Результаты исследования ближнего порядка

Резюмируя теоретические и экспериментальные исследования, можно заключить, что ближний порядок в воде можно представить в виде двух структур 1) тетраэдрической, унаследованной от льда-1 2) более плотной структуры, возникшей в результате перехода части молекул в полости решетки льда. Первой структуре соответствует более устойчивое состояние молекул,второй—менее устойчивое (текучее) состояние. Молекулы тетраэдрической структуры образуют друг с другом водородные связи и совершают колебания около равновесных положений. Те из-молекул, которые перешли в полости этой структуры, сравнительно слабо взаимодействуют с соседними молекулами и становятся более подвижными. Поэтому естественно, что самодиффузия в воде обусловливается движением молекул по пустотам тетраэдрической структуры. Отметим, что две структурные формы воды пространственно не разделены. Вода гомогенна во всем объеме, в ней не наблюдаются микрообласти с различными структурами, а следовательно, и с неодинаковыми плотностями. В то же время в ней происходят различные формы движения молекул колебательные, трансляционные, качания и заторможенные вращения около центра масс. [c.232]

Математический аппарат теории цепей Маркова адекватен аппарату статистической теории кооперативной полимерной цепи. Полимерная цепь, в которой осуществляются сильные взаимодействия, определяющие ближний порядок, может моделироваться марковским процессом с памятью на конечное число ща-гов (см. [3], 10). Однако физика здесь различна. Конформация макромолекулы непрерывно меняется благодаря тепловому движению. Конформация каждого звена зависит от конформаций как предшествующих, так и последующих звеньев. В этом смысле кооперативность в пространстве отлична от кооперативности во времени (см. [5], 111,8). Теория цепей Маркова непосредственно применима к исследованию состава й последовательности звеньев сополимеров, возникающих в результате полимеризации двух или нескольких мономеров, если вероятность присоединения мономера А или В к концу растущей цепи зависит только от того, какой мономер на этом конце находится. Такие сополимеры называются марковскими ([5]). [c.142]

Развитию статистической теории жидкости был дан толчок в результате экспериментальных исследований структуры жидкости, которые начались значительно позже исследований структуры кристаллов. Введение понятия радиальной функции распределения направило основные усилия теории на разработку способов теоретического расчета этой функции, наглядно характеризующей ближний порядок в жидкости. Знание одной этой функции распределения не решает всех задач теории жидкости. Но тем не менее принципиально важное значение имеет путь расчета этой функции, путь теоретического расчета структуры жидкости. Однако исторически раньше возникли приближенные теории, использующие лишь первую информацию, представляемую радиальной функцией распределения плотности. Речь идет о координационном числе в жидкости. С помощью радиальной функции распределения можно показать, что в среднем каждый атом в жидкости окружен таким числом ближайших соседей, что возможно говорить о близости структуры и характера теплового движения атомов в жидкости и твердом теле. Поскольку в первом приближении предполагаются короткодействующие силы между атомами, то для характеристики термодинамических свойств жидкости можно ограничиться учетом лишь взаимодействия данного атома с атомами его первой координационной сферы. Эти [c.327]

Однако исследования ближнего порядка методами дифракции электронов и рентгеновских лучей, изучение ориентационного порядка методами светорассеяния и магнитного двойного лучепреломления, исследования морфологии методами светорассеяния и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, а также изучение конформации цепи в аморфной фазе методом малоуглового рассеяния нейтронов показали, что клубкообразная модель согласуется со всеми экспериментальными данными. В случае пачечной модели это не так [39]. В соответствии с этим конформация цепи, очевидно, тождественна конформации цепи в 0-растворителе Ориентационный порядок определяется только корреляцией между последовательно повторяющимися звеньями цепи. Такая упорядоченность может быть объяснена с помощью теории вращательной изомерии [40]. В остальном аморфная фаза однородна и сходна с обычной жидкостью. Таким образом, эти результаты показывают, что гибкоцепные полимеры в некристаллическом состоя- [c.30]

Все это послужило основанием для постановки систематических исследований структуры полимеров, начатых В. А. Каргиным. Особое внимание было уделено изучению структуры аморфных полимеров с применением в основном дифракционных методов и электронной микроскопии. В результате этих исследований, проведенных совместно с Н. Ф. Бакеевым, были установлены два фундаментальных фактора во-первых, показано, что в аморфных полимерах во всех физических состояниях существует ближний ориентационный порядок в расположении макромолекул, и, во-вторых, было обнаружено, что морфологически ближний порядок реализуется в виде дискретных образований, имеющих форму асимметричных ассоциатов макромолекул. [c.7]

Рядом работ, посвященных электронно-микроскопическому исследованию структуры аморфных полимеров [1], было установлено, что они оказываются хорошо упорядоченными системами и ближний порядок в ряде полимеров может быть выражен настолько хорошо, что в результате образуются структуры, имеющие правильную геометрическую форму. На основании изучения целого ряда объектов было показано, что структурными элементами в твердых аморфных полимерах являются глобулы и фибриллярные образования, названные авторами пачками цепей. Оставалось неясным, какое изменение происходит со структурными элементами аморфных полимеров при увеличении гибкости молекулярных цепей — при переходе к эластомерам и, вообще, существуют ли в эластомерах какие-либо упорядоченные структуры. Вместе с тем, известно, что в низкомолекулярных жидкостях с асимметричными частицами в результате флуктуаций существуют упорядоченные области кроме того, в натуральном каучуке при его растяжении легко протекает процесс кристаллизации. Поэтому естественно предположить, что и в каучуках, находящихся в аморфном состоянии, должны существовать упорядоченные области. [c.137]

По современным воззрениям строение жидкостей, в принципе, подобно структуре соответствующих твердых тел. К этому выводу приводит вся совокупность физикохимических характеристик жидкостей и в особенности результаты рентгенографического изучения (метод исследования радиального распределения электронной плотности). Можно считать, что в объеме жидкости существуют (вообще говоря, довольно краткое время, после которого идет перестройка) такие же группировки атомов, как и в кристаллах. Однако структурная регулярность таких образований носит локальный характер, простираясь на расстояния порядка десятка ангстрем. Поэтому в случае жидкостей мы вправе говорить о ближнем порядке , тогда как в кристаллах наряду с ним существует и дальний порядок в расположении атомов. Тем не менее межатомные расстояния в пределах ближнего порядка, т. е. ближайшего окружения данного атома, близки к соответствующим значениям в кристаллической структуре. Поэтому-то характер и величина взаимного влияния ионов в концентрированных растворах электролитов и в соответствующих твердых солях одинаковы. [c.206]

Люминесценцию в сине-фиолетовых лучах видимого света можно наблюдать с помощью обычного микроскопа, установив на пути лучей синий стеклянный или жидкий светофильтр, пропускающий сине-фиолетовые лучи видимого спектра. Синие лучи, мешающие выявлению люминесценции, убирают желтым светофильтром, который помещают на окуляр микроскопа. В результате наблюдатель видит на темном фоне люминесцирующие объекты. Однако для микробиологических исследований наиболее удобен люминесцентный микроскоп, в котором люминесценция возбуждается сине-фиолетовыми лучами и ближним ультрафиолетом. Оптическая схема микроскопа МЛ-2 позволяет наблюдать объекты при освещении их как в проходящем, так и в падающем свете. Чаще свет, возбуждающий люминесценцию, направляется на препарат сверху, через объектив. При освещении объектов сверху (для возбуждения люминесценции) одновременно допускается освещение объектов снизу с помощью конденсора темного поля ОИ-13 или фазово-контрастного устройства. Люминесцентный микроскоп также позволяет исследовать объекты в видимой области спектра в проходящем и отраженном свете в темном поле. Устройство люминесцентного микроскопа и порядок работы даны в описании каждой конкретной модели и здесь не приводятся. [c.95]

Описан метод измерения скоростей потока в неподвижном зернистом слое с помощью пневмометрпческого насадка, нечувствительного к скосам потока и обеспечивающего локальность измерения в точке размером не более 0,5 мм. Представлены результаты исследования полей скорости в случайной плотной упакованной структуре сферических частиц размером d = 4 мм в аппарате диаметром 125 мм. С помощью статистического анализа флуктуаций скорости проведена количественная оценка радиальной функции распределения, отражающей ближний порядок в расположении частиц в слое. Экспериментально показано, что конфигурация частиц первой координационной сферы близка к структуре плотнейшей упаковки со случайно распределенными дырками в узлах решетки. Табл. 1. Нл. 6. Библиогр. 7. [c.173]

Расчет гибкости основывается на химическом строении макромолекул. Мы все время говорили о полиэтилене. Однако многие макромолекулы содержат в своих звеньях массивные привески, например, полистирол (— СНа— HR—) , где R есть eHs. Вэтих случаях конформации определяются преимущественно взаимодействиями привесков. Сведения о конформациях цепи можно получить методом рентгеноструктурного анализа — если полимер кристаллизуется. При кристаллизации фиксируются определенные ротамеры для всех звеньев цепи и возникает дальний порядок зная положение атомов в данном мономерном звене, мы знаем их для сколь угодно удаленных звеньев, так как расположение атомов строго периодично. Вместе с тем, в кристалле имеется, конечно, и ближний порядок — определенное расположение соседних звеньев. Кристаллический ближний порядок сохраняется при плавлении и растворении полимера, так как кристаллическая структура полимера отвечает минимуму потенциальной энергии. Можно предположить, что ближний одномерный порядок в свободной макромолекуле, образующей статистический клубок, аналогичен дальнему одномерному порядку в кристалле. Эта идея получила подтверждение в расчетах конформаций и в результатах экспериментальных исследований. [c.71]

Фаулером факт существования в воде небольших областей, где расположение молекул имеет тетраэдрическую симметрию с координационным числом, близким к 4. В процессе плавления расстояние между ближайшими соседями (так же, как и для других веществ) почти не изменяется. Точные рентгеноструктурные измерения [22—24], по-видимому, подтверждают тетраэдрическое расположение молекул воды и дают радиус молекулы, равный 1,4А. Однако другие детали теории Бернала и Фаулера не подтверждаются этими исследованиями, поскольку представление о воде как смеси нескольких трехмерных структур не дает однозначной информации для рассмотрения структуры воды со статистической и термодинамической точек зрения. Так, не был подтвержден факт уменьшения при плавлении радиуса второй координационной оболочки от 4,5 до 4,2 А, что должно приводить к переходу структуры из тридимитоподобной в кварцеподобную. Результаты упомянутых экспериментов позволяют предположить, что ближний порядок, существующий в небольших областях воды, — это видоизмененная структура льда, причем при повышении температуры и усилении теплового движения упорядоченность уменьшается. Молекулы Н2О, расположенные в пустотах кристаллоподобной структуры, также ипрают важную роль в структуре воды (об этом см. далее). Координационное число (число ближайших соседей), установленное на основании данных по рассеянию рентгеновских лучей, равно 4,4 в интервале 1,5—13°С и 4,9 при 83 °С. Таким образом, в отличие от большинства других веществ плавление и любое повышение температуры увеличивает координационное число молекул воды. [c.41]

Приведенные результаты показывают, что поворотноизомерная теория размеров и дипольных моментов стереорегулярных макромолекул типа (— Hj— HR—) количественно объясняет их свойства в растворе. Это, наряду с изложенными в гл. 3 результатами непосредственного исследования условий внутреннего вращения в стереорегулярных макромолекулах, подтверждает справедливость предложенной выше схемы строения этих макромолекул в растворе, согласно которой ближний одномерный порядок в цени соответстпует дальнему одномерному порядку в кристаллическом состоянии, а основным механизмом закручивания цепи является поворотная изомеризация. При этом из изложенных результатов следует, что корреляция между конформациями соседних мономерных единиц играет существенную роль, т. е. ближний порядок распространяется на несколько мономерных единиц. Необходимо оговорить, что, хотя статистическая свернутость макромолекул в основном связана с поворотной изомеризацией, а не с крутильными колебаниями, это не позволяет сделать никаких выводов о сравнительных вкладах обоих механизмов теплового движения в другие характеристики полимерных цепей. Вопрос о роли поворотной изомеризации и крутильных колсба.чкй, например, в теплоемкости макромолекул и в релаксационных процессах (в частности, в диэлектрических и механических потерях) в настоящее время еще совершенно не изучен. [c.233]

В результате исследований жидкой Hg был сделан вывод о наличии гексагональной плотнейшей упаковки и в ишдкой Hg (ближний порядок). В 1939 г. структура жидкой Н была исследована [20] в интервале—36 + 250 . [c.321]

Поразительный успех в теории растворов достигнут на основе использования представлений о жидкости как разунорядоченном твердом теле, в котором продолжает существовать ближний порядок, в то время как дальний, характерный для твердого состояния, нарушен тепловым движением. Эти представления подтверждены результатами изучения растворов при помощи самых разнообразных методов исследования рентгеноструктурных, спектроскопических, термодинамических, ядерного магнитного резонанса и многих других. Блестяще подтвердилась идея одного из крупнейших советских ученых Я. И. Френкеля о близкой аналогии между твердым и жидким состоянием, выдвинутой еще в 1924—1926 гг. [307]. [c.156]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология