н3ВО3 показана ниже [c.484]

Под карбином подразумевают систему, состоящую только из углеродных цепочек, упакованных в кристаллы за счет ван-дер-ваальсовских сил. Цепочки предполагаются прямолинейными, поскольку электронное состояние каждого углеродного атома описывается зр-гибридными волновыми функциями (поликумуленовая =С=С= или полииновая -С=С- форма). При полном отсутствии химических межмолекулярных связей (сшивок) между цепочками получается первоначально постулированный карбин - совокупность химически не связанных между собой прямолинейных углеродных цепочек. Возможно существование жидкости, состоящей из изолированных цепочек углерода, хотя до сих пор это не было реализовано. [c.26]

Анализ ИК-спектров хитина показывает существование межмолекулярных связей =O...N-H вдоль оси волокна и отсутствие в кристалле хитина свободных ОН-, МН- и С=0-групп, не включенных в водородные связи. Авторы [100] считают, что ОН-группа при С6 связана внутримолекулярной водородной связью с кислородом мостика и атомом азота в соседней глюкозааминной единице. В результате образования упорядоченной системы водородных связей а-форма хитина имеет высококристаллическую структуру с отдельными аморфными участками. [c.387]

Наибольшие коэффициенты упаковки характерны, как правило, для макромолекул, повторяющиеся звенья которых имеют правильную форму. Такие полимеры, как полиметиленоксид, политетрафторэтилен, ряд сложных полиэфиров и т. д., имеют наибольшие коэффициенты упаковки. Введение боковых объемистых заместителей разрыхляет упако вку полимерных цепей, которые в кристалле не могут уложиться столь плотно. К таким полимерам относятся поливинилциклогексан, иоливинилцикло-пентан, поли-4-метилпентен-1 и др. Рыхлая упаковка характерна также для ряда полиэфиров и полиамидов, коэффициент упаковки которых, как и плотность, существенно зависит от числа СНг-груип в каждом из компонентов. Число СНг-групп влияет на возможность образования межмолекулярных связей (водородные связи, диполь-дипольное взаимодействие за счет [c.137]

Межмолекулярные связи и отвечающие им молекулярные, кристаллические решетки образуются в кристаллах тех соединений, в молекулах которых связи являются ковалентными. Ковалентная связь обладает свойством насыщаемости и насыщается уже межатомными связями в самих молекулах. Поэтому молекулы в целом притягиваются друг к другу только сравнитель ю более слабыми силами межмолекулярного притяжения (ван-дер-ваальсовымй силами, 27), [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология