Ваи-дер-Ваальсовская связь

Соединения водорода кислотного или потенциально кислотного характера, например вода Н2О, два атома водорода которой являются акцепторами электронов, с подходящими донорами электронов образуют водородные связи А — Н...В. Последние длиннее ковалентных, но несколько короче ван-дер-ваальсовских связей между молекулами А — Н и В. По своей природе они близки до-норно-акцепторным связям, усиленным электростатическим взаимодействием А —Н+...В , -де В может быть О, Ы, Р, а также С1, 5 и некоторые другие элементы. Очень важной особенностью водородной связи является то, что она всегда служит продолжением по прямой линии связи А — Н. Это обусловлено тем, что неподеленные электроны атома В находятся на вытянутых гибридных орбиталях зр, 5р2, зр , донорно-акцепторное взаимодействие устанавливается при условии копланарности связи А — Ни орбитальной оси неподеленных электронов В. Таким образом, водородная связь — это строго направленная связь. Энергия водородной связи невелика, обычно всего 3—7 ккал/моль. Но в твердых веществах, а также в растворах одновременно образуется множество водородных связен. Вот почему водородные связи прочно соединяют молекулы и вообще отдельные части структуры твердого вещества. Правда, даже при небольшом нагревании эти непрочные связи распадаются, что мы наблюдаем, например, при таянии льда или свертывании белка при нагревании. [c.89]

Энергию решетки металлических кристаллов нельзя точно рассчитать такими простыми способами, применяемыми для расчетов энергии решетки кристаллов с чисто ионной или ван-дер-ваальсовской связью. Для металлов подобный расчет возможен только на основе квантовой механики. Приближенный метод расчета был предложен Габером. Предполагается, что металлический кристалл построен подобно ионному кристаллу из положительных, лишенных валентных электронов ионов, которые соответствуют катионам, и электронов (они соответствуют анионам). Допускается также, что заряженные частицы обоих знаков расположены в виде упорядоченной решетки. Хотя эта модель неправильно отображает структуру металла и специфические металлические свойства, так как электроны в действительности двигаются свободно и не могут локализоваться в узлах решетки, она все же дает разумное приближение при расчете энергии решетки. Определяя энергию решетки как работу, которая необходима для расщепления металла на катионы и электроны (т. е. работу, равную сумме теплоты сублимации и работы ионизации изолированных атомов металла), получим соотношение, аналогичное (5.14) [c.80]

Состав мельчайших частиц вещества — молекул-—сравнительно прост и подчиняется известным правилам стехиометрии, т. е. весовых отношений. Если молекулы соединяются друг с другом ван-дер-ваальсовскими связями, образуя твердое вещество, в которое все они входят целиком (и существующие в молекулах межатомные связи не разрываются), то состав этого вещества есть сумма составов всех молекул, вошедших в его структуру, и также подчиняется правилам стехиометрии. [c.5]

Таким образом, существует два взаимодействующих, но не просто складывающихся, а противоборствующих структурообразующих фактора направленные ковалентные связи и ненаправленные ионные, металлические и ван-дер-ваальсовские связи. Если отвердевание вещества идет путем только межмолекулярного взаимодействия, образуются кристаллические вещества, состав которых подчиняется правилам стехиометрии. Но если одновременно с отвердеванием протекают еще и химические реакции, состав твердого вещества, естественно, становится более сложным. В тех случаях, когда удается его установить с достаточной точностью. [c.6]

Существует два основных типа химических соединений молекулярные и атомные соединения. Соединения промежуточного типа — атомно-молекулярные. Если твердое тело представляет собой образец соединения первого типа, то оно построено из молекул, связанных ван-дер-ваальсовскими связями если оно —образец соединения второго типа, то все его структурные единицы связаны между собой межатомными связями. В этом случае данное твердое тело представляет собой макромолекулу. [c.15]

Как мы уже отмечали, тип строения вещества определяется прежде всего тем, какие связи соединяют его структурные единицы,—межмолекулярные или межатомные. Мы рассматриваем в этой главе молекулярные соединения, построенные из структурных единиц, связанных сравнительно слабыми межмолекулярными связями, включая в определенных случаях водородные связи. Благодаря этому в твердом состоянии все они -имеют кристаллическую структуру. Твердые молекулярные соединения, построенные из молекул, связанных ван-дер-ваальсовскими связями, называются молекулярными кристаллами. В молекулярных твердых растворах в структуру молекулярных кристаллов входят разные молекулы. Заметим, что с химической точки зрения твердые молекулярные растворы — это молекулярные соединения. [c.20]

Следует помнить, что нет отдельной ионной или ковалентной связи, есть ионная составляющая химической связи. Степень ион-ности межатомной связи определяет возможность образования молекул в данных условиях, а также то, ограничится ли их взаимодействие при отвердевании вещества только установлением ван-дер-ваальсовских связей между ними, или же молекулы перестанут существовать как самостоятельные структурные единицы. Действительно, появление даже слабой ионной составляющей межатомной связи часто увеличивает ее прочность как раз настолько, насколько это необходимо, чтобы образующаяся молекула могла выстоять под ударами теплового движения, разбрасывающего атомы в разные стороны, и чтобы они не соединились друг с другом в каком-нибудь другом порядке. Полярные молекулы, в которых преобладает ковалентная составляющая межатомной связи (такие, как молекулы воды, толуола), при переходе вещества в твердое состояние сохраняют свою целостность и служат структурными единицами, из которых строятся молекулярные кристаллы. При этом они вступают в межмолекулярное электростатическое взаимодействие друг с другом, от которого в значительной мере зависят строение и многие свойства соответствующего твердого вещества, в частности температура плавления, растворимость. [c.83]

Так как водородные связи тем не менее прочнее других межмолекулярных связей, то отвердевание веществ, молекулы которых могут образовывать водородные связи, идет не по пути обычной кристаллизации. Вмешательство водородных связей, которые возникают прежде более слабых ван-дер-ваальсовских связей, направляет процесс отвердевания не в сторону образования простейших наиболее плотно сложенных структур, как при простой кристаллизации, а, напротив, в сторону синтеза разуплотненных структур каркасного типа, таких, например, как соединения включения. [c.89]

Водородная связь отличается исключительным сочетанием свойств — прежде всего сравнительно небольшой прочностью, меньшей, чем для типичных химических связей, но несколько большей, чем для ван-дер-ваальсовских связей, и направленностью. В ходе эволюции материи в земных условиях это сделало водородную связь основой механизма структурирования на надмолекулярном уровне и воспроизведения по соответствующим шаблонам сложнейших молекул, который безотказно и достаточно быстро дей- ствует в организмах при свойственных им невысоких температурах. Широко известные спиральные структуры белков, РНК и ДНК приобретают свою сложную, несимметричную конфигурацию благодаря водородным связям и легко перестраиваются в процессе жизнедеятельности организмов только потому, что система водородных связей, так же как застежка, называемая молнией, прочна, но легко разъединяется связь за связью, не требуя больших затрат энергии. И так же легко смыкается вновь. Подчеркнем, что в основе механизма редупликации молекул в организмах лежит строгая направленность водородных связей. [c.90]

Зонная структура энергетического спектра, как мы видели выше, отражает ту особенность природы атомных кристаллов (металлов, полупроводников и изоляторов), что в них существует непрерывный трехмерный каркас межатомных связей и свойственное кристаллическому веществу периодическое поле. Электронный энергетический спектр молекулярных кристаллов, построенных из отдельных нульмерных молекул, соединенных ван-дер-ваальсовскими связями, не имеет обычной зонной структуры, а представляет собой совокупность до некоторой степени искаженных в результате слабого обменного взаимодействия молекул молекулярных энергетических спектров, состоящих из дискретных энергетических уровней. Кристаллы цепочечной, сетчатой и каркасной структуры, в том числе разнообразные соединения включения, мы рассматриваем как разновидности молекулярных кристаллов, построенных, соответственно, из одно-, двух- и трехмерных молекул или из их комбинаций. Их энергетические спект- [c.118]

Слово радиусы в настояш ем разделе поставлено в кавычки, так как атомы, связанные, например в молекуле СЬ, ковалентной связью, расположены друг от друга на минимальном расстоянии 2г (рис. 222). Из-за строгой направленности ковалентной связи размер атома по всем другим направлениям превышает это минимальное расстояние. В этих направлениях у него уже нет ковалентной связи, и его взаимодействие характеризуется ван-дер-ваальсовской сферой с определенным радиусом Н (поскольку ван-дер-ваальсовская связь является связью ненаправленной). Понятие о ван-дер-ваальсовских связях будет дано в последующем. [c.182]

Усиливающее действие наполнителей снижается с увеличением степени полимеризации смол и с увеличением сил когезии, а также при замене межмолекулярных (ван-дер-ваальсовских) связей химическими, валентными. [c.135]

На рис. 48, в приведена схема, отражающая возникновение вандер-ваальсовской связи (в) в бинарной системе. Как видно из этой схемы, здесь имеется большая область нулевой электронной плотности- [c.152]

Ванд-дер-ваальсовская связь и недействительность правил валентности. Согласно определению при ван-дер-ваальсовской связи ЧС = 0. При этом по существу мы имеем дело с неполярными силами, исходящими из частиц или конфигураций их, ЧС (или валентности) которых необходимо считать взаимно насыщенными. [c.193]

На поверхности паяемого металла при его взаимодействии с газовой средой, а также с органическими или неорганическими материалами — красками, жировыми смазками, пылью, грязью — образуются адсорбированные слои с ван-дер-ваальсовской связью, хемосорбционные слои с ковалентной связью и оксиды, преимущественно с ионной валентной связью. Все эти прослойки слабо связаны с поверхностью металла и плохо или вообще не смачиваются жидкими припоями. Поэтому для обеспечения физического контакта паяемого металла с жидким припоем такие неметаллические прослойки должны быть тщательно удалены с паяемой поверхности. [c.137]

Теория Айермана позволила объяснить падение теплопроводности у аморфных полимеров выше Тд. Известно, что у аморфных полимеров выше Тд существенно повышается тепловое расширение и возрастает свободный объем. Это приводит к увеличению среднего расстояния между соседними цепями, а следовательно, к уменьшению упругих постоянных, обусловленных межмолекуляр-ным взаимодействием. Тепловое сопротивление при этом возрастает, а теплопроводность снижается. Так как теплопроводность аморфных полимеров в первую очередь зависит от ван-дер-ваальсовских связей, то, как было показано в работе [26], между изменением температурного коэффициента теплопроводности и изменением термического коэффициента объемного расширения при Тд существует тесная связь [c.151]

Подчеркнем еще раз, что в чистом виде отвердевание, т. е. процесс фазового превращения вещества, наблюдается только в тех случаях, когда имеет место лишь одно межмолекулярное взаимодействие, существующие межатомные связи не разрываются и новые химические связи не образуются. Ненаправленность ван-дер-ваальсовских межмолекулярных связей предопределяет при этом плотнейшую укладку данных молекул или макромолекул, образование кристаллической структуры. Понятно, что при отвердевании ионных веществ и металлов благодаря ненаправленности ионной и металлической связей получается тот же результат, хотя в данном случае действуют не только межмолекулярные, но и межатомные связи. [c.6]

В структуре гидратов газов наряду с водородными связями существенную роль играют связи ван-дер-ваальсовского типа, которые возникают между молекулами газов, в том числе одноатомными молекулами аргона, неона и ксенона, и молекулами воды. Гидраты газов имеют кубическую структуру двух типов тип I — элементарная ячейка состоит из 46 молекул воды, 6 больших и 2 малых полостей типа II — в элементарной ячейке находится 136 молекул воды, 8 больших и 16 малых полостей. Таким образом, в структуре тех и других гидратов в образовании полостей принимает участие значительно большее число молекул, чем в структуре льда. Поэтому полости получаются сравнительно большие [c.26]

Данные вещества, в принципе, отличаются по своей природе от тех аддуктов слоистой структуры, которые мы рассматривали в предыдущей главе. Они также состоят из слоев разных веществ, однако связанных друг с другом не ван-дср-ваальсовскими, а межатомными связями. Обратим внимание на то, что это уже не твердые растворы — изоморфные смеси, хотя они и построены из изоморфных веществ, а новые твердые атомные соединения со своими характерными свойствами, которые присущи всему данному соединению, а не отдельным его слоям. Это относится, например, к электрофизическим свойствам, которые зависят и от состава и от взаимного расположения контактирующих слоев. [c.46]

Крупп [468] оценивал величину 2о в 0,4 мкм, что соответствует постоянной кристаллической решетки для кристаллов с Ван-дер-Ваальсовскими связями, что подтверждено экспериментально. Крупп [467] подчеркивает также, что практически Д не является просто микроскопическим радиусом , а представляет собой функцию шероховатости поверхности, поскольку оба тела соприкасаются на выступающих участках шероховатой поверхности. Шпер-линг [787] дает статистическую модель этого явления, основываясь на данных электронной микроскопии. [c.333]

Молекулы некоторых веществ, помимо ненаправленных ван-дер-ваальсовских связей, могут соединяться также водородными связями, которые обладают определенной направленностьто в пространстве и являются связями промел уточного типа между межмолекулярными и межатомными связями. Это приводит к очень существенному осложнению процесса отвердевания молекулы соединяются в зависимости от количества водородных связей, приходящихся на одну молекулу, в цепи, сетки или пространственные каркасы, что исключает плотнейшую упаковку молекул, но не кристаллизацию вещества. Получаются более рыхлые структуры, чем при кристаллизации под действием только ненаправленных связей. Если при этом присутствуют подходящие по величине посторонние молекулы, то они включаются в структуру, размещаясь между цепями, сетками или в полостях каркаса, и образуются соединения включения (см. ниже), которые имеют довольно высокую плотность. [c.21]

Ненаправленность ван-дер-ваальсовских связей, действующих между молекулами — структурными единицами в молекулярных кристаллах,— во всех случаях позволяет молекулам располагаться плотнейшим образом. Как заметил А. И. Китайгородский, выступы одной молекулы так точно попадают во впадины соседних молекул, что между ними остаются лишь самые небольшие зазоры (рис. 2). Координационные числа для многих молекулярных кристаллов равны 12, координационное число гексаме-тилентетрамина К4(СН2)б И, координационное число молекулярных кристаллов мочевины 10. Структура молекулярных кристаллов устойчива в тех случаях, когда молекулы не накладываются друг на друга, но имеют максимальное количество точек соприкосновения. [c.22]

Очень распространены молекулярные сорбционные соединения. Поверхность всех твердых тел в той или иной мере покрыта сорбированными молекулами, которые связаны с твердым веществом ван-дер-ваальсовскими связями. Таким образом, любое твердое тело, находящееся в газовой или жидкостной среде, представляет собой молекулярное сорбционное соединение. М. М. Дубинин указал, что сорбция на непористых, грубопористых и микропористых телах сильно различается. В то время как на открытой поверхности твердых тел и на поверхности сравнительно крупных пор в зависимости от условий наблюдается последовательная мономоле-кулярная или полимолекулярная сорбция под действием односторонних межмолекулярных сил, в микропорах, размер которых [c.36]

Сетки связаны между собой ван-дер-ваальсовскими связями. Примером подобных структур являются структуры многих дэпитов, в частности гидросиликатных. Гидросиликатные слои, осаждаемые в процессе ДЭП, располагаются на поверхности силикагеля или оводненного кварца так, что почти не мешают растворению матрицы (см. гл. XV). А это возможно только в том случае, если гидросиликатные слои не лежат на матрице одни на других, а вырастают на ней ребром. Растворитель при этом почти без помех проникает к матрице между слоями, расстояние между [c.252]

Ван-дер-ваальсовская связь, как связь ненаправленная, сходна в этом отношен11и с металлической. Поэтому точечный дефект молекулярного кристалла (пропущенная молекула) сходен с аналогичным дефектом металлического кристалла. Однако здесь возможны дефекты, связанные с неправильным положением крупных молекул весьма сложной формы. На рис. 260, а показана полностью упо- [c.257]

В ориентированных аморфных полимерах теплопроводность в направлении оси ориентации существенно больше, чем в перпендикулярном направлении. Теория Айермана [26—28] позволяет объяснить это явление. При ориентации полимерных цепей связи, обусловленные главной валентностью и обладающие малым тепловым сопротивлением, располагаются вдоль направления ориентации, а ван-дер-ваальсовские связи, обладающие большим тепловым сопротивлением, — перпендикулярно ему. Из модели, предложенной в работах [26, 27], следует соотношение [c.152]

Что же хфедставляет собой теллурид висмута Этот материал состоит из тяжелых атомов (особенно атомы висмута). В этом отношении он перспективен. Его структура состоит из слоев, расположенных параллельно, как пластинки слюды (рис. 2). Атомы каждого слоя одинаковые и образуют плоскую гексагональную решетку (рис. 3). Как видно из рис. 2, пять соседних слоев объединены в квинтет, в котором слои атомов висмута и теллура чередуются. В квинтете атомы связаны сильными ковалентными связями с небольшой долей ионно-сти. Ионная компонента обусловлена разной валентностью теллура и висмута 6-валентный теллур отдает электроны 5-валентному висмуту, поэтому слои висмута заряжены отрицательно, а слои теллура -положительно. Граничащие между собой внешние слои квинтетов связаны слабыми ван-дер-ваальсовскими связями, поэтому кристаллы теллурида висмута легко раскалываются по границам квинтетов, образующих плоскости спайности. Смешанная химическая связь в тел-луриде висмута благоприятна для получения высокой термоэлектрической эффективности. [c.42]

Из четырех основных видов межатомных связей — ван-дер-ваальсов-ской, металлической, ковалентной и ионной — подробно будут рассмотрены только две последние. Ван-дер-ваальсовская связь обусловливает слабое притяжен е между атомами с устойчивой электронной конфигурацией и не имеет значения при рассмотрении химических реакций, но является причиной сцепления молекул в молекулярных кристаллах. [c.56]

Отождествление Ниггли типа связи у аммиака в комплексе-с ван-дер-ваальсовской связью также является неверным. [c.7]

Аналогично смешанным кристаллам замещения и смешанные кристаллы внедрения могут быть упорядоченными и неупорядоченными. Подобные явления наблюдаются, между прочим, в некоторых водаых силикатах, цеолитах. В широкопористом носителе структуры, анионе алюмосиликата решетчатого типа, внедрены валентные катионы и связанные ван-дер-ваальсовскими связями молекулы НаО. Последние могут без распада структуры замещаться (обмениваться) иа другие молекулы, полностью вытесняться и шювь восприниматься при высокой упругости водяного пара. Таким образом, кристалл очень хорошо приспосабливается к внешней среде и может вступить с нею в обменную реакцию (обмен вещества) без распада. У цеолитов эта изменчивость возрастает еще потому, что и внедренные катионы могут быть обменены (катионный обмен). В отдельных группах изменчивость повышается еще оттого, что Наряду с катионами в кристаллический алюмосиликатный анион могут внедряться островоподобные анионные радикалы, как С1, СОз, 8 4 и т. д., что приводит и к увеличению числа катионов. Это обстоятельство повышает устойчивость широкопористых, высокосимметрических тетраэдрических скелетов. При этом наблюдается [c.280]

Встолбце УПтабл. 1 представлены неорганические молекулярные соединения. К ним принадлежат все те кристаллические соединения, где структурные единицы держатся силами ван-дер-ваальсовской связи (следовательно, сюда входят и благородные газы). Число их не-велико(48), так что статистический расчет был бы неоправданным. Для тетраэдрических молекул АВ должны преобладать кубические ПГ. [c.348]

По поведению при нагреве и охлаждении полимерные связующие принято разде.оять на термопластичные и термореактивные. Свойства термопластичных полимерных связуюпщх позволяют получать изделия из них литьем под давлением, экструзией, напылением и широко использовать при их изготовлении автоматизированное оборудование. Макромолекулы термопластичных полимеров имеют линейное строение и получаются из мономеров, имеющих по две функциональные группы, которые присоединяются друг к другу прочными ковалентными связями. Между собой макромолеку-лярные цепи связаны слабыми ван-дер-ваальсовскими силами. [c.74]

При образовании молекулярных кристаллов в условиях низких температур, исключающих межатомные взаимодействия, процесс отвердевания наблюдается в чистом виде. Молекулы без сколько-нибудь существенных изменений входят в кристаллическую структуру, связанные между собой только слабыми ненаправленными межмолекулярными связями. Именно поэтому молекулярные кристаллы имеют настолько плотную упаковку, насколько позволяет конфигурация молекул. Заметим, что с химической точки зрения и этот, казалось бы, чисто физический процесс цред-ставляет собой процесс синтеза, так как его продуктом является твердое молекулярное соединение — новое вещество, образующееся из молекул исходных веществ. Чисто межмолекулярные взаимодействия представляет собой кристаллизация неона, аргона, криптона, ксенона и радона. Хотя их кристаллы состоят из атомов, тем не менее это настоящие молекулярные кристаллы образующие их молекулы одноатомны. Понятно, что между такими молекулами не может быть никакого другого взаимодействия, кроме ван-дер-ваальсовского. [c.21]

Соединения включения образуются двумя или несколькими разными веществами, когда молекулы одних веществ играют роль хозяина , а других — роль гостей . Последние размещаются между молекулами или макромолекулами вещества-хозяина в полостях, между слоями, или в каналах структуры. Такая структура возникает в процессе образования соединения включения путем связывания молекул вещества-хозяина нодородными связями или уже существует в готовом виде, например в полимерах. Молекулы-гости располагаются в полостях вещества-хозяина не свободнее, но и не теснее, чем позволяют ван-дер-ваальсовские радиусы. Они попадают в окружение такого большого числа молекул основного вещества-хозяина, что энергия их связи достигает сравнительно большой величины, а именно 5—10 ккал/моль, повышаясь в отдельных случаях до 20 ккал/моль. Сосредоточение ван-дер-ваальсовских и водородных связей в структуре твердого вещества, повышение их роли до роли основного структурообразующего фактора— явление очень распространенное в области твердых веществ, многие из которых представляют собой молекулярные соединения— аддукты того или иного вида. Заметим, что соединений включения не образуют ни ионные соединения, в частности соли, ни металлы, в структуре которых преобладают ненаправленные связи. [c.24]

Для слоистых соединений включения, так же как для аддуктов цепочечного строения, очень характерно набухание по мере внедрения молекул примеси в пространство между слоями, связанными слабыми ван-дер-ваальсовскими или водородными связями. Это явление наблюдается при поглощении различных веществ слюдой, вермикулитом и монтмориллонитом. Например, длинные молекулы углеводородов и их производных, располагаясь между слоями монтомориллонита, раздвигают их (рис. 8), что и обусловливает набухание монтмориллонита. [c.34]

Мы видим, что аморфные вещества не являются разупорядо-ченными кристаллическими веществами. И, таким образом, кристаллическая модель не может отражать природу аморфных веществ, так же как кристаллическая решетка не может содержать никакой информации о структуре аморфных веществ. Кристаллическая модель твердого вещества не отражает существования направленной составляющей связи, соединяющей структурные единицы твердого вещества. Между тем давно известно, что природа кристаллов определяется в конечном счете именно этим фактором. В самом деле, тип кристаллической структуры определяется характером межатомной связи и кристаллические структуры издавна классифицируются по типу связи ковалентной, водородной или ионной, металлической, молекулярной — ван-дер-ваальсовской. При этом различают координационные, каркасные, слоистые, цепочные и островные структуры. [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология