Энергия электростатического взаимодействия

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]

Твердые вещества, при растворении которых в воде и других полярных растворителях, образуются электролиты, являются, как правило, кристаллическими телами, имеющими ионные или близкие к ионным решетки. В чисто ионных решетках не существует молекул вещества, и кристалл любой величины можно рассматривать как одну огромную молекулу. Ионы противоположных знаков, составляющие такую решетку, связаны между собой большими электростатическими силами. При переходе ионов Е раствор, энергии электростатического взаимодействия ионов в решетке противопоставляется энергия взаимодействия ионов с дипольными молекулами растворителя, который втягивает ионы решетки в раствор. При этом ионы окружаются молекулами растворителя, образующими вокруг иона сольватную (в частном случае — гидратную) оболочку. Энергия взаимодействия ионов различных знаков, перешедших в раствор и окруженных сольватными оболочками, уменьшается по сравнению с энергией их взаимодействия в решетке (при равных расстояниях г между ионами) обратно пропорционально диэлектрической проницаемости растворителя О в соответствии с законом Кулона [c.391]

Учитывая грубость использованного приближения для волновой функции, результаты надо считать вполне удовлетворительными. Значение этой работы чрезвычайно велико. Во-первых, Гейтлер и Лондон показали, что уравнение Шредингера справедливо не только для атома, но и для молекулы, т. е. является фундаментальным. Во-вторых, было показано, что химическая связь имеет электрическую природу, поскольку в уравнении Шредингера в качестве потенциальной энергии рассматривалась только энергия электростатического взаимодействия ядер и электронов [см. уравнение (16.7)], а результаты расчета вполне согласуются с опытом. [c.55]

При увеличении концентрации к этой паре присоединяется третий ион, образуя тройник типа Н---1- или--1--, обладающий электрическим зарядом и способный переносить ток. Образование ионных тройников вызывает рост электрической проводимости раствора при увеличении концентрации и, таким образом, объясняет явление аномальной электрической проводимости. Ионные ассоциаты, в растворе электролита образуются, если энергия электростатического взаимодействия ионов превышает их кинетическую энергию. Процесс образования ионных ассоциатов впервые был рассмотрен В. К. Семенченко (1924) и затем более детально Бьеррумом (1926) и др. [c.446]

В теории ионной ассоциации предполагается, что ионы образуют ассоциат, если они находятся на таком расстоянии, что энергия их электростатического взаимодействия не ниже, чем 2kT. Энергия электростатического взаимодействия U ионов с зарядами и на расстоянии г в среде с диэлектрической проницаемостью е определяется уравнением [c.446]

Энергия системы атомов, если из нее исключить энергию поступательного движения и вращения системы как целого, складывается из кинетической энергии движения ядер Т, энергии электронов и потенциальной энергии электростатического взаимодействия между ядрами [c.52]

Для наглядности рассмотрим классическую теорию взаимодействия ядра с внешним электрическим полем. Квадрупольный момент eQ связан с функцией распределения по объему заряда ядра 2е. Фиксируем систему координат с началом в центре ядра. Пусть р(л. 1, Х2, Агз)=р(г)—плотность ядерного заряда в точке с координатами хи Х2, Хз (г — радиус-вектор), а и(хи Х2, хз) = (г) — потенциал, создаваемый в этой точке всеми окружающими ядро зарядами. Тогда энергию электростатического взаимодействия заряда Ее с внешним электрическим полем можно записать в виде [c.91]

Энергию электростатического взаимодействия С/э между этими пластинками, отнесенную к поверхности в 1 см , можно выразить следующим уравнением [c.277]

Как показывают термодинамические и модельные расчеты, энергия взаимодействия катионов и анионов с дипольными молекулами растворителя (энергия сольватации) во многих случаях оказывается достаточной для того, чтобы компенсировать энергию электростатического взаимодействия ионов в ионных кристаллах (энергию кристаллической решетки) или энергию ковалентной связи атомов в таких молекулах, как НС1 илн НВг. В результате растворы электролитов являются устойчивыми ионными системами, содержащими сольватированные катионы и анионы. [c.75]

При концентрациях электролита больших, чем Скр, энергия электростатического взаимодействия ионов противоположного знака превышает энергию теплового движения ионов, что приводит к образованию ионных пар. [c.179]

Пусть имеется ядро, представляющее собой однородно заряженную сферу радиуса Е. Будем считать, что плотность электронного заряда равномерно распределена по всей области ядра. Энергия электростатического взаимодействия заряда ядра с окружающими его электронами может быть записана в виде [c.196]

