Разорванные водородные связи

ЧТО ДОЛЯ молекул воды с разорванными водородными связями в граничных слоях воды выше, чем в объемной воде, [c.40]

Физики Бернал и Фаулер (Англия), тщательно проанализировавшие результаты рентгеноструктурного исследования воды, в 1933 г. установили, что ж жидкой воде остаются фрагменты структуры льда. Для большей части молекул в жидкой воде сохраняется тетраэдрическое окружение, которое они имели в структуре льда среднее координационное число молекул в воде близко к четырем, так, при 2, 30 и 83 С оно равно соответственно 4,4 4,6 и 4,9. Большая часть водородных связей, соединяющих молекулы Н1О в кристалле льда, сохраняется и в воде доля разорванных водородных связей при О, 25, 60 и 100 С составляет соответственно около 9, 11, 16 и 20%. [c.167]

Повышение температуры существенно увеличивает концентрацию активных ионов Н3О+ и 0Н в воде, что, в свою очередь, служит одной из причин интенсификации гидротермального синтеза. При нагревании происходит разрушение ассоциатов в воде, возрастают число разорванных водородных связей и концентрация ненасыщенных связей. [c.84]

Таким образом, структура ближнего окружения катионов и характер его изменения с температурой и концентрацией определяются в основном электронным строением ионов. Катионы Сс , Со , N1 и Си в отличие от Сс сильно гидратированы в растворе. Гидратируясь, они разрушают собственную структуру воды. С ростом концентрации число-разорванных водородных связей увеличивается, что приводит к уплотнению структуры раствора. Эти структурные особенности растворов отражаются на температурной и концентрационной зависимости скорости ультразвука и адиабатической сжимаемости раствора. [c.287]

Таким образом, приведенные выше данные указывают на то, что доля молекул воды с разорванными водородными связями в граничных слоях воды выше, чем в обычной воде. В работе [22] обобщены имеющиеся в литературе сведения о свойствах граничных слоев воды и показано, что наиболее полное объяснение возможно, если исходить из представлений о возникновении деструктурированного переходного слоя между объемной водой и упорядоченными под действием внешних силовых полей адсорбционными слоями. [c.62]

Второй граничный слой воды толщиной 7—9 нм формируется в результате ориентирующего действия поверхности твердого тела и адсорбционно связанных слоев воды. Ассоциаты воды в этом слое следует рассматривать как анизотропные домены. Он характеризуется пониженной концентрацией обменных катионов, большей долей молекул воды с разорванными водородными связями. [c.64]

Независимые доказательства природы сольватации в воде дают кинетические данные [32] и результаты исследования растворимости [33], которые независимым путем приводят к выводу, что молекулы воды, окружающие молекулы растворенного вещества, слабо взаимодействующего с растворителем, должнь геометрически вписываться в многогранники, экспериментально наблюдаемые в случае твердых гидратов газов [11, 12, 67, 79]. Такие многогранники, не содержащие разорванных водородных связей, дают естественное объяснение наличию полостей с низкой энергией в теории Эли [23], согласующейся со структурой воды с трехмерной четырехкратной координацией и водородными связями в модели Бернала и Фаулера [5, 71]. [c.57]

Различия в результатах вычислений как Е , с.- , так и доли разорванных связей в жидкости могут иметь отношение к природе потенциальной энергии поверхности взаимодействия молекул воды. Форма этой поверхности может быть такой, что понятие разорванная водородная связь не является полезным для описания взаимодействий молекул воды в чистой жидкости (см. п. 4.8.1). [c.180]

Доля разорванных водородных связей (р), доля молекул (га), связанных с 4, 3, 2, 1 ближайшим соседом, и доля свободных молекул (%) [c.44]

В соответствии с одной из них [69] в воде существуют льдоподобные кластеры. Вследствие кооперативного характера водородной связи разорванные водородные связи и свободные гидроксильные группы расположены не беспорядочно, а локализованы на поверхности раздела между отдельными областями с решетчатой структурой или вдоль дефектов по Френкелю. Примерная картина такой структуры приведена на рис. 1.13. Эти кластеры колеблются с периодом порядка. 10 с это значит, что некоторые из них имеют замкнутые поверхности, граничащие с соседними ассоциатами, другие имеют открытые поверхности. В этой модели учитываются также лишние водородные связи и, таким образом, всю жидкость можно рассматривать как агломерат из молекул, находящихся в разных состояниях. [c.61]

Разупорядоченная сетка жидкости содержит полигональные фигуры как с четным, так и с нечетным числом сторон [4]. К ее структурным дефектам относятся также разорванные водородные связи и разветвления. Таким образом, координационное число молекул льда с постоянной тетраэдрической координацией при плавлении становится неопределенным и варьируется между 1 и 5. Вблизи точки плавления среднее значение координационного числа равно 2,5 [4]. Следовательно, водородные связи в жидкой воде находятся в более напряженном состоянии, чем во льду. [c.19]

Повышение температуры сопровождается увеличением количества разорванных водородных связей и заполненных пустот, уменьшением степени полимеризации (агрегации) и размеров областей, в которых сохраняется ближний порядок. [c.33]

С увеличением напряженности внешнего магнитного поля поляризация электронных облаков усиливается, количество разорванных водородных связей возрастает и увеличивается количество молекул, сошедших с положений равновесия в узлах решетки и попавших в пустоты, вследствие чего повышается плотность воды. Увеличение плотности воды в первый период после магнитной обработки по-видимому может быть объяснено заполнением свободных мест узлов решетки, образовавшихся в результате перемещения части молекул в пустоты структуры, молекулами, находящимися у границ квазикристаллических об- [c.34]

Результаты этих измерений позволяют приблизительно оценить долю разорванных водородных связей при фазовом превращении, если исходить из величины теплоты разрыва водородной связи ,2 ккал/моль для низкомолекулярных спиртов и учесть полную занятость гидроксильных групп в водородных связях (в спектрах исходного полимера отсутствует полоса несвязанных гидроксильных групп) как в кристаллических, так и аморфных областях. [c.228]

Изложены результаты количественного определения термического эффекта в образцах ориентированного и неориентированного полимера и изучена его природа методами дифференциального термического анализа, рентгенографии и ИК-спектроскопии. Физическая картина фазового перехода поливинилового спирта при нагревании представляется в виде процесса двумерного плавления полимера с разрывом и преобразованием межмолекулярных (поперечных) водородных связей. Показано, что теплота фазового превращения ориентированного полимера больше, чем неориентированного. Дана приблизительная оценка доли разорванных водородных связей при фазовом превращении. [c.305]

Типичная непростая Ж. — вода. Направленные и насыщающиеся водородные связи между молекулами, реализующие большую часть сил сцепления, приводят к тому, что молекулы воды в среднем сохраняют примерно тетраэдрич. взаимную координацию, близкую к координации, существующей во льду. Однако одновременно происходит сильное растяжение и изгибание водородных связей кроме того, имеется заметная доля разорванных водородных связей и много дислоцированных молекул, заполняющих собой пустоты тетраэдрич. структуры. Поэтому дальний порядок в системе отсутствует и трансляционной повторяемости истинной, мгновенной структуры нет (тогда как в среднем макроскопические свойства жидкости одинаковы во всех точках жидкой среды). Еще сложнее обстоит дело с другими непростыми Ял., состоящими из многоатомных молекул со сложными взаимодействиями (ассоциирование молекул в комплексы и др.). [c.30]

В настоящее время представление о заполнении пустот структуры воды можно считать довольно убедительным. В связи с этим вряд ли обоснованы предположения Немети и Шерагл о том, что вода состоит из отдельных областей льдоподобной ажурной структуры с незаполненными пустотами, которые погружены в более плотную среду, состоящую из молекул воды с разорванными водородными связями, хотя в принципе верны как развиваемая авторами энергетическая концепция стабилизации структуры воды при введении углеводородов, так и связанные с ней выводы, относящиеся к теории гидрофобных взаимодействий. [c.252]

Два параметра являются общими для большинства этих исследований— энергия, необходимая для разрыва водородной связи, и доля разорванных водородных связей в жидкости при данной температуре. Прокомментируем эти параметры и рассмотрим их значения (см. раздел 5). Мы найдем, что соответствующая интерпретация тепловой энергии воды может быть дана на основе разорванных водородных связей при условии, что математическая модель является достаточно гибкой в способе сог-ласовапия парахметров. [c.179]

Даже спектроскопические расчеты доли разорванных водородных связей дают широкий интервал значений этой величины. Уэлрафен [370] по интенсивности т-полосы подсчитал, что свыше 80% водородных связей разрываются при 65° С, в то время как Уэлл и Горниг [368] оценили по интенсивности Ур-полосы, что менее 5% водородных связей разрываются при той же температуре. Эти и другие спектроскопические исследования обсуж даются в подразделе 4.7. [c.180]

Некоторые авторы проделали конкретные расчеты доли разорванных водородных связей в жидкой воде, основываясь на данных о распределении интенсивности несвязанной валентной полосы, Уэлл и Горниг [368] с теоретических позиций утверждали, что молекулы парообразной воды поглощают частоты выше [c.244]

Доля разорванных водородных связей. Оценку числа р разорванных водородных связей по сравнению с их общим числом в структуре льда проводили разные авторы и получили совершенно противоречивые результаты. Так, для содержания разорванных связей (р) получены следующие величины Полинг — р=15% при 0°С [29] Кросс, Барнхем, Лейтон—р=50% при 40 °С [26] Попл —/7—0% (или по крайней мере очень мало) [28а]. В последней работе предполагается, что водородные связи не рвутся, а изгибаются. [c.43]

НОСТЬЮ свободные молекулы (мономерные, т. е. такие, у которых одновременно разорваны связи по всем четырем направлениям). Хеггис, Хастед и Буханан [30] на основании данных о завиоимости диэлектрических свойств льда и воды от температуры вычислили долю разорванных водородных связей, а также относительную долю (%) молекул, связанных с 4, 3, 2, 1 молекулой, и долю свободных молекул. Все результаты сведены в табл. 1.1. Несмотря на то что приведенные данные следует рассматривать скорее как грубую оценку, все же из них видно, что при плавлении и дальнейшем повышении температуры координационное число уменьшается. Однако эти результаты находятся в явном противоречии с обсуждавшимися ранее данными рентгеновских исследований, которые указывают на увеличение координационного числа. [c.44]

Изучая спектры инфракрасного поглощения воды, Бьюис и Чоппин [34] сделали заключение, что мольные доли молекул воды, не образовавших водородных связей и образовавших одну или две водородные связи, следующие при 6 °С — 0,27 0,42 и 0,31, а при 72 °С—0,40 0,42 и 0,18 соответственно. В процессе плавления разрывается 42% водородных связей. В другом случае при изучении инфракрасных спектров поглощения Люк [35], напротив, не обнаружил при нормальных температурах молекул воды с разорванными водородными связями большинство этих связей рвется только при температурах выше точки кипения при нормальных условиях. Однако все эти выводы довольно сомнительны. [c.45]

Изучали также коэффициент самодиффузии переохлажденной воды. В работе [1246] исследования были проведены в температурном интервале от 30 до —25 °С при использовании для индикации трития. Полученные результаты находятся в хорошем согласии с величинами, измеренными со следами Ю при температурах выше 0°С. При температуре точки замерзания в переохлажденной воде не наблюдалось какой-либо особенности, но энергия активации самодиффузии резко возрастала с уменьшением температуры (4,49, 5,70, 8,20 ккал/моль при 30, О, —25°С соответственно). Эти результаты были интерпретированы на основе теории Эйринга, позволившей сделать вывод, что механизмы самодиффузии, вязкого потока и диэлектрической релаксации по существу идентичны. Согласно измерениям, проведенным в исследовании [124в], энергия активации самодиффузии воды при —31 °С равна 11 ккал/моль. Из результатов анализа инфракрасных спектров и спектров комбинационного рассеяния было найдено, что температурная зависимость коэффициента самодиффузии аналогична температурной за В исимости доли разорванных водородных связей. Это служит э.мпирической основой концепции, приписывающей значительную роль водородным связям и их разрыву в механизме диффузии в воде. [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология