Молекула как система электрических зарядов

Энергия молекулы как системы электрических зарядов е, во внешнем электрическом поле может быть представлена суммой потенциальных энергий зарядов в этом поле [c.60]

Понятие информация обычно ассоциируется с радио, телевидением, газетами, печатной продукцией, вычислительными центрами и т. д., поскольку мы привычно связываем информацию с деятельностью человека. В данной главе речь будет об информации, которая передается и перерабатывается в процессах совершенно иного рода, а именно в процессах воспроизводства живых организмов. В настоящее время уже установлено, что запись и передача информации в биологических объектах осуществляются посредством нуклеиновых кислот, таких, как ДНК, РНК и т. п. В информационных высокомолекулярных соединениях такого рода статистическая информация определяется последовательностью элементов структуры. Высокая сложность процессов передачи информации требует участия в них большого числа веществ сигнализаторов , функциональных агентов (ферменты, носители и т.п.), матриц записи. Главную роль играют белки, поскольку именно последовательность аминокислот в белках (первичная структура) является основой записи информации. Использование записанной информации определяется формой и характеристиками белковых молекул (распределение электрического заряда, наличие гидрофобных групп и т.д.). Процессы, связанные с передачей информации посредством белков, очень интересны, но мы их рассматривать не будем, а уделим все внимание некоторым специальным вопросам функциональности полимеров в системах передачи информации. [c.178]

Атом или молекула являются системой электрических зарядов, находящихся в состоянии подвижного динамического равновесия. Можно считать, что огромные колонии атомов и молекул, связанные силами молекулярного взаимодействия, образуют тело. Следовательно, причина и характер теплового движения целиком скрыты в силах молекулярного взаимодействия. Считается, что этими силами являются электростатические связи зарядов, дополненные силами неэлектрического происхождения. Учитывая эффект движения молекулярных зарядов, квантовая физика приходит к выводу о существовании нулевой энергии, но она не в состоянии описать природу неэлектрических межмолекулярных сил. [c.301]

МОЛЕКУЛА КАК СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ [c.44]

Знание электрических свойств молекулы, а также знание связи этих свойств со строением является непременным условием успешного понимания запутанных соотношений, возникающих при взаимодействии молекул. Однако прежде чем подробно заниматься электрическими свойствами молекУЛ, необходимо привести здесь некоторые более общие соображения по поводу представления о молекуле как о системе электрических зарядов. Связь между электрическими свойствами и когезией будет рассмотрена в гл. 14, когда уже будут иметься необходимые для этого более глубокие знания об электрических свойствах молекулы. Именно результаты более современных исследований показывают, что упрощенные представления о явлениях когезии, как прежде казалось, дававшие ключ к их пониманию, были еще недостаточными и нуждались в существенных дополнениях, которые можно сформулировать только на основании подробного изучения электрических свойств молекул. [c.44]

Взаимодействия атомов и молекул с поверхностями твердых тел в рамках молекулярных моделей принято подразделять на два типа. Взаимодействие типа физической адсорбции имеет место, когда молекула удерживается у поверхности силами Ван-дер-Ваальса, т. е. не происходит перераспределения электрического заряда в системе. Полуэмпирический подход к расчету взаимодействий адсорбент—адсорбат основан на методе атом-атомных потенциалов, согласно которому энергия межмолекулярного взаимодействия представляется в виде суммы энергий парных взаимодействий атомов, а параметры атом-атомных потенциалов определяют исходя из опытных данных. Другой тип взаимодействия атомов и молекул с поверхностями твердых тел представляет хемосорбция. В этом случае происходит перераспределение заряда в системе и образуется химическая связь между поверхностью и субстратом. Хемосорбция представляет наибольший интерес с точки зрения гетерогенного катализа, поскольку катализ имеет донорно-акцепторный механизм [2]. [c.61]

Расстояния между электрическими центрами тяжести противоположных зарядов и величина этих зарядов у разных молекул различны, в связи с чем различна и их полярность, которая характеризуется дипольным моментом молекулы. Диполем называется система из двух одинаковых по величине разноименных электрических зарядов д, расположенных на некотором расстоянии I друг от друга. За меру полярности принимается величина дипольного момента х, который представляет собой произведение заряда д на расстояние I, т. е. 1 = д1. У неполярных молекул дипольный момент равен нулю, так как при совпадении электрических центров тяжести расстояние I между зарядами равно нулю. У полярных молекул дипольный момент больше нуля. [c.50]

Перенос энергии, происходящий между молекулами на расстоянии, значительно превышающем их диаметры столкновения. Скорость переноса по этому механизму не должна лимитироваться диффузией и поэтому не должна зависеть от вязкости даже при переходе от жидких растворов к твердым. Для этого механизма тушение возбужденной молекулы D молекулой А не связано с диффузией или непосредственной встречей молекул за время жизни возбужденного состояния.. Электронные системы молекул D и А можно рассматривать как механические осцилляторы, которые способны колебаться с общей частотой v. Колеблющиеся электрические заряды молекул D и А будут взаимодействовать друг с другом как два диполя. Когда молекула А оказывается вблизи молекулы D, имеется определенная вероятность того, что прежде чем испустить фотон, молекула D передаст свою энергию возбуждения акцептору А. Константа скорости переноса энергии описывается уравнением [c.86]

Говоря о преимуществах катионных эмульсий перед анионными, прежде всего подчеркнем, что эмульгаторы представляют собой материалы, характеризующиеся высоко поверхностной активностью, т.е. по сути своей являются ПАВ или ПАВ-содержащими продуктами. В процессе эмульгирования молекулы ПАВ оседают на поверхности капелек битума и вследствие электролитической диссоциации придают элементам дисперсной фазы одинаковые по знаку электрические заряды. В таком случае капли битума не коагулируют при столкновениях, т.е. обеспечивается устойчивость системы. В зависимости от характера заряда и проводится деление соответственно на [c.26]

Вообще, почти все гидратированные ионы металлов можно рассматривать как аквакислоты. Впрочем, ионы щелочных и щелочноземельных металлов практически не проявляют свойств кислоты, так как эти ионы имеют сравнительно большие размеры, малый заряд, а следовательно, не могут отщеплять протон от молекул гидратной оболочки. Совсем иначе обстоит дело с ионами элементов побочных групп периодической системы, имеющих малый размер и высокий электрический заряд. Например, ион [Ре(Н20)б] + имеет рКа = 2,2 и относится к сильным кислотам. [c.385]

Атомные ядра и электроны, имея определенный электрический заряд, могут обладать и некоторым магнитным моментом, причем у ядра он примерно на три порядка меньше, чем у электрона. Молекула как система, состоящая из этих заряженных частиц, также может -характеризоваться вектором магнитного момента, который связан главным образом с орбитальным и спиновым движениями электронов. Еще одной характеристикой молекулы является тензор магнитной восприимчивости. Этими свойствами и определяются явления, происходящие при нахождении молекулы в магнитном поле. К важнейшим физическим методам исследования, связанным с изучением результатов взаимодействия молекул вещества с постоянным и переменным внешними магнитными полями, относятся методы радиоспектроскопии ЯМР и ЭПР. [c.6]

Кометы, являющиеся газово-пылевыми облаками, представляют собою, таким образом, колоссальные коллоидные системы, а характерное свечение комет, возникающее в результате освещения мельчайших частиц лучами солнца, является не чем иным, как проявлением светорассеяния. Остаётся пока неясным, чем обусловлено длительное существование комет—огромной разреженностью космического газово-пылевого облака и малой частотой встреч отдельных частиц друг с другом, или относительной агрегативной устойчивостью системы, определяющейся каким-нибудь фактором, например электрическим зарядом частиц, который может возникать вследствие адсорбции пылевыми частицами ионов. Как теперь установлено, в космическом пространстве содержатся большие количества ионов, образующихся в результате действия различных излучений на молекулы.газов. [c.29]

Молекулы, характеризующиеся несимметричным распределением электронной плотности относительно ядер, называют полярными. В полярных молекулах электрические центры тяжести положительных зарядов ядер и отрицательных зарядов электронов не совпадают. Вследствие этого в молекулах возникает постоянный электрический диполь, т. е. система двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов и разделенных расстоянием /, называемым длиной диполя. Взаимодействие молекулы с электрическим полем зависит от величины и направления вектора ц, — электрического момента диполя [c.251]

Степень неравномерности распределения электричества в молекуле определяет ее поляр но сть. Последнюю можно количественно характеризовать, введя представление о так называемом диполе, под которым понимается система из двух одинаковых по величине разноименных электрических зарядов, расположенных на известном расстоянии друг от друга. Если вели-° чину каждого заряда принять во всех случаях равной элементарному количеству электричества о (заряду электрона), то расстояние между ними. [c.95]

Все растворы относятся к дисперсным (раздробленным) системам. Раствор может оставаться гомогенной системой, если частицы растворенного вещества не существуют в виде достаточно крупных ассоциатов, отделенных от растворителя поверхностью раздела, т. е. не образуют отдельной фазы. Считается, что раствор остается истинным, если размер частиц растворенного вещества не превышает 1 нм. При увеличении размеров частиц в пределах от 1 до 100 нм раствор приобретает специфические свойства, и если поверхность такой частицы, включающей большое число молекул вещества, не имеет электрического заряда, то раствор разрушается и вещество выпадает в осадок. При наличии на поверхности частицы плотного электрического заря (а за счет адсорбции ею из раствора ионов одного знака или сильно полярных молекул разрушения раствора не происходит. Такие частицы называются мицеллами, а сами растворы — коллоидными. Изучением строения и свойств коллоидных растворов занимается коллоидная химия. [c.193]

Коллоидные частицы всегда имеют одноименный заряд, возникающий в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита, присутствующего в системе. Наличие у частиц электрического заряда одного и того же знака обусловливает их взаимное отталкивание и препятствует сближению на такие расстояния, на которых могут действовать достаточно большие силы сцепления. Кроме даго, наличие на частицах сольватной оболочки из молекул дисперсионной среды также препятствует сближению частиц до расстояний, на которых начинают превалировать силы притяжения (см. гл. IV и VI). Однако пока в системе не началась агрегация или в результате агрегации произошло лишь незначительное укрупнение частиц, - система сохраняет кинетическую устойчивость, а частицы,-находясь в тепловом движении, остаются во взвешенном состоянии и не оседают на дно сосуда. [c.13]

Коллоидными электролитами мы будем называть полиэлектролиты, образующиеся в результате электролитической диссоциации ВМС, независимо от их физического состояния, а также близкие к ним по ряду свойств мицеллы или ассоциаты, возникающие в растворах ПАВ и несущие электрический заряд. Эти системы, называвшиеся ранее полуколлоидами (или семиколлоидами), можно также считать молекулярными коллоидами, но в несколько ином смысле этого термина, а именно, выражая этим определением существующее в растворах- равновесие между молекулами [c.321]

Адсорбция из растворов на твердом адсорбенте — более сложный процесс, чем адсорбция газов. Растворы являются, как минимум, двухкомпонентными системами, состоящими из растворенного вещества и растворителя. Поэтому адсорбция из растворов определяется не только силами взаимодействия между молекулами растворенного вещества и адсорбентом, но и взаимодействием растворитель — адсорбент и растворитель — растворенное вещество. Если растворенное вещество представляет собой электролит, то процесс адсорбции осложняется еще и тем, что в этом случае адсорбируются ионы, несущие электрический заряд. [c.168]

Известно, что поведение частиц с размерами молекул, не превыщаю-щими 10—50 ангстрем (А), можно описать молекулярно-кинетической теорией. (1 А=10 см — примерно диаметру атома водорода). Необходимо 10—15 молекул, чтобы возникло различие в скоростях, достаточно близкое к нормальному распределению. Практически принято 20—30 молекул считать фазой твердой (или жидкой). Между молекулами металла и фазой электролита действуют силы притяжения или отталкивания. Эти силы действуют не только на один слой молекул. Влияние этих сил распространяется и в глубь фазы, как бы по эстафете, т. е. внешний слой молекул притягивается силами взаимодействия ко второму слою, второй — к третьему и т. д. В конце концов где-то на глубине четвертого—седьмого молекулярных слоев действие сил становится пренебрежимо малым. Представив так качественную картину взаимодействия электрода с электролитом, заметим, что твердая электропроводная частица, попав в пространство между пластинами анод—катод, приобретает электрический заряд и устремляется к электроду противоположного знака. При ударе о пластину заряд меняется на противоположный, и частица летит к другому электроду. Очевидно, можно подобрать параметры электрического поля в системе анод—катод таким образом, чтобы все частицы или по крайней мере большинство из них находились в режиме устойчивых вынужденных колебаний в пространстве между электродами. [c.101]

Флуктуации вызываются дискретной природой вещества. Плотность газа флуктуирует потому, что газ состоит из молекул. Флуктуации в химических реакциях возникают потому, что реакция происходит, когда сталкиваются отдельные молекулы. Флуктуации электрического тока обусловлены тем, что ток—это движение электронов, радиоактивный распад флуктуирует благодаря тому, что он связан с отдельными ядрами. Между прочим, это объясняет, почему формулы для флуктуаций в физических системах всегда содержат атомные константы, такие, как число Авогадро, масса молекулы или заряд электрона. [c.237]

Из Предыдущего вытекает, что если в состав атомов и молекул входят электрические заряды, то заряды обязательно должны двигаться. Этот важнейщий вывод направляет внимание на динамические электрические системы. Но закона Кулона и теоремы Ирншоу недостаточно для описания явлений, связанных с движением электрического заряда. Опыт показывает, что движение заряда вызывает появление новых сил — вокруг электрического заряда возникает магнитное поле. [c.12]

При pH 7 фосфатные группы полностью ионизованы, и потому они придают каждому из промежуточйых продуктов гликолиза суммарный отрицательный заряд. Поскольку клеточные мембраны обычно непроницаемы для молекул, несущих электрический заряд, промежуточные продукты гликолиза не могут выйти из клетки. Глюкоза попадает внутрь клеток, а лактат или пируват покидают их только благодаря тому, что в клеточных мембранах имеются особые транспортные системы, способные переносить молекулы именно этих соединений. [c.445]

Химия же оперирует не абстрактными электронами, не абстрактными системами электрических зарядов она оперирует сложными химическими системами, где движение элементарных частиц носит подчиненный, побочный характер. Конечно, весьма важно и для химии выяснить их Д1 ин ение, происходящее внутри химических систем. Однако нельзя упускать из виду, что применение квантовой механики, по мере ус,ложне-пия молекул, скажем, по мере перехода от молекулы водорода к молекуле бензола, становится все более затруднительным. Это есть выражение объективной невозможности применения квантовой механики с целью полного расчета сложных химических систем, качественно отличных от более простых объектов, с которыми имеет де.ло квантовая механика, [c.311]

Неполярные и полярные молекулы. В зависимости от характера распределения электронной плотности молекулы могут быть неполярными и полярными. В неполярных молекулах центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Полярные молекулы являются диполями, т. е. системами, состоящими из двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов - -q и —q), находящихся на некотором расстоянии I друг от друга. Расстояние между центрами тяжести положительного и отрицательного зарядов назывгется длиной диполя. Полярность молекулы, как и полярность связи, оценивают величиной ее электрического момента диполя х, представляющего собой произведение длины диполя I на величину электрического заряда х = Iq. [c.83]

Агрегативная устойчивость выражает собой способность кол лоидной системы сохранять свою стедедь дисперсности. Arpera тивная устойчивость (в отнощении коагуляции) обусловлена на личием у частиц дисперсной фазы электрического заряда и соль ватной (в частном случае — гидратной) оболочки. В сравнительно устойчивых коллоидных системах частицы дисперсной фазы, в ре зультате взаимодействия с молекулами или ионами окружающей среды, обычно приобретают электрические заряды, различные по величине, но одинаковые по знаку для всех частиц дисперсной фазы в данной системе. Это легко обнаружить при действии [c.509]

Для всех гетеронуклеарных молекул можно отметить характерную особенность электронная плотность в них распределена несимметрично относительно обоих ядер. При таком распределении электронной плотности химическую связь называют полярной или точнее полярной ковалентной связью, а молекулы полярными. Среди молекул гидридов у НР особенно заметно несимметричное распределение заряда (рис. 31). Не только несвязывающие молекулярные орбитали 1а , 2а и 1л,1 практически целиком сосредоточены вокруг ядра фтора, но и на связывающей молекулярной о-орбитали электронная плотность благодаря большому различию в эффективных зарядах ядер водорода (1) и фтора (5.20) смещена в сторону последнего. Вследствие этого электрические центры тяжести положительных зарядов ядер и отрицательных зарядов электронов не совпадают, и в молекуле возникает постоянный электрический диполь — система двух равных по величине и противоположных по знаку зарядов +<7 и —д, разде-. ленных расстоянием I, называемым длиной диполя (рис. 32). Взаимодействие молекулы с электрическим полем будет зависеть от величины вектора а — электрического дипольного момента молекулы [c.84]

Специфическая адсорбция газовых ионов на частицах аэрозолей значительно осложняет оценку зарядов частиц. Она характерна для частиц, имеющих химическое сродство к газовым нонам, или для систем, в которых межфазный потенциал возникает еще при их образовании. Электрический потенциал на межфазной границе может возннкнуть прн условии резко выраженного различия полярных свойств среды и дисперсной фазы. Примером могут служить аэрозоли воды илп снега ориентация молекул воды на поверхности частиц по оценке А. И. Фрумкина обусловливает электрический потенциал около 0,25 В и их положительный заряд. Электрический заряд на частицах может возникнуть и в процессе диспергирования (баллоэлектризацин) полярных веществ, когда частицы, отрываясь, захватывают заряд с поверхности макротела. Химическое сродство частиц к нонам и возникший потенциал на межфазной границе приводят к тому, что частицы аэрозоля неодинаково адсорбируют противоположно заряженные ионы, и средний их заряд в системе отличен от нуля. Опытным путем установлено, что частицы аэрозолей металлов и их оксидов обычно приобретают отрицательный заряд, а неметаллы и их оксиды заряжаются, как правило, положительно. [c.228]

Силами отталкивания могут являться электрические силы, возникающие в результате избирательней адсорбции межфазной поверхностью одного из ионов электролита, пргГсутствующего в системе. Поскольку частицы дисперсной фазы по своей природе одинаковы и адсорбируют всегда определенный ион, все они приобретают электрический заряд одного и того же знака и испытывают взаимное отталкивание, что препятствует сближению их на такие расстояния, где уже могут действовать весьма значительные аттракционные силы. Другой причиной, препятствующей сближению коллоидных частиц до расстояний, на которых начинают превалировать силы сцепления, может явиться образование на поверхности частиц сольватной оболочки из молекул среды. Такая оболочка возникает в результате адсорб ции дисперсной фазой либо молекул среды, либо молекул или ионов третьего компонента (стабилизатора) системы. Помимо этих двух факторов существуют и другие факторы, обеспечивающие агрегативную устойчивость коллоидным системам. Подробно все факторы устойчивости рассмотрены в гл. IX. [c.20]

Причина застудневания состоит в возникновении связей между молекулами высокомолекулярного вещества, которые в растворе представляли собою кинетические отдельности. Между молекулами полимера в растворе могут образовываться кратковременные связи, приводящие к возникновению ассоциатов. Однако если средний период существования связей между макромолекулами становится, очень большим (практически бесконечным), то ассоциаты не будут распадаться и возникшие образования проявляют в некоторой степени свойства твердой фазы. Постоянные связи между молекулами в растворах высокомолекулярных веществ могут образовываться в результате взаимодействия полярных групп макромолекул или ионизированных ионогенных групп, несущих электрический заряд различного знака, и, наконец, между макромолекулами могут возникать химические связи (например, при вулканизации каучука в растворе). Таким образом, застудневание есть не что иное, как процесс появления и постепенного упрочнения в застудневающей системе пространственной сетки. При этом для застудневания растворов высокомолекулярных веществ характерно, что связи образуются не по концам кинетических отдельностей, как это происходит при переходе в гель лиозолей с удлиненными жесткими частицами, а могут возникать между любыми участками гибких макромолекул, лишь бы на них имелись группы, которые могут взаимодействовать друг с другом. [c.482]

Электрокинетические явления свидетельствуют о том, что на границе раздела фаз возникает двойной электрический слой, представляющий собой тонкий поверхностный слой из пространственно разделенных электрических зарядов противоположного знака. В дисперсных системах двойной э.лектрический слой образуют ионы и дипольные молекулы. Ионный двойной электрический слой возникает либо в результате диссоциации ионогенных групп вещества твердой фазы, либо вследствие избирательной адсорбции ионов, достраивающих кристаллическую решетку твердой фазы. В результате на границе межл твердой фазой и раствором возникает подобие конденсатора, вну-аренняя обкладка которого образована потенциалоопределяющими ионами, а наружная — противоионами. [c.306]

Дело в том, что атомные ядра этих элементов имеют большие массы, большие электрические заряды н более сложные электронные оболочки с симметрией облаков, отличной от характерной для предыдущих периодов Системы. Увеличение массы способствует более легким условиям проявления реакционной способности вследствие малости размеров колебательг ых квант это способствует теп.ловому расшатыванию связей в молекулах. [c.370]

Степень неравномерностя распределения электричества в молекуле определяет ее полярность. Последнюю можно количественно характеризовать, введя представление о так называемом диполе, под которым понимается система нз двух одинаковых по величине разноимен- / + -иых электрических зарядов, расположенных иа известном расстоянии друг от друга. [c.81]

I) При характеристике полярности молекул часто пользуются не длиной (/), а так называемым моментом диполя (р.), представляющим собой произведение этой длины на элементарный электрический заряд. По системе СИ ди-польные моменты выражаются в кулон-метрах, но пока в мировой литературе общеприняты т. н. единицы Дебая, обозначаемые буквой Д и имеющие порядок 10- (так как они основаны на длинах 10 см и заряде электрона 4,80-10- абсолютных электростатических единиц—-ср. 2). Буква Д часто опускается и приводится только числовое значение м- При переходе к кулон-метрам это значение уменьшается втрое, а степенпой множитель становится равным 10 . [c.82]

В реальных условиях устойчивость коллоидных систем играет громадную роль. Она зависит от сроков и условий их транс-лортирования, хранения, переработки. Изменения структуры коллоидных систем, приводящие к их разрушению, в различных условиях различны и зависят от соотношения и природы сил, действующих между диспергированными частицами. Это могут быть силы сцепления и силы отталкивания. Силы сцепления обычно проявляются при наличии межмолекулярного взаимодействия. Они сильно возрастают при сближении частиц, вызывая их слияние, коагуляцию. Поэгому устойчивость коллоидных систем резко снижается при увеличении концентрации. Отталкивание частиц друг от друга происходи г по нескольким причинам. Большое значение имеет электростатическое отталкивание частиц, имеющих одинаковый электрический заряд. Сближению частиц препятствует также образование на поверхности раздела сольватных оболочек, состоящих из молекул дисперсионной среды, поверхностно-активных веществ, играющих роль эмульгаторов, стабилизаторов, часто специально вводимых в коллоидные системы, и т. п.- Подбором рецептуры, способов приготовления, хранения и переработки коллоидных полимерных систем добиваются значительного повышения их устойчивости. [c.415]

При всех взаимодействиях между ионами, молекулами и диполями обязательно должен соблюдаться принцип электронейтральности, который гласит в любой системе, содержащей электрические заряды, должна происходить нейтрализация зарядов противоположного знака как можно меньшей величины. Представим себе, например, раствор хлорида натрия, в котором катионы и анионы распределены не равномерно, а так, как это показано на рис. 8.16. Подобный воображаемый раствор не мог бы сохраняться даже сколько-нибудь заметное время, потому что избыток катионов в его левой части немедленно промигрирует к избытку анионов в правой части раствора, и наоборот в результате во всех частях раствора быстро установится электрическая нейтральность. Аналогичная способность к нейтра- шзации существует в любой ионной, ион-ди-польной или ковалентной системе. В ионном кристалле катионы и анионы достигают взаим- [c.141]