Структурные координационные факторы связи

Действие разных структурообразующих факторов направленности связи, энергии связи, размера и мерности структурных единиц, энергии теплового движения — приводит к тому, что малые нульмерные структурные единицы такие, как атомы углерода, несмотря на направленность и высокую энергию связи, при определенных условиях, а именно при таких условиях, когда энергия теплового движения почти точно равна, энергии связи, образуют прекрасные кристаллы графита или алмаза. Однако действие основного структурообразующего фактора — направленности связи — достаточно резко проявляется и в подобных случаях атомы в кристаллах графита и алмаза упакованы крайне неплотно. В графите каждый из них имеет только трех, а в алмазе — четырех соседей, в то время как плотнейшие упаковки отличаются значительно более высокими координационными числами. Например, в структуре металлов координационное число достигает 12. Вообще, направленность связи действует в сторону разуплотнения структуры, что вполне понятно. [c.159]

Как следует из сказанного, причина полиморфизма заключается в стремлении кристаллического вещества приспособить свою структуру к изменившимся внешним условиям (температуре, давлению) таким образом, чтобы она обладала наименьшей энергией Гельмгольца, т. е. была наиболее стабильной. Со структурной точки зрения причиной полиморфизма является ограниченность для каждой данной структуры возможных тепловых колебаний, поэтому каждое вещество стремится приобрести такую структуру, которая при данных условиях обладала бы максимальной способностью к аккумуляции тепловой энергии. Если в каждой из возможных структур данного вещества допустимы все виды тепловых колебаний, то оно не будет обладать полиморфизмом, поскольку в одной из структур с минимальной свободной энергией могут совершаться колебания с максимальной способностью к аккумуляции теплоты и эта структура будет стабильной при всех температурах вплоть до температуры плавления. Однако в зависимости от симметрии, координационного окружения атомов в структуре, типа химической связи и степени ее ионности или ковалентности (а при изменении структуры тип химической связи всегда в той или иной мере меняется) и других факторов различные структуры могут обладать различной способностью к аккумуляции теплоты, т. е. для каждой из структур разрешенными будут лишь определенные колебания. Поэтому если для данного соединения с определенной структурой существует другая структура, допускающая при определенной температуре тепловые колебания с более высокой энергией при меньшей деформации связей, то первоначальная структура будет стремиться в нее перейти, т. е. соединение будет обладать полиморфизмом, [c.48]

Соединения, определяющиеся объемным фактором. Ненаправленность металлической связи обусловливает стремление каждого атома окружить себя максимальным числом соседних, что приводит к структурам с большими координационными числами. Было давно установлено, что соединения состава ЛВг имеют структурные типы с тетраэдрической вязью одного из компонентов в тех случаях, когда объем атома А приблизительно в два раза больш объема атома В отношение радиусов атомов обоих компонентов У 2 1 = 1,260. Н. В. Белов установил, что каждый атом компонента А занимает в структуре этих [c.291]

Закономерность трансвлияния должна проявляться и в отдельных соединениях со смешанными лигандами, если в координационном пространстве можно выделить системы связей, в которых одинаковые лиганды находятся против разных атомов. В табл. 71 приведены результаты структурного анализа ряда кристаллических комплексных соединений, где одновременно сосуществуют системы связей А—М—А и А—М—В. Лиганды, находящиеся в транс-положении к данному лиганду, указаны в таблице слева-внизу от металла-комплексообразователя. Поскольку на длины связей оказывают определенное влияние внешние стерические факторы, искажающие внутримолекулярную картину, в табл. 71 приведены только наиболее характерные данные по новейшим структурным работам, собранным в [112, 114]. Наконец, значения межатомных расстояний везде округлены до второго десятичного знака, хотя в последних исследованиях они определены до одной тысячной ангстрема. [c.94]

Анализируя соотношение (VI. 16), можно сделать следующие выводы о зависимости силы льюисовских центров от химической природы элементов, образующих катализатор, и структурных факторов. Акцепторная способность центра, при прочих равных условиях, повышается 1) с ростом электроотрицательности центрального атома и (или) лигандов, поскольку при этом понижается среднее значение кулоновского интеграла 2) с увеличением координационного числа катиона, т. е. с ростом его координационной ненасыщенности 3) с увеличением координационного числа анионов в объеме решетки, так как с этим связано уменьшение параметра т 4) с увеличением расстояния между центральным атомом и лигандами, что приводит к уменьшению абсолютных значений резонансных интегралов. [c.143]

В связи с тем, что методы определения фактора устойчивости основаны на определении относительной оценки размеров асфаль-теновых частиц, а атом ванадия в ванадилпорфиринах, согласно [116], служит координационным центром в молекулах асфальтенов, наши положения о связи комплексообразующей способности исследуемых реагентов с ванадилпорфиринами нефтей и их влиянием на физико-химические свойства нефтей вполне правомерны. Анализ литературных данных также свидетельствует о существенном влиянии МПФ на структуру асфальтенов [84]. Ванадил-порфириновый комплекс соединяет листы — блоки конденсированных ароматических структур с атомами ванадия в азотной дырке . Поэтому, по предположительному структурно-молекулярному представлению, ванадил- и никельпорфирины не только являются составной частью молекул асфальтенов, но и выполняют связующую роль в процессе образования трехмерной структуры асфальтенов и двухмерных строительных блоков. Согласно [116], схематически можно представить соединения ванадилпорфирино-вого комплекса с конденсированными ароматическими блоками асфальтенов. Асфальтены можно, по-видимому, рассматривать как перекрестно связанные или ассоциированные конденсаты мульти-компонентных систем, включающих индивидуальные молекулы ароматических, порфириновых и нафтеновых циклов и гетероциклов. В благоприятных химических или физических условиях эти элементы соединяются мостиками или связями, образуя молекулы. Атомы таких металлов, как ванадий и никель могут участвовать и углеводородной или гетероциклической системе. [c.149]

Замечательно, что различные структурообразующие факторы не только сосуществуют, но и дополняют друг друга. При их разных сочетаниях осуществляется либо кристаллизация с различной плотностью укладки структурных единиц, либо более сложный процесс, который можно называть в отличие от кристаллизации структурообразованием, приводящий к образованию невообразимого множества однотипных, но все же различных индивидуальных структур, о которых говорилось выше. Таким примером снижения плотности укладки малых нульмерных структурных единиц в результате вмещательства ковалентной составляющей связи является образование сравнительно неплотных кристаллических структур щелочных металлов и металлов IV В — VI В групп, а также железа, для которых координационное число равно всего восьми. [c.160]

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]

Дальнейшее развитие теории катализа тесно связано с исследованием состояния катализатора во время реакции. Принципы структурного и энергетического соответствия, оставаясь решающими, должны относиться к системе катализатор — реагирующее вещество, сложившейся ко времени достижения стационарного состояния катализатора. Степень окисления поверхностных атомов катализатора, природа лигандов и состав промежуточного координационного комплекса определяют направление реакции и лимитирующие стадии. Решающую роль играют методы определения состояния катализатора и всей системы во время реакции. Одним из таких методов является измерение потенциала (или электропроводности) катализатора во время реакции. Легче всего это сделать в проводящих средах как в жидкой, так и в газовой фазе для гетерогенных и гомогенных катализаторов. В окислительно-восстановительных процессах структурным фактором являются не только размеры кристаллов и параметры решеток, но и кислотно-основные характеристики процессов. Всякая поверхность или комплексное соединение представляют собой кислоту или основание по отношению к реагирующему веществу, а это определяет направленность (ориентацию) и энергию взаимодействия вещества с катализатором. Для реакции каталитической гидрогенизации предложена классификация основных механизмов, основанная на степени воздействия реагирующего вещества на поверхность катализатора, заполненную водородом. В зависимости от природы гидрируемого вещества в реакции участвуют различные формы водорода. При этом поверхность во время реакции псевдооднородна, а энергия активации— величина постоянная и зависящая от потенциала поверхности (или раствора). Несмотря на локальный характер взаимодействия, поверхность в реакционном отношении однородна и скорость реакции подчиняется уравнению Лэнгмюра — Хиншельвуда, причем возможно как взаимное вытеснение адсорбирующихся веществ, так и синергизм, т. е. увеличение адсорбции БОДОрОДЗ ПрИ адсорбции непредельного вещества. Таким образом, созданы основы теории каталитической гидрогенизации и возможность оптимизации катализаторов по объективным признакам. Эта теория является продолжением и развитием теории Баландина. [c.144]

Химическая стабилизация комплексов порфиринов (повышение прочности донорноакцепторных связей) описывалась ранее [31, 32, 52, 56]. В данном разделе рассматриваются два из перечисленных факторов - особенности проявления МЦЭ при диссоциации металлопорфиринов в зависимости от наличия или отсутствия дополнительного пространственного экранирования координационных центров. При этом исследуются преимущественно комплексы одного макроциклического лиганда (Н2ТФП) с целью избежать проявления упомянутой в разделе 7.1 структурной составляющей МЦЭ. [c.339]

Остальная вода может быть связана адсорбционно, координационно, капиллярными силами и другими способами. В процессе высыхания структура геля необратимо уплотняется под действием сил капиллярной контракции. Измерение развивающихся при этом усадочных напряжений по существу невозможно из-за хрупкости структуры геля и его растрескивания, когда силы становятся достаточными, чтобы разорвать связи между отдельными структурными звеньями. Поэтому в качестве упрочняющего (микроармирующего) агента добавляется тонковолокнистый асбест, препятствующий образованию разрывов структуры. Это позволяет определять усадочные напряжения в геле гидроокиси железа на всех этапах высыхания, а также проследить изменение их под влиянием различных факторов. [c.185]

Описание конкретных структур заменяется в кристаллохимий описанием структурных типов, поскольку конкретные структуры, принадлежащие одному типу, отличаются друг от друга лишь линейными размерами осевых трансляций решетки и величинами тех осевых углов, которые заданы в определении кристаллической системы как скользящие. В основу описания структурного типа положены координационное число и координационный полиэдр как основные характеристики пространственной организации структуры, а также типичная плоская сетка с наивысшей ретикулярной плотностью заполнения Lhhi как основная энергетическая характеристика структуры. Потенциал взаимодействия такой сетки составляет более 90 % потенциала взаимодействия решетки, описываемого константой Маделунга. Размерный фактор привлекается к этому описанию как определяющий характер замещения пор в укладках основных (больших) частиц структуры. В кристаллах металлической связи при описании структурного типа указывают электронную концентрацию в качестве характеристики взаимодействия электронного газа с остовами атомов решетки. В стандартном описании структурного типа указывают также пространственную группу, число занятых в элементарной ячейке узлов и базис. Каждому структурному типу присваивается символ. [c.109]

Типичные ковалентные структуры даны на рис. 4.11. Координационные числа здесь низки, определяясь правилом 8 — Л , где N — номер группы координационные многогранники вырождены в плоскость (за исключением алмазной укладки). Типичные плоские узловые сетки 3 с крупной петлей у алмаза (А4), 6 у графита (А9) и мышьяка (А7) и 84 для селена (А5) (см. на рис. 4.11 структуры, на рис. 4.5 сетки). При плоской координации структурные типы приобретают слоистый характер, в слое действуют ковалентные связи, между слоями — ван-дер-ваальсовы. Размерный фактор ковалентных структур составляет единицу. [c.113]

На основе рентгеноструктурного анализа с высоким разрешением проведено сравнение стереохимических свойств трех типов взаимодействий металл—белок. Для установления структурных и электронных факторов, ответственных за регуляцию активности иона металла, рассмотрены координационные центры металл — лиганд в белках и прослежена связь между молекулярной структурой, стереохимией и электронной структурой и биологической ролью функции иона металла. Гидро( бное взаимодействие порфиринового кольца гемоглобина и миоглобина рассмотрено по данным измерений магнитной восприимчивости, спектроскопии парамагнитного резонанса и исследования поляризационных спектров поглощения монокристаллов. С точки зрения электронной конфигурации (1-орбиталей и геометрии координации обсуждается взаимодействие замещенных ионов металлов в карбоксипептидазе А с карбонильной группой субстратов при гидролизе пептидов. Предполагается, что спектральные изменения, зависящие от pH и наблюдаемые в спектре электронного поглощения, замещенного иона Со(П), каталитически активного в карбоангидразе, обусловлены образованием упорядоченной структуры растворителя вблизи иона Со(И), Корреляция между молекулярной структурой, определенной методами рентгеноструктурного анализа, и электронной структурой координационного центра металл — лиганды, оцененной из спектроскопических данных, указывает на происхождение структурной регуляции реакционной способности иона металла в белках и ферментах. [c.123]

Одновременное уменьшение параметра расщепления и увеличение аксиального искажения могут быть связаны с образованием комплекса, лигандами в котором являются ионы кислорода каркаса цеолита или структурные гидроксильные группы, координирующие ион Си + в экваториальном, но пе аксиальном положениях. Это будет создавать, с одной стороны, неоднородное кристаллическое поле, а с другой — ограничивать подвижность ионов Си +, приводя к анизотропии g-фактора [2]. Предположение о том, что ионы I типа в цеолитах имеют в координационной сфере каркасный кислород или гидроксильные группы, подтверждается также близостью параметров ЭПР сигналов этих ионов (см. таблицу) и ионов I типа, наблюдаемых в воздушно-сухих образцах окисного медно-магниевого катализатора [34], где ион меди окружен кислород- и гидроксил-содержащнми лигандами, создающими поле аксиальной снлс-метрии. [c.124]

Несмотря на то, что особенностью смазок является их высокоструктурированное состояние, любая мыльная смазка в процессе изготовления проходит через все стадии структурообразования, а именно формирование мицелл, надмицеллярных структур и образование структурного каркаса (структуры смазки) в целом. Конечная структура и эксплуатационные свойства смазок определяются такими коллоидно-химическими характеристиками, -как критическая концентрация ассоциации (ККА) и мицеллообразования (ККМ), размеры и форма волокон. Форма мицелл в зависимости от концентрации мыла может меняться от сферической к вытянутой эллипсоидной в виде волокон, что определяется термодинамическими факторами [7]. Высокая энергия связи молекул в мицелле обусловлена ионными взаимодействиями, возможностью образования координационных или водородных связей при участии молекул других полярных веществ. Формирование в малополярной среде мицелл или иных видов ассоциатов приводит к образованию новых более слабых энергетических связей, обусловленных появлением фазовых поверхностей — оболочек мицелл (структурно-механические силы, энергия двойного электрического слоя, поверхностное натяжение, расклинивающее давление Дерягина). Размеры и форма первичных мицелл должны влиять на характер последующего их агрегирования и структурообразования. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология