Взаимодействие ориентированных диполей

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]

Ориентационное взаимодействие. В случае двух полярных веществ имеет место ориентационное взаимодействие постоянных диполей. В этом случае вокруг молекул образуется электрическое поле и они стремятся ориентироваться друг относительно друга. Это приводит к их притяжению, в результате чего одно вещество растворяется в другом. Ориентационное взаимодействие молекул двух полярных веществ тем сильнее, чем больше значения их дн-польных моментов. Эти силы взаимодействия являются функцией температуры чем выше температура, тем сильнее тепловое движение молекул и тем труднее им взаимно ориентироваться. Ориентационное взаимодействие обратно пропорционально г (расстоянию между диполями), следовательно, это взаимодействие короткодействующее. , [c.43]

Расчетные значения энергии дисперсионного взаимодействия двух молекул воды на расстоянии 5 и 10 А представлены в табл. 10. Как видно из таблицы, на расстоянии, равном 5 А, энергия дисперсионного взаимодействия составляет " 10% от энергии диполь-дипольного взаимодействия, когда диполи ориентированы самым выгодны>м способом (голова— хвост). На расстоянии, равном 10 А, энергия диполь-дипольного взаимодействия все еще велика, в то время как энергия дисперсионного взаимодействия равна нулю. [c.26]

Адсорбция полярных молекул на поверхностях, имеющих электрические заряды. Прн адсорбции полярных молекул на адсорбенте, имеющем на поверхности ионы или диполи, возникает взаимодействие диполя адсорбата с электростатическим полем адсорбента. Если молекулы адсорбата невелики и обладают периферически расположенными диполями (например, молекулы воды и аммиака), они ориентируются в электростатическом поле адсорбента. Возникает так называемое ориентационное кулоновское взаимодейст- [c.495]

Дисперсионное взаимодействие. Если оба вещества неполярны, то взаимодействие их молекул определяется дисперсионными силами, открытыми Лондоном. Дисперсионные силы притяжения вызываются взаимными короткими, периодически возникающими диполями. Молекулы неполярных веществ обладают флуктуирующими диполями. Это такие колебания (флуктуации), которые вызывают мгновенные отклонения распределения электронной плотности от среднего распределения. Положение электрона относительно ядра можно рассматривать как кратковременный вращающийся диполь, заставляющий молекулу другого вещества в данное мгновение ориентироваться относительно этой молекулы (рис. 2). [c.44]

Наиболее распространенным видом взаимодействия, которое происходит между любыми частицами, является взаимодействие между диполями. Различают три основных типа диполь-дипольных взаимодействий. Как уже указывалось в первой главе, если два диполя расположены на одной прямой и одинаково ориентированы, то они будут притягиваться с силой обратно пропорциональной четвертой степени расстояния между ними. [c.101]

Аналогично диссоциируют электролиты, молекулы которых образованы по типу полярной ковалентной связи. Здесь также вокруг каждой полярной молекулы вещества ориентируются диполи воды, которые притягиваются своими отрицательными полюсами к положительному полюсу молекулы и положительными полюсами — к отрицательному полюсу. В результате такого диполь-дипольного взаимодействия связующее электронное облако (электронная пара) полностью сместится к атому с большей электроотрицательностью, при этом полярная молекула превращается в ионную и затем легко распадается на гидратированные ионы (рис. 57). [c.151]

Механизм диссоциации кислот представлен на рис. 57 вокруг полярных молекул ориентируются диполи воды и в результате диполь-дипольного взаимодействия полярные молекулы превращаются в ионные, а последние — в гидратированные ионы. [c.153]

Как ВИДНО, кислоты в воде диссоциируют на ионы водорода и кислотные остатки — анионы. Никаких других катионов, кроме ионов водорода, кислоты не образуют. Механизм диссоциации кислот был представлен на рис. 5.6 вокруг полярных молекул ориентируются диполи воды и в результате взаимодействия полярные молекулы превращаются в ионные, а последние — в гидратированные ионы. [c.126]

С другой стороны, высоким значением в обладают только жидкости, молекулы которых являются электрическими диполями. Такие диполи, ориентируясь вокруг ионов, создают сольватные оболочки и тем ослабляют связь между ионами в кристалле. При растворении в воде веществ, молекулы которых не содержат ионов, но имеют полярную структуру, эти молекулы могут ионизироваться под влиянием гидратации (взаимодействия с диполями воды), т. е. распадаться на положительно и отрицательно [c.112]

Ориентационные силы являются результатом взаимодействия постоянных диполей (молекул с постоянным дипольным моментом). Эти молекулы ориентируются относительно друг друга разноименно заряженными полюсами (рис. 5.26), создавая таким образом ассоциаты, что характерно для многих полярных жидкостей. [c.222]

Для электрической ориентации частиц имеется гораздо больше возможностей. Исследования показывают (Толстой, 1955 г.), что анизометрические коллоидные частицы в водных растворах обычно обладают электрическими дипольными моментами, достаточными для того, чтобы за время достижения стационарной ориентации частиц в электрическом поле не произошло заметного разогревания раствора за счет прохождения через него тока (при надлежащей очистке раствора от электролита). Коллоидные частицы и макромолекулы могут иметь как собственный дипольный момент, определяемый их строением, так и дипольный момент, индуцированный электрическим полем. Если использовать постоянное электрическое поле (или постоянные импульсы напряжения), то ориентация частиц будет обусловлена взаимодействием с полем обоих видов диполей, и вклад от каждого из них в общий эффект выделить нелегко. Автор с сотрудниками (1959 г.) добились ориентации коллоидных частиц (галлуазита, бензопурпурина и многих других веществ в воде) с помощью высокочастотного электрического поля при частоте порядка десятков и сотен килогерц. При этом было пока зано, что влияние собственного дипольного момента, который жестко связан с частицей и заставляет ее колебаться в переменном поле, полностью подавлено из-за инерционности частицы. В этом случае она ориентируется только за счет взаимодействия с полем индуцированного момента, который, меняя направление синхронно с полем, создает постоянный момент силы. Величина этого момента в водных растворах достаточна для ориентации частиц. По-видимому, он возникает за счет поверхностного слоя воды. Если эта гипотеза подтвердится, то данный метод электрической ориентации частиц окажется универсальным для водных растворов. Применение высокочастотных электрических полей помогает значительно ослабить или устранить такие мешающие явления, как электролиз, поляризация и электрофорез, что делает метод особенно перспективным. Если же исследования этим методом дополнить параллельными исследованиями при ориентации в постоянном электрическом поле, то можно оценить величину постоянного диполь-ного момента частиц и найти угол между постоянным и индуцированным дипольными моментами. Например, при изучении частиц, галлуазита выяснилось, что индуцированный момент ориентиро [c.33]

Основным фактором устойчивости белковых веществ является их гидратация, в которой участвуют как ионизированные, так и полярные группы белка. Первые из них ориентируют диполи воды в электрическом поле, а вторые — взаимодействуют с водой главным образом за счет водородных связей. [c.144]

Полярная структура молекул оказывает влияние и на их молекулярное взаимодействие. Наличие диполя приводит к тому, что определенное расположение одной молекулы относительно более устойчиво, чем у молекул неполярных. Обе молекулы стремятся ориентироваться таким образом, чтобы по соседству были разноименные полюсы в результате возникают силы электрического взаимодействия, и молекулы более или менее прочно стягиваются друг с другом. [c.65]

В а-спирали диполи амидных групп ориентированы почти параллельно оси спирали (рис. 20.9), поэтому соседние диполи отталкиваются друг от друга, так как они расположены бок о бок. Однако диполи, расположенные через один и дальше, притягиваются, поскольку они занимают положение голова к хвосту . Наиболее выгодным является взаимодействие данного диполя с третьим соседом. Оценки показывают, что в длинных [c.187]

Рассмотрим теперь, как образуются растворы солей. Предположим, кусочек соли оказался в воде. Тотчас начнется взаимодействие ионов соли с молекулами воды. Согласно Дебаю, молекулы воды, являющиеся диполями, будут притянуты и ориентированы в поле иона. Чем меньше расстояние между ионом и диполем, тем сильнее они взаимодействуют между собой. Ориентация диполей возрастает с ростом заряда и уменьшением радиуса иона. Фаянс и Фалькенгаген считают теплоту гидратации свободных газообразных ионов количественной мерой ионо-ди-польного взаимодействия. Это та теплота, которая выделяется при образовании ионных гидратов из молекул воды и газообразных ионов. [c.365]

При адсорбции больших молекул, обладающих, наряду с периферическими диполями, большой неполярной частью, например молекул спиртов с достаточно большой углеводородной цепью, молекул фенола и т. п., энергия дисперсионных сил больше энергии электростатического взаимодействия диполя адсорбата с полем ионов или полем диполей поверхности адсорбента. В результате молекула адсорбата, например фенола, ориентируется плоскостью бензольного кольца параллельно поверхности адсорбента. При такой вынужденной ориентации диполя молекулы адсорбата энергия электростатического взаимодействия меньше, чем при свободной его ориентации, так как ось диполя оказывается расположенной под углом к направлению электростатического поля поверхности. [c.496]

Полярность молекул оказывает заметное влияние на свойства образуемых ими веществ. Полярные молекулы стремятся ориентироваться по отношению друг к другу разноименно заряженными концами. Следствием такого диполь-дипольного взаимодействия является взаимное притяжение полярных молекул и упрочнение связен между ними. Поэтому вещества, образованные полярными молекулами, обладают, как правило, более высокими температурами плавления и кипения, чем вещества, молекулы которых неполярны. [c.127]

Соприкасаясь с электролитом, атомы металла, расположенные на поверхности сооружения (трубопровода), подвергаются воздействию силового поля молекул воды, которые могут внедряться в кристаллическую решетку металла сооружения. Силовое воздействие может быть настолько сильным, что нарушается связь атомов металла с кристаллической решеткой. Оторванные таким образом атомы металла сооружения переходят в электролит, образуя ион-атом, несущий заряд. Вокруг ион-атома ориентируются молекулы воды, представляющие собой диполи. Атом железа переходит в электролит, имея положительный заряд, а сооружение оказывается отрицательно заряженным. Так возникает двойное электрический слой, при котором гидратированные ионы железа под действием электрических сил взаимодействия с отрицательными зарядами сооружения удерживаются у поверхности конструк ции. Может наступить такой момент, когда под воздействием электрических сил в двойном электрическом слое наступает равновесие и дальнейший переход атомов стали в электролит прекращается. [c.6]

Простейшее объяснение дисперсионного взаимодействия возможно путем рассмотрения электронов молекул в виде осцилляторов, практически всегда находящихся в колебательном движении и не обладающих дипольным моментом постоянного направления, а самих молекул — мгновенными диполями с непрерывно изменяющимися направлениями полюсов. При сближении или встрече таких осцилляторов мгновенные диполи взаимно ориентируются и их направление начинает изменяться в одной фазе. Это приводит к уменьшению потенциальной энергии системы на величину, считающуюся энергией дисперсионного взаимодействия. [c.95]

Адсорбция полярных молекул на адсорбенте, имеющем ионы или диполи, вызывает взаимодействие диполя адсорбата с электростатическим полем адсорбента. Если молекулы адсорбата невелики и обладают периферийно расположенными диполями, как, например, у молекул воды или аммиака, то они ориентируются в электростатическом поле адсорбента. При этом возникает ориентационное кулоновское взаимодействие. [c.107]

Наконец, если полярные молекулы адсорбируются на адсорбенте, имеющем на поверхности ионы или диполи, то возникает взаимодействие ионов или диполей адсорбтива с электростатическим полем адсорбента. При этом молекулы адсорбтива могут ориентироваться в электростатическом поле адсорбента, т. е. происходит ориентационное кулоновское взаимодействие. [c.87]

Следует иметь в виду, что описанная картина чрезвычайно упрощена и относится лишь к одному из возможных эффектов. Молекулы растворителя нельзя считать изолированными диполями. Каждая молекула растворителя, ориентирующаяся возле иона растворенного вешества, взаимодействует не только с ним, но и с другими молекулами и ионами, образуя сложные ассо- [c.209]

Наиболее распространенным видом взаимодействия, которое происходит между любыми частицами, является взаимодействие между диполями. Различают три основных типа диполь-дипольных взаимодействий. Как уже указывалось (см. гл. I), если два диполя расположены на одной прямой и одинаково ориентированы, то они притягиваются с силой обратно пропорциональной четвертой степени расстояния между ними. Аналогичная сила действует между двумя диполями, расположенными на параллельных прямых, на кратчайшем расстоянии друг от друга (рис. 43). При произвольном взаимном расположении двух диполей наряду с притяжением или отталкиванием осуществляется разворот диполей относительно друг друга, который в конечном итоге приводит к одной из двух рассмотренных наиболее благоприятных ориентаций, соответствующих притяжению диполей. Поэтому между частицами, обладающими постоянными дипольными моментами, осупдествляется притяжение за счет так называемого ориентационного взаимодействия. При не слишком низких температурах энергия этого взаимодействия мала по сравнению с энергией теплового движения, и полной ориентации не происходит. [c.111]

В последней строчке через отношение к /к вычислена та доля энергии активации Гиббса, которая обусловлена наличием нескольких диполей в реагирующей молекуле АС = = -КТ1п к к ). Связан мультидипольный эффект со следующим обстоятельством. В полифункциональной молекуле полярные группы, насколько позволяет структура,ориентированы так, чтобы обеспечивалась минимальная энергия их взаимодействия как диполей. При атаке на такую молекулу полярного радикала возникает новый диполь в виде полярного реакционного центра, который взаимодействует с другими группами-диполями. Как правило, это меняет энергию системы, и взаимодействие группы диполей вносит положительный или отрицательный вклад в энергию активации Гиббса. Этот вклад состоит из температурно независимой и зависимой частей, меняя как Е, так н Ав формуле константы скорости. [c.270]

В парамагнитных веществах магнитные моменты отдельных гюиов, со.тержащих неспаренные. электроны, ориентированы случайным обра. ом. Их унс1рядочепие ироисходит лишь под действием внешнею магнитного ноля. Энергия взаимодействия меладу диполем и магнитным нолем может быть легко рассчитана. Детали этого расчета в настоящем разделе пс приводятся, по в целом можно сказать, что величина этой энергии больше тепловой энергии ионов или диполей, равной кТ. [c.135]

В pa Tgope усиление взаимодействия молекул растворенного органического вещества между собой всегда приводит к более или менее выраженной ассоциации. Ассоциация.является следствием притяжения соответствующим образом ориентирующихся диполей, образования межмолекулярных водородных связей или гидрофобного взаимодействия углеводородных радикалов дифильных молекул, например ПАВ, В адсорбционной фазе между молекулами одного вида может возникать как притяжение, ведущее к образованию адсорбированных ассОциатов (в случае адсорбции ПАВ, прямых красителей, гуминовых веществ — к образованию мицелл, состоящих из нескольких десятков молекул или ионов), так и к взаимному отталкиванию ионов и диполей, единообразная ориентация которых навязана взаимодействием углеродного скелета молекул с атомами поверхности адсорбента. При такой, ориентации нормальные к поверхности составляющие всех адсорбированных диполей имеют одинаковый знак заряда и поэтому между ними возникает отталкивание при любом вращении в плоскости, параллельной поверхности адсорбента. Целесообразно коэффициент ф —представить как произведение двух величин, из которых одна характеризует эффект ассоциации (притяжения) молекул с ростом концентрации органического компонента в обеих фазах fass, а вторая характеризует эффект взаимного отталкивания одинаково ориентированных диполей или ионов в адсорбционной фазе ф . Разумеется, изменения энергии Гиббса избирательной адсорбции растворенных веществ, связанные с этими факторами, будут иметь противоположный знак. [c.86]

В отсутствие внешнего магнитного поля магнитные моменты частиц парамагнитного вещества ориентированы хаотически, и результирующий магнитный момент макроскопического тела равен нулю. Если же поместить парамагнитное вещество в постоянное магнитное поле, то элементарные магнитные диполи частиц будут ориентироваться под определенным углом к направлению поля. Каждой такой орпентации магнитного диполя соответствует свое значение энергии взаимодействия этого диполя с полем, равное [c.13]

Закон Клаузнуса-Мосотти имеет некоторые ограничения. Если имеется смесь двух соединений с поляризацией Я, и Р,, молярная доля которых равна X и 1—х, то, согласно этому закону, средняя поляризация Р должна быть арифметической суммой членов, соответствующих двум компонентам Р = хР b( — )Р2- Другими слова.м значение Рр т. е. поляризация растворенного вещества в растворе не должна зависеть от его концентрации. Однако это правило не соблюдается и, поскольку невозможно вычислить анергию взаимодействия. ежду растворенным веществом н растворителем, приходится обходить это затруднение и-и путем проведения опытов с разбавленными растворами и экстраполирования до бесконечного разбавления, или путем использования чистых веществ п парообразном состоянии. В соответствии с уравнением Клаузиуса-Мосотти, Р не должно зависеть от температуры. Однако ориентационная поляризация Рд обусловлена влиянием поля, стремящегося ориентировать диполи, причем этому процессу противодействует их тепловое движение. По этой причине Pq уменьшается с ростом температуры. Дебай показал, что общая молекулярная поляризация будет [c.249]

Ван-дер-Ваарден [67], а также Мэкор [68] изучали свойства суспензий сажи в минеральном масле, стабилизированных длинноцепочечными жирноароматическими углеводородами. Ароматические кольцевые структуры адсорбируются частицами сажи, ориентируясь к их поверхности в результате взаимодействия с диполями поверхностных углеродо-кислородных соединений, тогда как длинные алкильные цепи ориентируются наружу. Взаимное отталкивание таких ориентированных слоев, состоящих из длинных алифатических цепей, можно объяснить на основе общих термодинамических соображений, т. е. в предположении, что отталкивание обусловлено уменьшением числа возможных конфигураций адсорбированных углеводородных цепей по мере сближения частиц. [c.351]

Судя по изменениям термодинамических показателей, о которых только что шла речь, состояние внутриклеточной воды безусловно отличается от состояния дистиллированной воды, налитой в стакан. Изменяются подвижность и рассеиваемость молекул, их свободная энергия, их реакциониоспособность и вообще работоспособность. Однако oтpaнiaют я ли эти изменения состояния внутриклеточной воды на ее структуре и физико-химических свойствах, например на плотности упаковки молекул, степени упорядоченности их пространственной организации, температурах кипения и замерзания и т. д. Для большинства исследователей этот вопрос мог бы показаться праздным— безусловно отражаются. В самом деле, не может же чистая вода сохранить в неизменном виде все свои свойства, находясь в такой сложнейшей гетерогенной среде, как клетка, где неизбежны самые разнообразные взаимодействия с молекулами других веществ и с ионами, где, помимо того, действуют векторные факторы внутриклеточных полей, вдоль силовых линий которых могут ориентироваться. диполи воды. Должно быть совершенно очевидным, что свойства внутриклеточной воды, в том числе структурные и физико-химические, изменены по сравнению с чистой водой, что в клетке существуют различные по своей подвижности и другим параметрам водные фракции, иными словами, наряду со свободной (вернее, почти свободной) существует и связанная вода. [c.28]

Ориентационное взаимодействие (эффект Кьезома). Рассмотрим взаимодействие двух полярных молекул с одинаковыми дипольными моментами. При сближении они ориентируются так, чтобы энергия системы стала минимальной. На рис. 61, а показано расположение диполей в хвост . Пусть расстояние между центрами диполей з намного больше длины диполя I. Заряд полюса диполя обозначим через е. Энергию ориентационного взаимодействия можно представить как сумму кулоновского притяжения и отталкивания зарядов полюсов диполей [c.132]

Таким образом, ориентационное взаггмоденствие проявляется только у молекул, обладающих собственным электрическим моментом диполя. Молекулы ориентируются относительно друг друга так, что сближаются разноименными электрическими полюсами. Значение ориентационного взаимодействия тем больше, чем боль- [c.63]

Отрицательное значение В указывает на отрицательное значение osy, т. е. косинуса угла между диполями двух взятых молекул. Следовательно, диполи в электрическом поле ориентируются антипараллельно. Фрелих [491 показал, что антипараллельная ориентация диполей или групп диполей в принципе характерна для твердых веществ, где дипольное взаимодействие приводит к ебразова- [c.45]

Надо отметить, что широко известаое уравнение Дебая получено в предположении, что короткод ствующие ориентирующие взаимодействия между молекулами отсутствуют и что все диполи находятся в эквивалентных положениях, т.е. вероятности переориентации рсех молекул одинаковы. Предполагалось также, что в системе существует только один процесс, приводящий к изменению ориентации полярных молекул при наложении или снятии внешнего поля /46/. [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология