Энергия взаимодействия между молекулами ион-диполь

Показано, что функции распределения катион—анион, рассчитанные для концентрации 5 моль/л с учетом взаимодействия ионов друг с другом и с дипольными молекулами растворителя, имеют два максимума, отображающих существование в растворе ближнего порядка в расположении ионов, возможность нахождения диполя между двумя ионами различных знаков. Те же функции распределения, вычисленные без учета энергии взаимодействия между молекулами растворителя, имеют лишь один максимум. [c.273]

К этому выражению Дебай прибавил энергию взаимодействия между постоянным диполем и моментами, наведенными им в соседних молекулах [c.362]

Третий член в уравнении Бернала и Фаулера определяется энергией дезориентации молекул воды в связи с появлением в растворе ионов, т. е. энергией перестройки структуры воды из решетки типа кварца в тетраэдрическую решетку. Эта величина обозначается С/ш. Таким образом, величина энергии гидратации в первом приближении определяется тремя величинами энергией взаимодействия между молекулами воды и ионом, энергией переноса иона (эта величина всегда имеет положительный знак, так как /0 меньше единицы) и энергией дезориентации молекул воды С/ш. В результате выражение Бернала и Фаулера существенно отличается от выражения Борна наличием членов, учитывающих взаимодействие между диполем и ионом. Все дальнейшие исследователи считали эти величины главными в выражении для сольватации. [c.335]

Первый член показывает взаимодействие между ионом и диполем воды, второй показывает изменение энергии иона в связи с переходом его из вакуума в среду с определенной диэлектрической проницаемостью. Третий член в уравнении Бернала и Фаулера определяется энергией дезориентации молекул воды в связи с появлением в растворе ионов, т. е. энергией перестройки структуры воды из решетки типа кварца в тетраэдрическую решетку. Эта величина обозначается 7 . Таким образом, величина энергии гидратации в первом приближении определяется тремя величинами энергией взаимодействия между молекулами воды и ионом, энергией переноса иона (эта величина всегда имеет положительный знак, так как 1/е меньше единицы) и энергией дезориентации молекул воды 7 . В результате выражение Бернала и Фаулера существенно отличается от выражения Борна наличием членов, учитывающих взаимодействие между диполем и ионом. Все дальнейшие исследователи считали эти величины главными в выражении для сольватации. [c.202]

Дисперсионный потенциал выражает энергию взаимодействия между флуктуирующим диполем молекулы и индуцированными диполями молекул адсорбента. Ориентационный потенциал учитывает эффект взаимодействия постоянного диполя адсорбируемой молекулы и постоянных диполей молекул адсорбента. Индукционный потенциал отражает взаимодействие между постоянным диполем адсорбируемой молекулы и индуцированными диполями молекул адсорбента. Как показали теоретические расчеты, дисперсионный, ориентационный и индукционный потенциалы изменяются обратно пропорционально кубу расстояния между адсорбируемой молекулой и поверхностью адсорбента. [c.53]

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]

При индукционном взаимодействии между молекулой с л<ест-ким диполем OTi и молекулой с индуцированным диполем т , зависящим от поляризуемости аг, возникает взаимодействие с энергией [c.39]

Перенос энергии, происходящий между молекулами на расстоянии, значительно превышающем их диаметры столкновения. Скорость переноса по этому механизму не должна лимитироваться диффузией и поэтому не должна зависеть от вязкости даже при переходе от жидких растворов к твердым. Для этого механизма тушение возбужденной молекулы D молекулой А не связано с диффузией или непосредственной встречей молекул за время жизни возбужденного состояния.. Электронные системы молекул D и А можно рассматривать как механические осцилляторы, которые способны колебаться с общей частотой v. Колеблющиеся электрические заряды молекул D и А будут взаимодействовать друг с другом как два диполя. Когда молекула А оказывается вблизи молекулы D, имеется определенная вероятность того, что прежде чем испустить фотон, молекула D передаст свою энергию возбуждения акцептору А. Константа скорости переноса энергии описывается уравнением [c.86]

Под влиянием реактивного взаимодействия энергия образования слабых химических связей снижается, что понижает энергию связи в ассоциативных или агрегативных комбинациях. Это взаимодействие повышает энергию диполь-дипольного, дисперсионного (лондоновского) и поляризационного взаимодействия между молекулами жидкости. [c.102]

Дисперсионные силы (силы Лондона). Эти силы возникают под действием электрического поля, которое создается быстро изменяющимися мгновенными диполями, образованными ядрами и электронами атомов взаимодействующих молекул. Взаимодействие между мгновенными диполями молекул приводит к их притяжению. Энергия сил Лондона Ел определяется уравнением [c.193]

Кроме того, имеет место еще один эффект С/д п — изменение энергии ири взаимодействии между молекулами воды слоя сольватного комплекса и окружающей водой. Это — сложный эффект, состоящий из трех слагаемых электростатического взаимодействия диполей, взаимной поляризации диполей и дисперсионного взаимодействия между ними. Приближенно он определяется выражением [c.177]

В смесях, содержащих полярные и неполярные молекулы, возникает взаимодействие между молекулами, обусловленное электростатическим притяжением между диполями полярных молекул и наведенными (индуцированными) диполями неполярных молекул. Последние возникают в результате поляризации под действием электрических полей диполей, окружающих данную полярную молекулу. Этот эффект называется индукционной составляющей сил Ван-дер-Ваальса. Энергия индукционного взаимодействия д возрастает с увеличением электрического момента диполя и не зависит от температуры, так как наведение диполей определяется напряженностью всего поля и происходит при любой пространственной ориентации молекул. [c.57]

Дисперсионные (лондоновские) взаимодействия обусловлены корреляцией в движении электронов различных молекул они возникают между любыми молекулами, в том числе и не имеющими постоянных электрических моментов. Дисперсионные взаимодействия можно описать только в рамках квантовой механики. В первом приближении — это взаимодействия между мгновенными диполями, возникающими в молекулах при движении электронов. Результатом взаимодействия всегда является понижение энергии системы (притяжение). В дипольном приближении [c.119]

Для структуры адсорбционного слоя весьма существенно взаимодействие между молекулами адсорбата. Если в случае физической адсорбции, осуществленной межмолекулярными силами (см. раздел IX.III), оно сводится к латеральной когезии —притяжению, то для хемосорбции характерно отталкивание. Оно обусловлено, во-первых, локализацией хемосорбции на определенных поверхностных центрах ( время жизни велико при больщих Е), приводящей к отталкиванию электронных оболочек соседних молекул, если их диаметр больше расстояния между центрами. Во-вторых, большие энергии вызывают поляризацию молекул адсорбата, и индуцированные диполи, ориентированные параллельно, взаимно отталкиваются. Все рассмотренные взаимодействия, создающие комплекс адсорбент — адсорбат, приводят к изменению поверхностного состояния. [c.129]

Но если такой расчет все-таки произвести, то получится, что од,тах= = 0,95 къТ к разность энергий дипольного взаимодействия при параллельном и антипараллельном расположении диполей двух соседних молекул пиридина в жидкой фазе при 300 К составляет около 2 кв Т, что по порядку величины близко к энергии слабого химического взаимодействия молекул. Такого рода совпадение (при отсутствии до недавних пор надежных экспериментальных методов исследования слабых химических взаимодействий) является одной из причин того, что влияние дипольного взаимодействия между молекулами в жидкой фазе сильно переоценивалось. Другая причина, как будет показано в гл. II, состоит в том, что при описании межмолекулярных взаимодействий обычно не учитывалось влияние реактивного поля, создаваемого полярными молекулами. [c.22]

Однако этим влияние диэлектрической проницаемости на растворимость не ограничивается. Уже отмечалось (см. с. ООО), что в неводных растворителях электролиты часто находятся в форме ионных пар. Собственный дипольный момент ионных пар, как правило, очень велик, соответственно, велика и энергия диполь-ди-польного взаимодействия между молекулами ионных пар, заставляющая их собираться в агрегаты, размеры и сложность которых увеличиваются с ростом этой энергии, т. е. с понижением ДП растворителя. Степень агрегации при этом нередко становится столь внушительной, что в растворе образуются микрокристаллы, которые, объединяясь в макрокристалл, выделяются в отдельную твердую фазу, выпадая из раствора . Вот почему повышение ДП и здесь увеличивает растворимость. [c.67]

Для полярных молекул наряду с дисперсионным взаимодействием характерно диполь-дипольное, или ориентационное, взаимодействие При взаимодействии полярных молекул (диполей) с неполярными последние могут поляризоваться в поле диполей. Между постоянным и наведенным диполями возникают силы, называемые индукционными. Энергия дисперсионных Ои), ориентационных ( Уор) индукционных (СУ ) связей может быть оценена из соотношений. [c.19]

Считается, что такое взаимодействие существенно только между молекулой-диполем в газовой фазе и поверхностью (твердой или жидкой), обладающей достаточным количеством свободных электронов. Энергию подобного взаимодействия с неионной поверхностью оце- [c.72]

Здесь и — молярная внутренняя энергия, Ут — молярный объем, Т—абсолютная температура. При малом расширении не обязательно нарушатся все взаимодействия между молекулами растворителя. Внутреннее давление возникает вследствие того, что силы взаимодействия между молекулами превышают силы отталкивания, т. е. обусловлено главным образом дисперсионным и диполь-дипольным взаимодействиями (табл. 3.2). [c.95]

Хотя между когезионным и внутренним давлением, очевидно, существует тесная связь, они не эквивалентны, о чем свидетельствуют приведенные в табл. 3.2 величины сия некоторых органических растворителей [99, 100, 154]. Высказывалось предположение, что величина я отражает главным образом дисперсионные и диполь-дипольные взаимодействия в растворителе, а величина с включает, кроме того, и специфические взаимодействия между молекулами растворителя типа водородных связей. Возникновение водородных связей в растворителе повышает когезионное давление, в то время как внутреннее давление при этом не меняется. Следовательно, давление, обусловленное водородными связями, или соответствующий вклад в когезионную энергию можно оценить по разности (с—я) <[99—100]. Близкие к с величины я характерны только для неполярных (или слабополярных) растворителей с дипольным моментом менее 7-10 Кл-м (около 2Д), для которых специфические межмолекулярные взаимодействия нетипичны. Как показывают приведенные в табл. 3.2 данные, отношение п л,1с близко к -единице в случае неполярных растворителей (например, углеводородов), но у других растворителей может быть как меньше, так и больше единицы. Так, большие значения п типичны для лишенных межмолекулярных взаимодействий фторуглеводородов, а очень низкие значения п — для растворителей, являющихся донорами водородных связей. [c.96]

При изучении спектров поглощения органических соединений в растворителях различной полярности обычно наблюдается влияние природы растворителя на положение, интенсивность и форму полос поглощения [1—4]. Причина этих эффектов заключается в том, что взаимодействия между молекулами растворенного вещества и растворителя (в том числе ион-дипольные, диполь-дипольные, индуцированного и постоянного диполей, водородные связи и т, д.) прежде всего изменяют разность энергий между основным и возбужденным состояниями поглощающих частиц, содержащих хромофор. Влияние среды на спектры поглощения можно изучать, сравнивая спектры в газовой фазе и в растворе или в нескольких растворителях различной природы. Поскольку в больщинстве случаев регистрировать спектры поглощения в газовой фазе не удается, то в этой главе будет рассматриваться только второй метод изучения. Такой подход представляется вполне оправданным, поскольку в последние годы появляется все больше данных, свидетельствующих о непрерывном изменении спектральных характеристик при переходе от изолированных молекул (газовой фазы) к слабо или сильно взаимодействующим жидким средам, если только отсутствуют специфические взаимодействия типа ДЭП/АЭП или образование водородных связей [3]. [c.403]

Большая часть энергии гидрофобного связывания, таким образом, является следствием уменьшения невыгодной энергии взаимодействия указанных молекул с водой. После возникновения контакта между такими молекулами начинают играть роль другие силы, действующие на коротких расстояниях, что может приводить к существенному увеличению общей кажущейся энергии взаимодействия. Силы, повышающие притяжение между молекулами, представляют собой силы ван-дер-Ваальса, или силы дисперсии Лондона, возникающие между зарядами, диполями и индуцированными диполями. [c.505]

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]

Если молекулы полярны, т. е. обладают собственным дипольным электрическим моментом, то между диполями разных молекул возникает взаимодействие притяжения. Расстояние между молекулами много больше, чем размер диполя. Поэтому энергию взаимодействия между двумя диполями определяют в модели точечных диполей, в которо1Г эта энергия обратно пропорциональна шестой степени расстояния между диполями. Коэффициент пропорциональности зависит от взаимной ориентации молекул. Поэтому это взаимодействие названо ориентационным взаимодействием. Соответствующий член в энергии решетки имеет вид [c.207]

Наряду с мгновенными диполями возможно возникновение и мгновенных квадруполей в неполярных молекулах. Потенциальная энергия взаимодействия мгновенных квадруполей с мгновенными диполями убывает с расстоянием значительно скорее, чед1 энергия взаимодействия между мгновенными диполями. Еще [c.35]

Сравнение уравнений (34) и (41) показывает, что Лоренц и Ланде дали физическую интерпретацию для величин а, и /и, входящих в расчет Эйкена в качестве эмпирических констант. Для взаимодействия постоянного диполя с проводящей поверхностью а,= 2 4 и т—3. Позже мы увидим, что энергия взаимодействия между молекулой газа и поверхностью обратно пропорциональна третьей степени расстояния между мо-лекуло и поверхностью не только для ориентационного эффекта, который был здесь обсужден, но также и для индукционного и дисперсионного эффектов. [c.273]

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]

Неполярные молекулы, попав в поле соседних полярных частиц (молекул, ионов), поляризуются, в них возникает индуцированный дипольный момент. Взаймодействие индуцированных диполей тем значительнее, чем легче деформируется молекула. Энергия взаимодействия таких молекул возрастает с увеличением дипольного момента и быстро уменьшается с ростом расстояния г между ними, но от температуры не зависит, так как наведение диполей происходит при любом пространственноя расположении молекул. Теория (Дебай, 1920 г.) дает для энергии индукционного взаимодействия между двумя одинаковыми полярными молекулами следующее соотношение [c.145]

Лы может привести к смещению (поляризации) электронной плотности в неполярной молекуле и возникновению в ней так называемого индуцированного момента диполя. Взаимодействие между индуцированным диполем одной и постоянным диполем другой молекулы называется индукционным взаимодействием. Энергия ван-дер-ваальсова взаимодействия обычно не превышает 4 кДж/моль, [c.33]

Если одна из взаимодействующих молекул неполярна, а другая полярна, то электрическое поле полярной молекулы может привести к смещению (поляризации) электронной плотности в неполярной молекуле и возникновению в ней так называемого индуцированного момента диполя. Взаимодействие между индуцированным диполем одной и постоянным диполем другой молекулы называется индукционным взаимодействием. Энергия ван-дер-ваальсова взаимодействия обычно не превышает 4 кДж/моль. [c.51]

Переходное состояние как совокупность взаимодействующих диполей проявляет себя в реакциях полярных полифунк-циональных соединений. Молекула полифункционального соединения, имеющего п полярных групп, представляет собой с позиций электростатического взаимодействия полужесткий каркас из атомов, на котором в определенных местах закреплены группы-диполи, имеющие ограниченную свободу вращения. Расстояние между центрами диполей обычно превыщает длину группы-диполя. Диполи взаимодействуют друг с другом энергия взаимодействия каждой пары диполей / и j описывается выражением (8.46). Суммарная энергия взаимодействия всех п диполей / = 0,51Uy. Диполи ориентируются таким образом, чтобы энергия их взаимодействия была минимальна. Энергия взаимодействия диполей довольно значительна. Например, в бифункциональной молею ле с междипольным расстоянием [c.220]

Дисперсионное взаимодействие носит универсальный хараюер и возникает между молекулами независимо от их полярности. Оно обусловлено временными случайными отклонениями электронной плотности (квантовомеханическими флуктуациями), приводящими к образованию мгновенных диполей в молекуле, которые индуцируют перераспределение электронной плотности в другой молекуле. Энергия притяжения между мгновенными диполями также сильно зависит от расстояния (обратно пропорциональна его шестой степени). [c.127]