Величина q представляет собой расстояние, на котором энергия электростатического взаимодействия ионов равна 2кТ при г q вероятность ассоциации возрастает быстро, а при г q медленно. Это происходит за счет того, что сфера вокруг иона, к которой может подойти противоположно заряженный ион, увеличивается. [c.117]

В Сб] показано, что основной вклад в полную энергию решетки ионных соединений вносят энергия электростатического взаимодействия и энергия перекрытия. Для энергии перекрытия в настоящее время используются выражения [c.223]

После тета-преобразования энергия электростатического взаимодействия приобретает вид [c.224]

Энергия электростатического взаимодействия ионов слоя Гюи с металлами обратно пропорциональна квадрату их расстояния от [c.283]

В ней было показано, что . ) урав-. нение Шредингера справедливо не только для атома, но й для молекулы 2) химическая связь имеет электрическую. природу, поскольку в уравнении Шредингера в качестве потенциальной энергии рассматривалась только энергия электростатического взаимодействия ядер и электронов 3) электронная плотность в области между ядрами в молекуле На выше, чем простое наложение электронной плотности атомов 4) химическая связь обусловливается парой электронов, ставшей общей для двух ядер, в результате тождественности и неразличимости электронов 5) простая связь между атомами водорода осуществляется при условии, если их орбитальная собственная функция симметрична относительно координат обоих электронов, т. е. связь образуется парой электронов с антипараллельными спинами. Антипараллельность спинов является не причиной образования химической связи за счет магнитных взаимодействий, а выражением условий квантовомеханической микросистемы, в которой действуют электрические силы 6) отсутствие связи между атомами водорода вследствие понижения электронной плотности между ядрами имеет место при параллельных спинах их электронов 7) энергия связи определяется обменной и кулоновской энергией, а также интегралом перекрывания. Основную роль при этом играет обменная энергия, возникновение которой есть следствие учета квантовомеханического принципа неразличимости электрона (их обмен местами не имеет физической [c.80]

В теории ионной ассоциации важную роль играет параметр д (параметр Бьеррума). Величина д представляет собой расстояние, на котором энергия электростатического взаимодействия ионов равна 2кТ. Она определяется из соотнощения [c.232]

На каком расстоянии энергия электростатического взаимодействия между ионами К" " и С1 в воде равна средней энергии термического возбуждения (КТ) при 25 °С [c.92]

В решетке ионных кристаллов — чисто ионная связь, т. е. связь, для которой полный перенос электронов от катиона к аниону скорее исключение, чем правило. Лишь для кристаллов типа хлорида натрия можно говорить о полном переносе заряда. Интеграл перекрывания одноэлектронных орбиталей ионов натрия и хлора оценивается значением —0,06. Можно сказать, что это чисто ионная связь. По отношению к этому же соединению сопоставление энергии электростатического взаимодействия с энергией ковалентного взаимодействия (непосредственно связанной с тем,-что называют поляризацией электронной оболочки) показывает, что вклад электростатического взаимодействия значительно больше и составляет (по Коулсону) для хлорида натрия 8,92 эВ, в то время как соответствующее значение для ковалентного взаимодействия 0,13 энергия отталкивания в этом случае равна —1,03 эВ (энергия, называемая нулевой , т. е. нулевая колебательная энергия, равна всего —0,08 эВ и ее часто вообще не принимают в расчет). К ионным кристаллам относятся кроме соединений типичных галогенов со щелочными металлами также и некоторые оксиды, в частности оксиды кальция и магния, в которых по экспериментальным данным имеются отрицательные двухзарядные ионы кислорода. В большинстве случаев ковалентный вклад больше. Кристаллы алмаза, кремния, германия, карборунда, серого олова содержат прочные ковалентные связи, так что любую часть этих веществ вполне и без всяких оговорок можно рассматривать кан молекулу макроскопических размеров. [c.281]

Строение атома по Бору. Планетарная модель Резерфорда, явившаяся научным обоснованием опытов по рассеянию а-частиц, противоречила факту устойчивого существования самих атомов. Дело в том, что движение электрона по орбите есть движение ускоренное. Но ускоренное движение электрона представляет собой переменный ток, который индуцирует в пространстве переменное электромагнитное поле. На создание последнего расходуется энергия электростатического взаимодействия электрона с ядром, в результате чего электрон должен двигаться по спирали (а не по замкнутой орбите) и упасть на ядро, что равносильно ликвидации атома. Расчеты показывают, что продолжительность жизни атома в таком случае должна быть порядка 10 с. В действительности же атомы — исключительно устойчивые образования. Кроме того, согласно планетарной модели энергия атома должна уменьшаться непрерывно (при движении по спирали) и атомный спектр должен быть также непрерывным. А опыт показывает, что все атомные спектры без исключения имеют дискретный (линейчатый) характер. Спектр же служит одной из важнейших характеристик вещества и отражает его внутреннее строение. Таким образом, планетарная модель противоречит также линейчатой структуре атомных спектров. Все эти факты свидетельствуют о том, что законы классической физики неприменимы для описания явлений атомного мира. [c.33]

Следовательно, можно принять, что изобарно-изотермический и изохорно-изотермический потенциалы раствора складываются нз двух слагаемых первое характеризует идеальный раствор, а второе равно энергии электростатического взаимодействия и определяет отклонение раствора от идеального, т. е. [c.361]

Энергию электростатического взаимодействия (ХУ.22) можно записать [c.362]

Например, ддя воды при 18 °С диэлектрическая проницаемость е = 81, т. е. энергия электростатического взаимодействия между электрическими зарядами в водной среде уменьшается в 81 раз по сравнению с вакуумом. Для электролитов в водных растворах это означает увеличение их способности к ионизации. Полагают, что значительную роль при этом играют процессы сольватации молекулы растворителя, например, воды, окружая катион и анион, создают сольватные (гидратные — в случае воды) оболочки вокруг ионов и как бы растаскивают их. [c.57]

Рассмотрим теперь изменение потенциала ф в диффузной части двойного электрического слоя (принимая потенциал в объеме дисперсионной среды равным нулю). Теоретическое описание этой части двойного электрического слоя принадлежит Гун и Чепмену, сопоставившим энергию электростатического взаимодействия ионов с энергией их теплового движения. [c.180]

Молекула не имеет заряда, но поляризуется, так как при тесном сближении атомов разных элементов происходит некоторое смещение электронной плотности в ней и соответствующие участки молекулы приобретают отрицательный и положительный заряды, т. е. молекула становится диполем. Возникает дополнительная ионная составляющая межатомной связи, которая увеличивает прочность последней, притом не только на величину энергии электростатического взаимодействия данных зарядов, но еще и за счет повышения энергии самой ковалентной связи, эффективность которой возрастает благодаря уменьшению межатомного расстояния, обусловленному проявлением ионной составляющей связи. В результате этого потенциальная энергия данной электронноядерной системы снижается. [c.83]

При данной симметрии расстояние между лигандами пропорционально расстоянию центральный ион — лиганд. Поэтому несвязывающая (определяемая взаимным отталкиванием лигандов) энергия пропорциональна 1/(/ +/ ). Таким образом , оказывается, что суммарная энергия электростатических взаимодействий в комплексе равна (sp называется коэффициентом экранирования) [c.124]

В. М. Бердников, Г. А. Богданчиков, P.P. Догонадзе). Две частицы с радиусами и сближаются на расстояние А, при котором происходит частичное перекрывание их электронных оболочек ДОэл — энергия электростатического взаимодействия на этом расстоянии. Константа скорости переноса электрона [л/(моль-с)1 [c.150]

В водных растворах электролитов энергия теплового движения значительно превышает энергию электростатического притяжения противоположно заряженных ионов. Однако в неводных растворителях, для которых диэлектрическая проницаемость В значительно меньше, чем для воды, эти энергии соизмеримы, и поэтому наблюдается образование ионных пар. Ионные пары представляют собой ассоциаты, образованные за счет электростатического взаимодействия двух сольватированных противоположно зарял енных ионов. В случае симметричных электролитов, когда = г , ионные пары электрически нейтральны и, подобно нейтральным молекулам, не участвуют в процессе переноса электричества при электролизе. Энергия электростатического взаимодействия двух ионов, равная (г 2д)е / )г (где г— среднее расстояние между центрами сольватированных ионов), при каком-то значении г = называемом критическим расстоянием, равна наиболее вероятному значению энергии теплового дв-ижения 2/еТ [c.178]

Определим энергию электростатического взаимодействия одного выбранного иона с остальными. В первой координационной оболочке, как это видно из рис. XXII 1.4, находятся шесть ионов [c.500]

В работе совместно с Ю. А. Кругляком нами был предложен новый метод нахождения энергии и теплоты сольватации отдельных ионов. Этот метод основан на представлении о сольватации ионов как о процессе комплексообразования. Согласно этим представлениям, связь между молекулами растворителей и ионами осуществляется вследствие образования молекулярных орбит. При этом центральные атомы молекул растворителей (кислород, азот) являются донорадги неподеленных пар ялектронов, а ионы — их акцепторами, представляющими им свои вакантные орбиты. Число сольватации онределяется координационным числом, т. е. числом ближайших к заполненным вакантных орбит с близкими энергетическими уровнями. Первичная анергия сольватации представляет, следовательно, энергию комплексообразования, а вторичная — энергию электростатического взаимодействия комплекса с молекулами растворителей. [c.169]

Вспомним, что энергия электростатических взаимодействий между ионами убывает обратно пропорционально первой степени расстояния. В то же время энергия ван-дер-ваальсовых взаимодействий убывает обратно пропорционально шестой степени расстояния, а водородные связи вообще возникают лишь при прямом контакте между взаимодействующими частицами. Поэтому электростатические взаимодействия начинают проявляться на значительно больших расстояниях между частицами, чем любые другие виды нековалентных взаимодействий. Следовательно, они проявляются при существенно более низких концентрациях растворенного вещества, чем другие нековалентные взаимодействия. Поэтому в то время как коэффициенты активности незаряженных частиц часто можно считать близкими к единице для довольно концентрированных растворов, учет отклонений от законов идеальных растворов для ионов становится существенным при низких концентрациях. Этот учет для разбавленных растворов электролитов делается в теории Дебая — Гюккеля. Вывод основного уравнения этой теории довольно громоздок и в нашем курсе мы ограничимся лишь качественным рассмотрением вопроса. [c.234]

При уточнении структуры с использованием энергии кристаллической решетки (минимум энергии соответствует равновесному состоянию вещества) мы сталкиваемся е неявным заданием экспериментальных данных. Например, в выражение для энергии перекрытия входят две величины, которые функционально связаны с энергией электростатического взаимодействия и экспериментально определяемым пара ет-ром сжимаемости. То же справедливо и для других компонент полной энергии кристаллической решетки. Вид целевого функционала здесь более сложен по сравнению с метода1Ми, явно использующими экспериментальные данные, более трудоемким становится и его вычисление. [c.207]

Из 6 компонент энергии решетки наиболее трудоемким с вычислительной точки зрения является определение энергии электростатического взаимодействия (другое ее название -энергия Мадел тга), которая имеет вид [c.223]

Электростатический вклад в потенциальную энергию представляет собой энергию электростатического взаимодействия молекул с недеформироваиными электронными оболочками. Это взаимодействие может быть описано в рамках классической электростатистики. Оно возникает, если обе взаимодействующие молекулы обладают постоянными электрическими моментами (дипольным, квадрупольным, октупольным). Взаимодействие на больших расстояниях определяется дипольными моментами (диполь-дипольные взаимодействия) . При уменьшении расстояния между молекулами возрастает роль диполь-квадрупольных, квадруполь-квадрупольных и т. д. взаимодействий. Электростатическое взаимодействие на близких расстояниях следует рассчитывать непосредственно по закону Кулона, исходя из распределения зарядов (электронной плотности). [c.118]

Как показывают расчеты, наибольшими являются обменный (отталкивательный) и электростатический вклады, которые в сильной степени компенсируют друг друга. При этом энергия электростатических взаимодействий существенно отличается от чисто диполь-дипольной, и вклад взаимодействий высших моментов значителен, что обусловлено малым расстоянием между взаимодействующими молекулами. Заметный вклад в общую энергию дает член Епер. зар, обусловленный переносом заряда (перераспределение электронной плотности при образовании водородной связи приводит к уменьшению плотности, хотя и незначительному, на атоме водорода и увеличению ее на атоме V). По соотношению вкладов различных типов взаимодействий в общую энергию комплексы с водородной связью подобны обычным донорно-акцепторным комплексам. [c.125]

В соответствии с законом Кулона в вакуу ме энергия электростатического взаимодействия Е точечных электрическгк зарядов и ег равна [c.57]

Определим энергию электростатического взаимодействия одного выбранного иона с остальными. В первой координационной оболочке, как это видно из рис. XXIV.4, находятся шесть ионов противоположного знака. Энергия взаимодействия центрального иона с ними равна 6е 1й, где ё — период решетки. [c.635]