Диполь энергия взаимодействия

В молекуле, в которой заряды Zp, разделены расстоянием d, образуется диполь с моментом цу = Zed. Энергия взаимодействия единичного заряда с диполем при I d выражается формулой [c.34]

При минимальной энергии взаимодействия наблюдается физическая адсорбция. В основе ее лежит диполь-дипольное взаимодействие Ван-дер-Ваальса молекула сорбата и сорбирующая поверхность поляризуют друг друга, и взаимодействие между индуцированными диполями порождает теплоту адсорбции. Ее величина обычно не превышает 0,015—0,03 аДж. При обменном взаимодействии электронов твердого тела с частицей сорбата, когда энергия связи составляет около 0,15 аДж, связь имеет химическую природу, и такая адсорбция именуется хемосорбцией [206]. [c.182]

Переходное состояние, возникающее из двух полярных частиц, можно рассматривать и по-другому, а именно как два взаимодействующих диполя. Энергия взаимодействия ф двух диполей с дипольными моментами цд и цв зависит от расстояния между ними г, диэлектрической проницаемости среды е и взаимной ориентации диполей [c.219]

Постоянный дипольный мо мент [1 одной молекулы может индуцировать дипольный момент в соседней молекуле. Индуцированный дипольный момент всегда направлен в сторону индуцирующего диполя. Таким образо М, между двумя молекулами возникает притяжение, сила которого не зависит от температуры. Индуцированный дипольный момент тем больше, чем выше поляризуемость а неполярной молекулы, испытывающей влияние постоянного диполя. Энергия взаимодействия, усредненная по всем возможным ориентациям постоянного диполя, описывается уравнением [32] [c.33]

При классическом подходе электронные системы молекул О и А можно аппроксимировать механическими осцилляторами, которые способны колебаться с общей частотой V. Колеблющиеся электрические заряды молекул В и А будут взаимодействовать друг с другом как два диполя. Энергия взаимодействия двух диполей обратно пропорциональна третьей степени расстояния между центрами диполей [7, 8]. Когда молекула А оказывается вблизи молекулы В, имеется определенная вероятность того, что, прежде чем [c.117]

Теория взаимодействия полярных молекул была разработана Дебаем и получила развитие в работах Б. В. Ильина и В. В. Тарасова. Противоположная взаимная ориентация молекул, приводящая к притяжению между молекулами, отвечает более устойчивому состоянию, поэтому такие сочетания их преобладают, и притяжение преобладает над отталкиванием. Можно показать, что энергия взаимодействия двух диполей прямо пропорциональна произведению их дипольных моментов и обратно пропорциональна третьей степеии расстояния между ними. При низких температурах эта энергия [c.87]

В табл. 18-1 сравниваются теплоты и энтропии испарения ряда распространенных жидкостей. Прежде всего можно заметить, что энтропии испарения всех жидкостей приблизительно одинаковы. Неупорядоченность, вносимая в систему из 6,022 -10 молекул, находящихся в тесном контакте в жидкости, когда их разъединяют при образовании пара из жидкости, сравнительно мало зависит от природы этих молекул. Это обобщение известно под названием правила Трутона, по имени ученого, который установил его эмпирически в XIX в. Наиболее высокие молярные энтропии испарения, превышающие молярные энтропии других веществ на 10-20 энтр. ед., имеют метанол, этанол и вода. Повышенные энтропии испарения этих веществ объясняются тем, что их полярные молекулы удерживаются в жидкости друг возле друга силами диполь-дипольного взаимодействия и водородными связями. Повышенная степень упорядоченности жидкости означает, что для образования из нее газа требуется внести несколько большую неупорядоченность. Поскольку для разъединения взаимодействующих молекул такой жидкости требуется больше энергии, теплота ис- [c.123]

Наконец, для наведенного диполя с моментом цу = аЕ потенциальная энергия взаимодействия с ионом заряда Z составляет [c.34]

Молекулы, попав в поле соседних частиц (молекул, атомов, >онов), поляризуются, в них возникает индуцированный дипольный момент. Взаимодействие индуцированных диполей тем значительнее, чем легче деформируется молекула. Энергия взаимодействия таких молекул возрастает с увеличением р, и быстро уменьшается с ростом г, но от температуры ие зависит, так как Наведение диполей происходит при любом пространственном расположении молекул. Теория (Дебай, 1920 г.) дает для энергии индукционного взаимодействия двух одинаковых полярных молекул следующее соотношение [c.136]

Формулы (41.1)—(41.3) пригодны для расчета энергии в молекулярных кристаллах, где положение молекул фиксировано ((/ор кТ). В газах и жидкостях, в растворах и на поверхности (адсорбция) тепловое движение расстраивает ориентацию молекул (б/ р <к кТ). Усредняя энергию взаимодействия по всем возможным ориентациям с учетом теплового движения, получаем формулу для молекул с одинаковыми диполями [c.133]

Энергия индукционного взаимодействия, как и ориентационного, убывает пропорционально шестой степени расстояния, но индукционное взаимодействие не зависит от температуры, так как ориентация наведенного диполя не может быть произвольной, она определяется направлением постоянного диполя. Энергия / дд тем значительнее, чем выше поляризуемость неполярной молекулы и дипольный момент полярной молекулы. Индукционное взаимодействие наблюдается при образовании гидратов благородных газов, при растворении полярных веществ в неполярных жидкостях и существенно только для молекул со значительной поляризуемостью. К ним в первую очередь относятся молекулы с сопряженными связями. [c.133]

Испарившиеся п молекул воды реагируют в газовой фазе с ионом, образуя гидратированный ион с радиусом при этом выделяется энергия у. Она слагается из З Нвргии взаимодействия диполей с ионом, энергии притяжения и отталкивания диполей, энергии наведения индуцированных диполей и, наконец, борновской энергии отталкивания. [c.59]

Индукционное взаимодействие сзя.зано с поляризацией неполярных молекул иод действием окружающих электрических диполей. Энергия индукционного взаимодействия в 10—20 раз меньше энергии ориентационного. [c.64]

Взаимодействие диполя первой молекулы, индуцированного квадруполем второй молекулы, в зависимости от расстояния также изменяется как однако о квадрупольной поляризуемости молекул известно так немного, что вряд ли имеет смысл приводить здесь соответствующее выражение. Несомненно существуют взаимодействия, обусловленные моментами более высокого порядка, когда энергия взаимодействия уменьшается с расстоянием быстрее, чем энергия рассмотренных выше взаимодействий. Однако имеется незначительное количество данных о коэффициентах, входящих в соответствующие выражения, и здесь они не приводятся. [c.198]

Рассмотрим заряженное электронное облако сферического атома, заданное средним по времени движением его электронов вокруг ядра. Усредненное движение электронов вокруг ядра сферически симметрично, однако в любой момент времени в какой-то области может произойти кратковременное скопление отрицательных зарядов, в результате чего образуется мгновенный дипольный момент атома. Этот мгновенный диполь индуцирует соответствующие дипольные моменты в соседних атомах, между которыми и происходит мгновенное взаимодействие. Мгновенный диполь любого атома при усреднении по времени обращается в нуль, а средняя энергия взаимодействия отлична от нуля, так как мгновенные и индуцируемые диполи находятся в одной фазе, или, другими словами, связаны друг с другом. Средняя энергия взаимодействия мгновенных диполей уменьшается с расстоянием по закону т. е. так же, как и энергия, обусловленная взаимодействием постоянного и индуцированного диполей в соответст- [c.199]

ВИИ с уравнением (4.73). Аналогично можно рассмотреть моменты более высокого порядка. В соответствии с этим последующие члены в уравнении для энергии рассеяния будут представлять собой взаимодействия мгновенного диполя с индуцированным квадруполем и мгновенного квадруполя с индуцированным диполем, энергия которых убывает как Полное выражение для энергии дисперсионного взаимодействия может быть записано в виде ряда по обратным степеням [c.200]

При низких значениях напряженности поля энергия взаимодействия может увеличиваться за счет деформации в эллипсоиды вязких оболочек из ПВС и взаимной поляризации диполей на близких расстояниях [25, 31]. Со временем в дисперсионной среде накапливаются ионы А1 , которые могут снижать потенциальный барьер вследствие сжатия двойного слоя или нейтрализации адсорбционного заряда. [c.106]

Взаимодействие постоянных диполей, которые имеют большое значение в молекулах с большим дипольным моментом. Энергия взаимодействия двух диполей прямо пропорциональна произведению их дипольных моментов и обратно пропорциональна третьей степени расстояния между ними. Эта энергия ориентационного взаимодействия падает с повышением температуры. [c.157]

На расстоянии 2,5 KU r) = 20,4 ккал/молъ, и пренебрегая взаимодействием молекул воды, которое достаточно мало, можно подсчитать энергию гидратации одновалентного иона в газовой фазе шестью молекулами воды. На расстоянии около 2,5 А эта величина оказывается равной 122 ккал/моль. Энергии этих взаимодействий того же порядка, что и теплоты большинства химических реакций. Поэтому такого рода сольваты следовало бы относить к числу комплексных ионов, а не агрегатов частиц, довольно слабо связанных между собой . Энергию взаимодействия между двумя диполями можно подсчитать, исходя из уравнения (XV.6.5). Если расстояние г измеряется вдоль линии центров диполей и 0 — азимутальной угол между каждым из диполей и линией центров, то энергия взаимодействия равна [c.445]

Ответ. Температура перехода в вязкотекучее состояние обусловлена интенсивностью внутри- и межмолекулярного взаимодействия в полимере. Макромолекулы поливинилового спирта агрегируются с образованием интенсивных (до 40 кДж/моль) водородных связей. Межмолекулярное взаимодействие в полиакрилонитриле определяется преимущественно диполь-дипольным взаимодействием между С>4-группами, энергия которого значительно меньше (до 20-25 кДж/моль). Поэтому для перевода первого полимера в вязкотекучее состояние требуется нагрев до более высокой температуры. [c.133]

Притяжение дипольной молекулы, адсорбированной на поверхности металла или другой проводящей поверхности (например, на поверхности угля), может быть описано при использовании силы изображения. Если диполь ориентирован перпендикулярно поверхности, то энергия взаимодействия дается выражением [c.38]

При ориентации диполя параллельно поверхности энергия взаимодействия равна [c.39]

При минимальной энергии взаимодействия наблюдается физическая адсорбция, обусловленная диполь-дипольными взаимодействиями Ван-дер-Ваальса. При обменном взаимодействии электронов твердого тела с частицами сорбата образуются химические связи (хемосорбция). При хемосорбции теплота сорбции примерно на порядок больше, чем при физической адсорбции. Если энергия адсорбции сравнима по величине с энергией связей или молекулярной поверхностной энергией твердого тела, то поверхность металла при хемосорбции подвергается структурной перестройке (модификации). [c.46]

Энергия индукционного взаимодействия убывает при увеличении расстояния между молекулами и пропорциональна шестой степени величины этого расстояния. Ориентация наведенного диполя не зависит от температуры системы, а определяется лишь направлением постоянного диполя. Индукционное взаимодействие неаддитивно в отношении понижения суммарной энергии системы. [c.95]

Дисперсионные силы (силы Лондона) — единственный источник энергии взаимодействия при растворении неполярных соединений в неполярных же растворителях, хотя они проявляются и в других случаях растворения. Обусловлены эти силы тем, что неполярные молекулы обладают виртуальными диполями, индуцирующими у других неполярных молекул диполи такого же рода. [c.170]

Эта величина не меньше энергии, рассчитанной для диполь-диполь-ного взаимодействия . Индуцированный дииоль около 1 дебая. Хотя взаимодействия ион — молекула могут и не отличаться ио величине от ион-дипольного взаимодействия, но они гораздо сильнее уменьшаются с увеличением расстояния между ионом и молекулой, а потому не могут рассматриваться как силы, действующие на большом расстоянии. Важно также отметить, что поляризация всегда вносит некоторый вклад в общее взаимодействие между частицами. Взаимодействие между ближайшими частицами только за счет эффекта поляризации может составлять несколько килокалорий. [c.446]

Ориентационные силы определяются взаимодействием постоянных зарядов, В простейшем случае двух ди-иольных молекул с учетом статистического усреднения ориентаций диполей энергия взаимодействия оиисыва-ется выражением [c.343]

Природу Электр акинетических сил можно понять из рассмотрения двух атомов гелия, расположенных достаточно далеко друг от друга, чтобы можно было не учитывать электронный обмен. Одни атомы притягивают другие, хотя Tie имеют постоянного дипольного или квадрупольного моментов. Ядро и каллдый электрон одного атома взаимодействуют отдельно с ядром и каждым электроном другого при этом движение электронов изменяется так, что суммарная энергия взаимодействия становится минимальной. Так, если представить, что атомы расположены справа и слева одип от другого, то, когда электроны одного атома будут двигаться к правой стороне данного атома, электроны другого атома будут, вероятнее всего, находиться в правой стороне, а не в левой когда электроны одного атома будут двигаться к левой стороне, электроны другого атома будут стремиться влево. В результате этого наблюдается притяжение. По существу, это представляет собой притяжение флуктуирующих взаимно ипдуцировантплх диполей, энергия взаимодействия которых меняется с расстоянием обратно пропорционально г . Это только главный член ряда электрокинетических взаимодействий должны существовать силы притяжения еще более близкого действия, энергии взаимодействия которых меняются обратно пропорционально г, и т. д. [c.39]

В теории молекулярных силовых полей учитывается все мно-гообразне взаимодействий, включая диполь-дипольное, квадру-иоль-квадруполь[1ое и диполь-квадрупольное. Исследованиями в этой области было показано, что растворители, обладающие близкими по величине силовыми полями, взаимно растворимы. Распределение по величине силовых полей различных растворителей приводит к петле Семенченко, на одной ветви которой укладываются слабые взаимодействия, на другой ветви — сильные. В качестве критерия, определяющего энергию взаимодействия, предлагается использовать диэлектрическую проницаемость, плотность энергии когезии. Введено понятие об обобщенных моментах, эффективном заряде и эффективном радиусе. Несмотря на то что теория молекулярных силовых полей достаточно строго описывает механизм взаимодействия молекул в растворе, пользоваться ею для расчета систем практически невозможно [59, 60], поскольку математический аппарат не обеспечен исходными данными в справочной литературе. [c.213]

Адсорбция дифильных молекул, вероятно, сказывается различным образом на зависимости энергии пленки от ее толщины h. При больших толщйнах диполь-дипольное взаимодействие молекул должно приводить к увеличению глубины вторичного минимума i/a min. При малых значениях h, сравнимых с удвоенным размером молекул ПАВ, следует ожидать противоположного влияния адсорбционных слоев на утончение пленки, поскольку последнее связано с необходимостью переориентации диполей на одной из границ раздела фаз. Возможность заметного изменения молекулярной компоненты расклинивающего давления при адсорбции ПАВ на межфазных поверхностях подтверждается результатами расчетов, выполненных уже сравнительно давно [551] в соответствии с микроскопической теорией молекулярного взаимодействия конденсированных сред и, более строго, в работе [550] на основе макроскопической теории. Такие изменения особенно значительны при значениях h порядка нескольких нанометров. [c.209]

Полярные растворители растворяют полярные молекулярные вещества благодаря диполь-дипольному взаимодействию. Энергия, высвобождаемая при образовании диполь-дипольных связей между полярными молекулами растворителя и растворенного вещества, достаточна для разрыва межмолекулярных связей в молекулярных кристаллах (рис. 14-21). Например, лед растворим в жидком аммиаке, но не в бензоле потому, что NH3-полярная молекула, а gHj-неполярная. [c.623]

Ароматические углеводороды масляных фракций растворяются как в парафино-нафтеновых углеводородах, так и в полярном растворителе, за счет действия однотипных дисперсионных сил. В последнем случае при контакте с неполярной частью молекул растворителя ароматические углеводороды растворяются в нем вследствие дисперсионного притяжения при соприкосновении с функциональной группой в молекулах этих углеводородов индуцируется дипольный момент и растворение происходит в результате ориентации диполей. Следовательно, преимущественное растворение ароматических углеводородов в шолярном растворителе объясняется большей энергией притяжения диполей по сравнению с энергией взаимодействия неполярных соединений и, кроме того, наличием дисперсионных сил между неполярной частью молекул распворителя и молекулами этих углеводородов. В связи с вышеизложенным растворимость ароматических углеводородов в полярных растворителях при прочих равных условиях уменьшается по мере увеличения длины боковых цепей и усложнения их структуры (рис. 6), так как при этом затрудняются индуцирование в их молекулах дипольного момента и ассоциация с молекулами растворителя [5]. В этом случае растворение является в основном следствием дисперсионного взаимодействия молекул. Повышение степени цикличности ароматических углеводородов приводит к увеличению их растворимости в результате большей поляризуемости таких м олекул, и энергия притяжения диполей превышает энергию дисперсионного цритяжения молекул. [c.49]

Особенности поляризации в полярных средах связаны с диффуэно-стью двойного слоя, проявляющейся даже при дипольной структуре межфазной границы, индуцирующей вторичные диффузные слои в глубине обеих фаз. Учет поляризационных сил особенно важен при построении физической картины злектрокоагуляции, в технологии разделения систем с полярными средами, в том числе и очистки природньгх и сточных вод. Устойчивость дисперсной системы в электрическом поле зависит от знака и величины суммарной энергии взаимодействия, обусловленной энергией молекулярного притяжения, ионно-электростатической энергией отталкивания и энергией диполь-дипольного притяжения [43]. [c.15]

Силами притяжения, наиболее часто принимающими участие в физической адсорбции, являются неполярные силы Ван-дер-Ваальса. Поскольку же, согласно Лондону [22], между природой этих сил и природой чех факторов, которые вызь(вают дисперсию света, существует близкая связь, эти силы можно назвать также дисперсионными силами. Возннк1[ов< Ине неполярных сил Ваи-дер-Ваальса обусловлено главным образом взаимоде -ствиел) постоянно изменяющихся индуктирующих диполей и индуцированпых диполей. Энергия такого взаимодействия двух атомов обратно пропорциональна шестой сгепени расстояния [c.29]

В выражение для энергии взаимодействия, обусловленного силами Ван-дер-Ваальса, кроме члена, фигурирующего в урав-ненпи (7), входят также другие слагаемые, которые учитывают взаимодействие изменяющихся квадруполей с диполями и квадруполей друг с другом. Поэтому суммарное выражение будет иметь следующий вид [c.30]

Кроме рассмотренного дисперсионного взаимодействия между двумя молекулами существует также простое дипольное взaи ю-действие (Кеезом, 1915—1921 гг.) или взаимодействие индуцированных диполей (Дебай, 1920—1921 гг.), если хотя бы одна из молекул обладает постоянным дипольным моментом. И в этом случае энергия обратно пропорциональна шестой степени расстояния между молекулами, но, по-видимому, два последних взаимодействия играют очень малую роль в полном взаимодействии между конденсированными фазами, определяющем А я, так как они неаддитивны, вследствие чего их суммарный эффект сильно снижается. Поэтому при расчете A J, даже в случае сильнополярных молекул (Н2О, МНз) компонентами Кеезома и Дебая, которые превосходят лон-доновскую компоненту в энергии взаимодействия отдельных молекул, в настоящее время пренебрегают [2]. [c.171]

В 1954 г. в связи с интерпретацией опытов Дерягина и Абрикосовой (см. ниже) Лифшиц предложил новую, более общую теорию вандерваальсовой компоненты силы притяжения двух полубеско-нечных фаз с плоскопараллельным зазором между ними, которая позднее, в 1959 г., была распространена Дзялошинским, Лифши-цем и Питаевским на общий случай тонкого слоя между разными полубесконечными фазами. Применив метод, развитый Рытовым (1953 г.), Лифшиц представил А[х как результат взаимодействия флуктуационных электромагнитных полей, простирающихся за границами фаз. Рассмотреть здесь эту теорию невозможно, поскольку она исключительно сложна в последнем ее варианте используются методы квантовой электродинамики. Ее конечные формулы содержат еще недостаточно экспериментально исследованные оптические функции частоты для различных фаз. В простейшем предельном случае достаточно тонкой свободной пленки для А получается зависимость, обратно пропорциональная третьей степени /г, а энергия взаимодействия между двумя молекулами, согласно этой теории, уменьшается как шестая степень расстояния. Это совпадение с изложенной выше молекулярной трактовкой вопроса дает основание предполагать, что лежащее в основе теории Лифшица представление о флуктуационном электромагнитном поле фазы как целого является более общим выражением модельного представления Лондона о флуктуационном диполе (и соответст- [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология