Другие виды взаимодействий ионов с нейтральными молекулами

ДРУГИЕ ВИДЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ИОНОВ С НЕЙТРАЛЬНЫМИ МОЛЕКУЛАМИ [c.295]

Ионы Н3О+, приближающиеся к поверхности электрода, отталкиваются друг от друга, так как имеют электрические заряды одного знака. Это препятствует одновременному разряду двух таких нонов на поверхности электрода в непосредственном соседстве друг с другом. Именно по этой причине на первой стадии процесса разряда выделяются нейтральные атомы водорода, а не молекулы. Для завершения процесса необходима вторая стадия, на которой происходит процесс рекомбинации адсорбированных атомов водорода в молекулы. Последнее обеспечивает дальнейшее выделение водорода в виде пузырьков. Первая стадия (I) представляет собой собственно электрохимический процесс, т. е. взаимодействие иона Н3О+ с электроном, а вторая стадия (И) это обычная химическая реакция. [c.268]

Механизмы процесса (1) могут различаться и ио форме инициирования полимеризации и поликонденсации (молекулярная, ионная и радикальная поликонденсации). Инициированию молекулярной поликонденсации способствует деформирующее действие контакта на реагирующие молекулы без их ионизации и образования свободных валентностей. Для ее описания не требуется вводить изменения в схему (1). Ионная поликонденсация связана с первоначальным образованием карбкатионов и карбанионов, инициирующих процесс (1). При этом мономер поликонденсации — нейтральное ненасыщенное вещество, как и при молекулярной поликонденсации, однако характер каждой элементарной стадии другой, поскольку происходит взаимодействие нейтральной молекулы А с ионом и инициирование нового акта полимеризации вследствие перемещения ионного центра по цепи полимера. В случае протонного центра кислотности схема такого процесса имеет вид [c.166]

Принимая во внимание, что водородная связь в значительной степени обусловлена донорно-акцепторным взаимодействием атома Н, имеющего некоторый эффективный положительный заряд, с неподеленной парой электронов соседней молекулы, можно представить себе следующий механизм водородного обмена [247]. Предположим сначала, что комплекс состоит только из двух молекул, например молекул RA—Н и BR, соединенных водородной связью, RA — Н—BR. В таком комплексе водород может перейти от RAH к BR только в виде протона, поскольку нейтральный атом Н всегда будет отталкиваться от неподеленной пары атома В, участвующей в образовании водородного мостика. Переход протона от одной молекулы к другой означает возникновение двух ионов RA и (HBR )" -В газовой фазе этот процесс, разумеется, сильно эндотермичен. Поскольку в ионе (HBR )+ связь +Н В представляет собой типичную донорно-акцепторную связь, естественно считать, что образование водородной связи всегда есть первая стадия перехода протона. При этом по мере передвижения к атому В протон все глубже проникает в деформируемое им электронное облако неподеленной пары атома В, что обозначает усиление донорно-акцепторной связи Н — В. Чем сильнее эта связь в переходном состоянии, тем ниже энергия активации перехода протона. Если комплекс имеет циклическую конфигурацию, то механизм в своей основе остается 1 ем же. Отличие заключается только в том, что в цикле пе возникает иоиов ни на одной из стадий перехода протонов, поскольку их передвижение сопровождается одновременным смещением электронной плотности. При таком механизме значительно снижается энергия активации процесса, вследствие чего последний может происходить и в газовой фазе. [c.279]

Представленные здесь доказательства почти не остав.т[яют сомнения в том, что растворимые в воде канальные и клеточные комплексы мПогих видов могут существовать в водной фазе. Подобные соединения могут играть важную роль в образовании растворов. длинноцепочечных белков, целлюлозы, сахаров и синтетических полярных полимеров. Стереоспецифическая полимеризация в растворителе или в реакционноспособных клеточных и канальных структурах приобретает большое значение, особенно для вернеровских комплексов и других комплексных соединений. Эти процессы могут заключаться в(/ взаимодействии с захваченными ионами, радикалами и нейтральными молекулами. Большое число дискуссий о клеточных эффектах в реакциях с участием органических веществ указывает на возрастающий интерес к роли растворителя в быстрых реакциях. В недавнее время Полинг [74] предложил новую молекулярную теорию общей анестезии, которую он объяснил образованием в мозгу крошечных твердых кристаллогидратов клатратного тина. В действительности они могут принадлежать к тем самым растворимым формам клатратных соединений, которые были обсуждены в этом разделе. [c.508]

Рассмотрим процесс образования комплексного соединения, в котором роль лигандов играют нейтральные молекулы аммиака КНз, а центральным атомом является положительный ион какого-либо металла (лучше всего -элемента), например меди, взятой в виде хлорида, или другой соли. Молекулы аммиака, имеющие по одной непо-деленной паре электронов, являются донорами, а ион меди — акцептором. При взаимодействии возникнут четыре донорно-акцепторные [c.127]

Разведенная серная кислота легко реагирует со многими металлами, выделяя водород и образуя соли. При взаимодействии разведенной серной кислоты, как и других кислот, с металлами происходит, как известно, замещение атомов водорода в кислоте атомами металлов. При этом водород, находящийся в кислоте в виде положительных ионов, превращается в электронейтральный водород и выделяется в виде газа, т. е. он восстанавливается. Нейтральные же атомы металла, вытесняя водород из кислоты и входя в состав молекул солей, превращаются в положительные ионы, т. е. окисляются. Совершенно иначе идет реакция при взаимодействии металлов с концентрированной серной кислотой при нагревании. [c.125]

N. Р О, 5 и Р, С1. Хотя одни и те же металлы в различных валентных состояниях могут вести себя совершенно по-разному, в обычном валентном состоянии большинство металлов образует более прочные связи с М, О и Р. С другой стороны, к группе металлов, предпочтительно взаимодействующих с Р, 5 и С1, относятся Си(1), НЬ(1), Рс1(11), Ад(1), Pt(II), Hg(II), большинство переходных металлов в низших валентных состояниях и все переходные металлы в нуль-валентных состояниях. Различия в устойчивости комплексов Со(II), N (11) и Си (II) менее определенны, хотя Р связывается несколько сильнее, чем С1, 8 — несколько сильнее, чем О, и, возможно, Р — немного сильнее, чем N. По-ви-димому, наиболее важным фактором является образование обратной двойной связи за счет -злектронов металла и вакантных Зй-орбиталей Р, 5 и С1. Оно становится тем заметнее, чем ниже валентное состояние металла и чем ниже его ионизационный потенциал. Оно также становится сильнее, если лиганд является нейтральной молекулой, а не анионом, особенно в тех случаях, когда ион металла имеет заполненные или почти заполненные -орбитали. В Аз, 5е и Вг 4й-орбитали более размыты, так что этот вид орбитального перекрывания вносит в устойчивость комплексов меньший вклад. [c.60]

Причина, вызывающая распад на ионы, заключается во взаимодействии молекул с кристаллами или молекулами растворяемых веществ. Молекула воды поляризована центры тяжести положительных и отрицательных зарядов в ней не совпадают. Благодаря этому молекулы воды (диполи) притягиваются к положительным и отрицательным зарядам, которые входят в состав кристаллов или молекул. Энергия взаимодействия диполей воды и молекул электролитов (кислот, солей или оснований) настолько велика, что ее оказывается достаточно для разделения зарядов. Следует иметь в. виду, что в кристаллах электролитов находятся не нейтральные атомы, а именно ионы. Так, кристалл хлористого натрия состоит из положительно заряженных ионов натрия и отрицательно заряженных ионов хлора. Диполи воды взаимодействуют с ионами натрия и хлора и отрывают их друг от друга. [c.314]

Однако ни стабильность карбониевого иона, ни легкость удаления Ъ в виде аниона или нейтральной молекулы не могут рассматриваться изолированно от других факторов. Поскольку образование карбоний-ионов — обратимая реакция и поскольку образующийся ион может взаимодействовать с растворителем (ср. с 5дг1-механизмом, стр. 215), то необходимо, чтобы Р-водородные атомы элиминировались возможно быстрее. В общем случае эта последняя стадия реакции имеет низкую энергию активации и является сильно экзотермичной, но ей благоприятствует также наличие соседних заместителей, которые могут вступать в сопряжение с образующейся двойной связью. [c.207]

Для достижения электронной конфигурации криптона катион Сц2+ должен принять 8 электронов. Если роль донора играют четыре нейтральные молекулы аммиака, которые и дают эти 8 электронов, то образующийся комплекс несет два положительных заряда. Следовательно, роль лигандов в комплексном соединении играют нейтральные молекулы аммиака ЫНз, а центральным атомом является положительный -элемент медь, взятый в виде растворимой соли меди Си304 или другой соли. Молекулы аммиака, имеющие по одной неподеленной паре электронов, являются донорами, а ион меди — акцептором. При взаимодействии возникают четыре донорно-акцепторные связи и получается комплексное соединение сульфат тетраммин-меди (И) [c.413]

Химическая ионизация анализируемых соединений происходит в результате ион-молекулярных реакций с ионами, образующимися из газа-реактанта при давлениях около 10 Па, взаимодействующего с электронами с энергией 50—70 эВ. При этом концентрация газа-реактанта в источнике ионов должна по крайней мере в 10 раз превышать концентрации анализируемых веществ. Энергия, передаваемая нейтральным молекулам при взаимодействии с ионами в таких условиях, обычно значительно меньше, чем при электронном ударе, что проявляется в возрастании интенсивностей пиков молекулярных ионов и уменьшении глубины распада вещества. В качестве газов-реактантов чаше всего применяются сравнительно простые соединения СН4, U30- 4H10, N0, N2O, реже NH3, Н2О, D4, (СИз)481, ( H3)2NH, Не, Аг, N2, СО2 и другие (см. обзоры [12, 15]. В последнее время появились сообщения об использовании для этих целей более сложных органических веществ (бензол, циклогексан) [16, 17]. В зависимости от типа газа-реактанта (его потенциала ионизации, наличия атомов водорода, неподеленных электронных пар или вакантных орбиталей) характер образующихся из него ионов, их взаимодействия с веществом и, следовательно, вид спектра химической ионизации сильно меняются. В источнике ионов может осуществляться протонирование органических соединений, образование более сложных катионов либо реакция переноса заряда между ионами газа-реактанта и нейтральными органическими молекулами. [c.82]

Для завершения электронного уровня атому кислорода требуется два электрона. В результате этого атом кислорода может существовать в виде двухзарядного аниона, однозарядного аниона типа ОН или (будучи ковалентносвязанным) в виде нейтрального соединения, такого, как К—О—К. Во всех трех случаях кислород является донором электронов, причем порядок, в котором уменьшается эффективность его как донора, выглядит следующим образом 0 >0Н >-К—О—К. Окислы могут иметь характер от преимущественного ионного (например, Ва—О) до преимущественно ковалентного (как в СОг и 0з04) ион О в водных растворах неустойчив, ибо он образует гидроксил-ион. В ионах и молекулах кислород обычно может образовывать донорные связи при помощи только одной пары электронов, поскольку получающееся при этом перераспределение заряда требует слишком большой электростатической работы, чтобы позволить кислороду отдать и вторую электронную пару. Донорные свойства кислорода весьма важны. Одним из результатов их существования является сильная водородная связь, осуществляемая в водных растворах. Другим следствием является сильная сольватация катионов в воде (ее обычно рассматривают как электростатическое ион-дипольное взаимодействие). При комплексообразовании окси-анионов довольно хорошо соблюдаются требования простой электростатической теории они образуют наиболее прочные связи с катионами малого размера и высокого заряда, и эти два фактора имеют большее значение, чем тип электронной конфигурации катиона. [c.327]

Во-первых, классификацию можно провести на основании природы реагента Известно, что сложные эфиры могут гидролизоваться либо щелочами, либо кислотами. Многочисленные факты показывают, что к каждому из этих случаев применимы различные механизмы или даже группы механизмов. В нейтральных растворах протекает значительно менее известная форма гидролиза, которая не является просто промежуточной формой менаду взаимодействием в щелочной и кислой средах. Таким образом, может показаться, что существуют три основные группы механизмов однако мы будем рассматривать только две из этих групп, более близкие между собой и менее тесно связанные с третьей. Дело в том, что как при омылении щелочами, так и при гидролизе в нейтральной среде карбоксильная группа реагирует в виде нейтральной молекулы сложного эфира К СООК, а при гидролизе в кислой среде реагирует ионная сопряженная кислота К СООНК . Принципиально такая же градация применима и к реакциям этерификации. Устойчивость карбоксилат-иона препятствует этерификации в щелочной среде. Можно предполагать, что этерификация протекает и в нейтральной среде, Н0 это не установлено если бы удалось ее осуществить, то карбоксильная группа реагировала бы в форме И СООН. Катализируемая кислотами этерификация хорошо известна реагирует в данном случае К СООН . Гидролиз и этерификацию следует рассматривать совместно, поскольку они являются процессами, обратными один другому. Реакции кислородного обмена между кислотами и водой можно считать особыми случаями (группа Н заменена на Н гидролиза или этерификации. Переэтерификацию эфиров спиртами можно рассматривать как общий случай (Н заменен на К) гидролиза или этерификации. Механизмы всех этих реакций можно подразделить, основываясь на том, происходит или не происходит присоединение протона к карбоксильному соединению. [c.936]

Адсорбция слабых электролитов (например, органических кислот) большей частью не обнаруживает различий по сравнению с неэлектролитами. Растворенное вещество адсорбируется в виде молекул, поэтому этот процесс называют молекулярной адсорбцией. Адсорбция сильных электролитов сопровождается рядом новых явлений, связанных с зарядами свободных ионов. Наряду с эквивалентной адсорбцией обоих ионов наблюдаются специфические различия в адсорбируемости ионов. Одним из проявлений этой специфичности является обменная адсорбция. Сущность обменной адсорбции заключается в том, что адсорбент поглощает из раствора ионы одного знака, т. е. катионы или анионы, причем для сохранения электронейтральности поглощение сопровождается переходом из адсорбента в раствор эквивалентного количества других ионов того же знака заряда или образованием ионов при взаимодействии поверхности с раствором. Так, адсорбция на угле неорганических нейтральных солей (Na I, K l, KNO3 и др.) сопровождается подщелачиванием, т. е. по преимуществу адсорбируются анионы, а для сохранения электронейтральности раствора в него поступают ионы ОН". Такая адсорбция нейтральных солей получила название гидролитической адсорбции. [c.291]

К первой категории процессов относятся, например, кислотно-основное, диполь-дипольное, ион-дипольное, дисперсионное взаимодействия, электрофильные и нуклеофильные реакции, ко второй—реакции с участием нейтральных атомов и радикалов, окислнтельно-восстансвительные реакции с транспортом одного электрона, тринлетное н ему подобные состояния. Конечно, эти механизмы не являются взаимоисключающими, наоборот, в реальных молекулах имеет место наложение гетеролитических и гомолитических факторов, которые, как правило, сосуществуют с различным весом, определяя поведение молекулы в реакционном акте. Нужно всегда иметь в виду, что это поведение зависит не только от внутренней готовности молекулы к реакции по тому или другому М Сханиз-му, но и от характера ее реакционного партнера, среды и других факторов. [c.12]

Для смешанных растворителей следует допустить, что молекулы каждого типа растворителей могут взаимодействовать индивидуально и в различной степени с кислыми и основными частицами. На примере водно-диоксановых растворов успешно и оригинально подошли к проблеме селективной сольватации Грюнвальд и сотр. [53]. В их методе используется измеренное значение йО сИх— скорость изменения свободной энергии переноса электролита (обозначаемая здесь через 0°) с изменением мольной концентрации воды в смеси. Предполагалось, что с10Ус12 1 можно разделить на две величины одна из них соответствует идентичной, но незаряженной структуре, а другая определяется кулоновским взаимодействием. В качестве стандартного электролита был выбран тетрафенилборат тетрафенил-фосфония как было показано для этого электролита, экспериментальные значения энергии переноса согласуются со значениями, вычисленными по уравнениям. В качестве незаряженной (нейтральной) частицы, во многом схожей с катионом и анионом стандартного электролита, был выбран тетрафенилметан. Если для этого электролита йОУобозначить через 0 , то основное уравнение для разделения энергии переноса на отдельные составляющие для двух ионов (+ и —) примет вид [c.336]

Действие ионизирующей радиации на живые организм ы, Р1злучения, электромагнитные (лучи Рентгена и гамма-лучи) и корпускулярных частпц (протоны, нейтроны и др.), попадая в ткани организма, теряют свою энергию, а живая материя претерпевает сложные превращения. Основным первичным физическим процессом такого взаимодействия являются ионизация и образование возбужденных атомов и молекул, заключающиеся в том, что квант энергии электромагнитных излучений или ядерная частица вырывает электрон из внешней оболочки атома или молекулы. Потеряв электрон, они становятся положительно заряженными ионами. Оторвавшийся электрон, несущий отрицательный заряд, присоединяется к другому атому или молекуле, которые также превращаются в отрицательно заряженные ионы. Так возникает пара ионов. Отсюда и название этого вида радиации— ионизирующая, т. е. вызывающая образование ионов при прохождении излучений через вещество. Пары ионов возникают на всем пути пробега кванта или частицы, и нейтральные атомы становятся заряженными. [c.193]

Однако при совместном действии в системе сил притяжения и отталкивания Ван-дер-ваальса и кулоновских сил условие минимизации энергии цилиндрических тел с неравновесными зарядами на телах двух знаков достигается в случае преимущественно коллинеарного и эквидистантного расположения ассоциатов, при котором ассоциаты одного сорта выстраиваются в торец друг другу. В соответствии с данными представлениями положение стабильных ассоциатов (выстроенных в виде относительно жесткого полубесконечного кластера) будет определяться дальнодействующими (относительно сил Ван-дер-ваальса) кулоновскими силами статического электрического поля жидкости. Исходя из данных представлений, в емкостях различной формы подобные нематические структуры должны выстраиваться вдоль направления наибольшего размера. Отметим также то обстоятельство, что образование таких пространственных структур может свидетельствовать в пользу электрической нейтральности свободной жидкости, заполняющей пространство между ассоциатами. Это означает, что носителями зарядов являются ассоциаты, поэтому их структуры правильнее называть как ион-кристаллические ассоциаты, Ассоциаты, как коллоидные частицы, должны иметь униполярный заряд, что обусловлено не кулоновскими, а ван дер ваальсовыми взаимодействиями фрагментов молекул с поверхностью кристалла, имеющую электростатический потенциал. [c.54]