Водородная дипольный момент

Для исследования изменений структуры водородных связей в приповерхностных слоях воды необходимо проанализировать, ориентационные характеристики ее молекул. Ориентация молекул может быть задана углами Эйлера. Однако для большей наглядности целесообразно рассмотреть ориентацию в пространстве вектора дипольного момента молекулы воды и вектора й, нормального к плоскости, в которой расположены атомы молекулы. Введем параметр порядка [c.125]

Установить наличие водородной связи можно различными способами, в том числе измерением дипольных моментов, по особенностям растворимости, понижению температуры замерзания, теплотам смешения, но наиболее важный способ основан на том влиянии, которое оказывает водородная связь на вид инфракрасных [9] и других спектров. Частоты колебаний в ИК-спектре таких групп, как О—Н и С = О, значительно сдвигаются, если эти группы участвуют в образовании водородной связи. При этом всегда наблюдается сдвиг полос поглощения в область более низких частот для обеих групп А—Н и В, причем для первых этот сдвиг более значителен. Например, свободная группа ОН в спиртах и фенолах поглощает в области от 3590 до 3650 см если же эта группа участвует в образовании водородной связи, полоса поглощения смещается на 50—100 см и расположена в области от 3500 до 3600 см [10]. Во многих случаях в разбавленных растворах только часть ОН-групп участвует в образовании водородных связей, а часть находится в свободном состоянии, тогда в спектрах наблюдается два пика. С помощью инфракрасной спектроскопии можно различить меж- и внутримолекулярные водородные связи, поскольку первые дают более интенсивный пик при повышении концентрации. Для определения водородных связей используются и другие виды спектроскопии КР-, электронная, ЯМР-сиектроскопия [11, 12]. Поскольку при образовании водородной связи протон быстро переходит от одного атома к другому, ЯМР-спектрометр записывает усредненный сигнал. Водородную связь определяют обычно по смещению химического сдвига в более слабое поле. Водородная связь меняется в зависимости от температуры и концентрации, поэтому сравнение спектров, записанных в разных условиях, служит для определения наличия водородной связи и измерения ее прочности. Как и в ИК-спектрах, в спектрах ЯМР можно различить меж- и внутримолекулярные водородные связи, так как последняя не зависит от концентрации. [c.115]

Изолированные молекулы алканов обладают небольшим электрическим дипольным моментом. В жидкой фазе группы СН3 и СН2 образуют, как правило, межмолекулярные водородные связи С-Н...С1. Возникновение водородных связей сопровождается перераспределением электронной плотности взаимодействующих молекул и, следовательно, изменением их электрических дипольных моментов (поляризацией). [c.163]

Дипольный момент молекул чистых полярных жидкостей, в которых нет ассоциации за счет водородных связей, рассчитывают [c.9]

В табл. 18 приведены также температуры кипения ряда соединений с близкой молекулярной массой, но отличающихся по своей химической природе и тем самым по характеру нековалентных взаимодействий между молекулами. Видно, что самые низкие температуры кипения у веществ, молекулы которых неполярны, — пропана и пропилена. Это и понятно, если учесть, что в них действуют лишь дисперсионные силы. Заметно выше температуры кипения ме-тилхлорида и диметилового эфира, так как их молекулы полярные, обладаюш,ие постоянным дипольным моментом, а между ними в дополнение к дисперсионным силам действуют силы, обусловленные индукционным и ориентационным взаимодействием. Еще существенно выше температуры кипения у аминов, этилового спирта и муравьиной кислоты, молекулы которых способны образовывать водородные связи. Уместно в этой связи упомянуть воду, температура кипения которой 100°С, притом, что температура кипения близкого к ней по молекулярной массе неполярного метана —162°С [c.126]

Дипольные моменты функциональных групп торфа примерно равны, а в некоторых случаях превышают дипольный момент молекул воды в свободном состоянии [208]. Именно функциональные группы органического вещества торфа, обеспечивающие реализацию водородных связей, являются первичными центрами сорбции молекул воды. В дальнейшем первично сорбированные молекулы воды становятся вторичными центрами сорбции. [c.65]

Модель межмолекулярного потенциала SP [338] использует три заряда, расположенных на атомах водорода и кислорода. Так же как и в модели ST2, между молекулами воды действует потенциал 6-12, центрированный на атомах кислорода. Для определенных параметров модели выполнялась серия пробных расчетов с целью минимизировать отклонение рассчитанных величин от данных экспериментальных измерений. В результате получен дипольный момент, равный 2,27 Д, энергия водородной связи равна 27,6 кДж/моль при равновесном расстоянии 0,276 нм между атомами кислорода в димере воды. [c.120]

Особую роль играет внутримолекулярная связь для многих биоорганических соединений (белков, полипептидов, ДНК и др.), определяя равновеснь1е конформации молекул. Внутримолекулярная водородная связь проявляется в спектральных характеристиках системы, влияет на дипольный момент молекулы однако вещества, в которых образуются только такие связи, по своей температуре кипения, плавления, вязкости, диэлектрической проницаемости не обнаруживают заметной специфики по сравнению с системами без водородных связей. [c.125]

Влияние pH среды. Значение pH дисперсионной среды может сильно сказываться на -потенциале коллоидных частиц, так как водородные и гидроксильные ионы обладают высокой способностью адсорбироваться первые — благодаря малому радиусу, что позволяет им близко подходить к поверхности твердой фазы вторые — из-за большого дипольного момента. [c.194]

Необходимо отметить, что увеличение протонной поляризации за счет роста в процессе сорбции длины цепочек из сорбированных молекул и функциональных групп сорбента может иметь место в том случае, если образование таких цепочек повышает вероятность или расстояние перескока протона Н-мос-тика при включении электрического поля. При этом у сорбентов с частотной зависимостью ао особую роль в переносе протонов играют окружающие КВС молекулы и полярные функциональные группы. Ориентация их дипольных моментов, изменение положения отдельных ионов может существенно влиять на характеристики водородной связи и динамику движения протона Н-мостика [665]. [c.248]

Химическое строение. Различие в химических свойствах используемых для получения мембран полимерных материалов может быть сведено к разнице в полярности молекул и их размеров. Полярность, которая с физической точки зрения характеризует неравномерность распределения электронных облаков, на химическом уровне количественно описывается такими показателями, как плотность заряда, дипольный момент и способность к образованию водородной связи. Хотя ионы и можно классифицировать как крайний случай полярных частиц, наиболее часто на практике их рассматривают отдельно. [c.65]

Так, предложено проводить выбор разделяющего агента на основе величины дипольного момента, способности образования водородной связи, протонной силы молекулы [26, 27]. [c.286]

Следовательно, уравнения (1.15) нельзя использовать для расчета дипольного момента молекул воды, спиртов, карбоновых кислот и других веществ, способных участвовать в образовании водородной связи. [c.10]

Первоначальный подход к изучению водородной связи был чист.о электростатическим. Связи А—Н и В—Яз —полярные, и принималось, что в мостике А—Н...В взаимодействие ориентационное. Но такой подход не мог объяснить наблюдаемой величины энергии водородной связи и некоторых других фактов например, диоксан, имеющий очень малый дипольный момент, образует с фенолами комплексы через водородную связь более прочные, чем сильнополярные молекулы ацетонитрила и нитрометана. [c.268]

Неполярная молекула может иметь отличающийся от нуля мгновенный дипольный момент, среднее значение которого во времени равно нулю [10]. Дисперсионная энергия 4,2 кДж/моль (энергия водородной связи 8,4—63 кДж/моль). [c.187]

Ассоциация воды и спиртов приводит к заметному изменению их физических свойств. По сравнению с веществами, не образующими водородных связей, они при относительно малом дипольном моменте имеют более высокую температуру кипения, более высокую диэлектрическую проницаемость и т. д. [c.248]

Таким образом, растворяющая способность полярных растворителей зависит не только от величины дипольного момента, но в более значительной мере от ряда других причин, к которым относятся структура неполярного углеводородного радикала молекулы растворителя, возможность или отсутствие возможности образования внутренней или внешней водородной связи, структура растворяемых углеводородов. Это необходимо учитывать при рассмотрении вопроса о действии полярных растворителей в процессах очистки нефтяных фракций. [c.172]

Например, дипольные моменты таких распространенных в промышленной практике растворителей, как фурфурол и фенол, составляют соответственно 3,57 и 1,70 Д, в то время как по растворяющей способности фурфурол значительно уступает фенолу. Это объясняется тем, что растворяющая способность растворителей зависит также от структуры углеводородного радикала их молекул, которым определяются дисперсионные силы растворителя. Так, с увеличением длины углеводородного радикала в молекулах кетонов растворяющая способность возрастает, хотя дипольный момент даже снижается. Растворители, в молекулах которых при одной и той же функциональной группе содержатся углеводородные радикалы различной химической природы, отличаются друг от друга по растворяющей способности. Углеводородные радикалы по способности повышать растворяющую способность таких растворителей можно расположить в следующий ряд алифатический радикал >бензольное кольцо >тиофеновое кольцо >фурановое кольцо. Растворяющая способность растворителей второй группы снижается с увеличением числа функциональных групп в их молекуле, особенно если эта функциональная группа способна к образованию водородной связи. [c.75]

Эти свойства жидкой воды связаны с необычайностью ее структуры, которая и заключается в наличии водородной связи, образующейся в молекулах воды вследствие существования неподелен-ных электронных пар. Электронные пары расположены на двух орбиталях, лежащих в плоскости, перпендикулярной к плоскости НОН (рис. 1.5). За счет неподеленных пар электронов в каждой молекуле воды могут возникнуть две водородные связи. Еще две связи могут обеспечить два водородных атома. Таким образом, только одна молекула воды в состоянии образовать четыре водородных связи. Благодаря этому результирующее распределение зарядов в молекуле воды напоминает тетраэдр, два угла которого заряжены положительно, а два — отрицательно. Результирующий центр положительных зарядов находится посредине между протонами. Он отделен от результирующего центра отрицательных зарядов, расположенного вблизи атома кислорода с противоположной Т5Т протона стороны. Вследствие этого молекула воды оказывается электрическим диполем с дипольным моментом, равным Кл-м (отсюда и высокая диэлектрическая проницаемость воды, и связанная с ней способность растворять ионные вещества). [c.23]

При растворении компонентов- нефтяного сырья в растворителях могут в той или иной степени проявляться все составляющие сил межмолекулярного взаимодействия. Очевидно, с повыщением температуры роль ориентационного взаимодействия и водородных связей снижается, роль дисперсионных сил возрастает. По способности растворять углеводороды органические и некоторые неорганические растворители можно разделить на две группы. К первой группе относятся растворители, при обычной температуре смешивающиеся с жидкими компонентами сырья практически во всех отношениях растворимость твердых компонентов в них подчиняется общей теории растворимости твердых веществ в жидких. Такими растворителями являются, например, неполярные соединения — низкомолекуляряые жидкие и сжиженные углеводороды парафинового ряда, а также соединения с очень небольшим дипольным моментом — четыреххлористый углерод, этиловый 5фир, хлороформ и т. д. [c.72]

Молекула НзР, как и НзЫ, имеет форму тригональной пирамиды, dpN=1.42A, НРН=93,5 . Ее дипольный момент значительно меньше, чем у молекулы НзЫ, и составляет 0,580. Водородная связь между молекулами НзР практически не проявляется, поэтому фосфин характеризуется более низкими температурами плавления (—133°С) и кипения (—88°С), чем аммиак. Фосфин — чрезвычайно ядовитый газ с неприятным запахом. [c.411]

Силы специфического взаимодействия ( с). Эти силы обусловлены образованием водородной связи, донорно-акцепторным взаимодействием, комплексообразованием и другими эффектами. В хроматографии их условно относят к полярным силам, а жидкие фазы и сорбаты, между которыми они действуют, называют полярными жидкими фазами и сорбатами, хотя последние могут не обладать дипольными моментами. [c.193]

Поляризационное взаимодействие молекул, соединенных водородным мостиком. При этом полярные химические (ковалентные) связи в каждой из них растягиваются, дипольные моменты возрастают. Это, в свою очередь, еще усиливает межмолекулярную связь. [c.101]

В чистых жидкостях и в растворах, в которых возможно возникновение водородных связей, явление ассоциации молекул играет большую роль. Так, наличие в жидкости межмолекулярных водородных мостиков приводит к понижению давления пара и повышению точки кипения. Известную роль здесь играет и полярность молекул. В частности, при одном и том же молекулярном весе точка кипения жидкости тем выше, чем большее ее дипольный момент. [c.102]

Рис. 61. Сравнение дипольных моментов водородных соединений элементов VII и V групп периодической системы

Разрешение кажущейся аномалии в изменении относительной силы бескислородных кислот заключается в признании того, что кислотность в первую очередь связана с тем, насколько легко кислота отдает свои водородные атомы в виде водородных ионов. Это происходит тем легче, чем больше дипольный момент молекулы, который увеличивается, с одной стороны, с ростом электроотрицательности, с другой стороны — при ослаблении связи водород — неметалл. Энергия связи в галогеноводородах в газообразном состоянии при О °К изменяется от 141 ккал моль у НР до 70,6 ккал моль У Н1. Это уменьшение прочности связи идет, как видно, параллельно увеличению кислотности. В ряду МНд, Н2О и НР все отрицательные ионы почти одинакового размера и сила связи Н—X не отличается так сильно. И здесь превалирующую роль будет играть электроотрицательность неметалла. [c.341]

Критерий нивелирующе-дифференцирующего действия растворителя. Нивелирующе-дифференцирующее действие растворителя зависит от ряда факторов, к числу которых (наряду с сольватирующей способностью растворителя, склонностью к образованию водородных связей, способностью молекул и ионов растворителя и растворенного вещества к ассоциации и комплексообразованию, диэлектрической проницаемостью, полярностью, дипольным моментом растворителя и т. п.) в первую очередь относятся следующие. [c.422]

В жидком аммиаке при температуре ниже — 77,7 молекулы N1 3 связаны между собой водородными связями за счет того, что молекулы ЫНз обладают значительной полярностью — дипольный момент молекулы равен ц= 1,460. Это приводит к тому, как аммиак имеет сравнительно высокую температуру кипения, не соответствующую его молекулярному весу (см. 7, гл. П1), - X [c.299]

Энергия связи О—О почти в два раза меньше энергии связи О—Н. Связи частично поляризованы, поэтому молекула перекиси водорода обладает дипольным моментом 2,1 10 . В жидком состоянии происходит ассоциация молекул перекиси водорода за счет водородных связей. [c.630]

Растворяющая способность растворителя зависит л от способности его молекул к образованию водородной связижТак, значительная разница между растворяющей способностью растворителей с одинаковым неполярным углеводородным радикалом (фенола, анилина, нитробензола) объясняется не только различным дипольным моментам, но и разной способностью молекул этих растворителей к ассоциации. Фенол и анилин, имеющие в своем составе электроотрицательные атомы (О, М) и связанные с ними водородные атомы, сПосо1бные образовывать водородную связь, при < бычных температурах в значительной мере ассоциированы. Э о приводит к снижению их растворяющей опособности по сравнению с нитробензолом. Ввиду отсутствия атома, способного образовать водородную связь, можно ожидать слабой ассоциации молекул нитробензола. В результате при наличии высокого ди- [c.55]

Прн подборе стационарной фазы для хроматографического анализа решающее значение имеют ее полярность и селективность. Эти ПОНЯТИЯ еще четко не определены и трактуются различно. При подборе стационарных фаз приходится руководствоваться качественными соображениями, основанными на представлениях о характере сил взаимодействия. В последнее время при выборе стационарных фаз чаще начинает использоваться термодинамический подход. Поляр но сть стационарной фазы можно оценить ее снособ но-стью к различным вендам межмолекулярных взаимодействий лове-лич,1[не дифференциальной мольной свободной энергии растворения АС. Полярность фазы необходимо оценивать по ряду веществ,специфичных для различных типов взаимодействий. В настоящее время для оценки дисперсионного взаимодействия широко используется метиленовое звено н-алканов. Значение АО для бензола характеризует способность к образованию я-комплексов, бутанол-1—к образованию водородной связи с электронно-донорными связями стационарной фазы. Пентанон-2 — слабый донор электронов и может применяться для характеристики донорно-акцепторных комплексов. Нитропропаи-1 имеет относительно большой дипольный момент /) = 3,6 Кл-м и может выявить способиость фаз к ориентационному взаимодействию. Одновременно он может с рядом фаз давать и донорно-акцепторные комплексы. [c.303]

Компоненты разделяемых смесей могут образовывать с веществом жидкой фазы комплексные соединения. Энергия образовавшихся при этом водородных связей растет с увеличением дипольного момента связи, что также служит основанием для выбора жидкой фазы. [c.109]

Для веществ, между молекулами которых образуются водородные связи, характерны более высокие температуры плавления и кипения, большие теплоты испарения, чем для веществ с близкой молекулярной массой, но без специфических взаимодействий. Диэлектрическая проницаемость выше, чем у неассоциированных жидкостей с близкими дипольными моментами молекул. Образование водородных связей проявляется в спектральных характеристиках системы, сопровождаясь сдвигом в сторону длинных волн и уширением полос поглощения группы X — Н в ИК-спектрах и спектрах комбинационного рассеяния, появлением новых частот, обусловленных колебаниями входящих в ассоциат молекул относительно друг друга. [c.124]

Характерной особенностью межмолекулярных водородных связей является их направленность три атома Л, Н и 5, участвующие в образовании водородной связи, расположены на одной прямой. При этом расстояние Л — Н...В для различных веществ составляет 2,5— —2,8 А. Посредством водородных связей молекулы объединяются в димеры и полимеры. Такая ассоциация молекул приводит к повышению температуры плавления и кипения, увеличению теплоты парообразования, изменению растворяющей способности. Водородные связи обусловливают аномально высокую диэлектрическую проницаемость воды и спиртов по сравнению с диэлектрическими свойствами других жидкостей, молекулы которых имеют дипольные моменты того же порядка взаимную ориентацию молекул в жидкостях и кристаллах параллельное расположение полипептидных цепочек в структуре белка поперечные связи в полимерах и в двойной спирали молекулы ДНК. Благодаря своей незначительной прочности водородная связь играет большую роль во многих биологических процессах. Характерно, что молекулы, соединенные водородными связями, сохраняют свою индивидуальность в твердых телах, жидкостях и газах. В то же время они могут вращаться, переходить таким путем на одного устойчивого положения в другое. Кроме водорода промежуточным атомом, соединяющим два различных атома, может служить дейтерий, который, как водород, расположен на линии А П...В. При такой замене водорода на дейтерий энергия связи возрастает до нескольких десятков джоулей на 1 моль. [c.133]

Необходимо обратить внимание, что появление дипольного момента у молекул, возможность образования водородной связи или сильное взаимодействие молекул газа в адсорбированном слое при больших концентрациях изменяет адсорбционный потенциал и как следствие, коэффиицент разделения [2]. [c.51]

Занятие 2. Химическая связь. Валентность. Ковалентная связь, ее сво -ства. Неполярная и полярная связь. Ионная связь. Определение дипольных моментов. Геометрическая /Тюрмула молекул. Расчет э г ективныу зарядов. Занятие 3. Донорно-акцепторняя, водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие. Метоп МО. [c.181]

Несколько иное явление наблюдается при обводнении или при поглощении влаги из воздуха нефтепродуктами. Молекулы воды имеют малый молеку шрный объем и большой дипольный момент. Эти молекулы ассоциируются с другими молекулами воды вследствие их способности к образованию водородных связей. Все углеводороды, входящие в состав нефтепродуктов, имеют значительно больший молекулярный [c.31]

Значительная разница между растворяющей способностью растворителей, обладающих одинаковым неполярным углеводородным радикалом, таких, как фенол, анилин, нитробензол, объясняется не только различием величины дипольного момента, но и разной способностью молекул этих растворителей к ассоциации. Фенол и анилин, имеющие в своем составе электроотрицательные атомы (О, Н), а также водородные атомы, связанные с ними и способные образовывать водородную связь, являются при обычных температурах в значительной мере ассодищюванными. Все это приводит к снижению растворяющей способности этих растворителей с сравнении, например, с нитробензолом. Ввиду отсутствия атома, способного образовать водородную связь, можно ожидать слабую ассоциацию молекул нитробензола. Слабая ассоциация молекул последнего при наличии высокого дипольного момента и углеводородного радикала обеспечивает высокую растворяющую способность этого растворителя. [c.171]

Величина поверхностного натяжения является мерой интенсивности молекулярно-силового поля в поверхностном слое. Поскольку поверхностное натяжение является результатом нескомпенсированности меясмолекулярного взаимодействия в разных фазах, оно определяется разностью интеисивности взаимодействия молекул внутри каждой фазы (когезии) и взаимодействия молекул различных фаз (адгезии). Интенсивность молекулярных взаимодействий внутри ф .зы в теории поверхностных явлений обычно обозначают термином полярность . Полярность вещества в очень больш(л1 степени связана с такими ее параметрами, как дипольный момент молекул, диэлектрическая проницаемость, поляризуемость молекул, способность к образованию водородной связи меясду молекулами. Существенную роль играют также плотность (молярный объем) вещества, геометрия строения ьолекул, ориентация молекул в поверхностном слое, определяющая направление силовых полей, возможная взаимная растворимость граничащих фаз, их химическое взаимодействие. [c.189]

В некоторых случаях прочность водородных связей может приблизиться к прочности ковалентной связи. Например, ди-польный момент звеньев поливинилового спирта составляет около 1,6 О, что намного меньше дипольного момента звеньев поливи-нилиденхлорида. Однако молярная энергия когезии поливинилового спирта составляет4,2/с/сал/жоль, что значительно превышает молярную когезию поливинилиденхлорида (3,5 ккал1моль). [c.30]

Приведите длину и энергию связ , валентные углы, дипольные моменты молекул, температуры плавления и кипения, ДЯобр и ДО бр для водородных соединений р-элементов V группы типа ЭНз. [c.73]

Водородная связь приводит к сближению положительно заряженного водорода и отрицательно заряженного кислорода и, следовательно, также к уменьшению суммарного дипольного момента. Кроме того, вообще аддитивная схема молекулы, согласно которой свойства связей остаются неизменными (см. гл. XXII), имеет ограничения. [c.536]

Салициловый альдегид существует в плоской конформации с внутримолекулярной водородной связью в 3-нитросали-циловом альдегиде по данным дипольных моментов зафиксировано присутствие двух форм в одной из них гидроксильная группа связана водородной связью с альдегидной группой, в другой — с нитрогруппой [10]. [c.496]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология