Сила взаимодействия ионов отталкивания

I. Координационное соединение построено из центрального иона и лигандов. Взаимодействие центрального иона и лигандов имеет электростатический характер. Равновесная конфигурация определяется балансом сил притяжения и отталкивания ионов (или иона и диполей) и для многих соединений может быть предсказана из электростатических соображений. Предполагаемая структура должна отличаться минимальным отталкиванием ионов лигандов, т. е. максимальной устойчивостью. Для комплекса АХ2 — это линейная конфигурация, для АХз — правильный треугольник, для АХ4 — тетраэдр, для АХ5 — тригональная бипирамида и для АХд — октаэдр. [c.120]

Как видно из этого уравнения, для того чтобы произошла реакция, необходимо сближение двух одинаково заряженных ионов. По закону Кулона силы взаимодействия между разноименными ионами или силы отталкивания между одноименно заряженными ионами выражаются следующим уравнением [c.91]

В отличие от ковалентной связи, ионная связь пе обладает направленностью. Это объясняется тем, что электрическое поле иона обладает сферической симметрией, т. е. убывает с расстоянием по одному и тому же закону в любом направлении. Как уже отмечалось выше, система из двух зарядов, одинаковых по абсолютной величине, но противоположных по знаку, создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это означает, что два разноименных иона, притянувшиеся друг к другу, сохраняют способность электростатически взаимодействовать с другими ионами. В этом состоит еще одно различие между ионным и ковалентным типами связи ионная связь не обладает насыщаемостью. Поэтому к данному иону может присоединиться различное число ионов противоположного знака. Это число определяется относительными размерами взаимодействующих ионов, а также тем, что силы притяжения разноименно заряженных ионов должны преобладать над силами взаимного отталкивания, действующими между ионами одного знака. [c.144]

В растворах электролитов наряду с силами Ван-дер-Ваальса, силами ион-дипольного взаимодействия и другими короткодействующими силами (т. е. силами, действующими на близких расстояниях) проявляются еще дальнодействующие силы, притяжения и отталкивания между заряженными частицами. [c.204]

Внутренняя и внешняя плоскости Гельмгольца различаются не только расстоянием их до поверхности. Внутренняя плоскость представляет собой слой ионов, которые находятся в своеобразной потенциальной яме. Ионы эти потеряли полностью или частично свою гидратную оболочку. Переход их в раствор требует преодоления некоторого потенциального барьера, связанного с работой против сил специфического взаимодействия ионов с металлом. С другой стороны, переход ионов из объема раствора на внутреннюю поверхность Гельмгольца затруднен эффектом частичной дегидратации. Приближению ионов к поверхности металла на расстояния, меньшие л ,, мешает отталкивание электронных оболочек ионов и электронов металла. Б отличие от внутренней внешняя плоскость Гельмгольца не является слоем ионов, а представляет собой границу, до которой могут подходить ионы (точнее их электрические центры), участвующие в тепловом движении. Между объемом раствора и внешней плоскостью Гельмгольца не существует энергетического барьера, связанного с десольватацией ионов. [c.115]

Второй недостаток теории Аррениуса связан с игнорированием ион-ионного взаимодействия. Ионы рассматривались как частицы идеального газа, а следовательно, не учитывалось обусловленное кулоновскими силами притяжение катионов и анионов и отталкивание одноименно заряженных ионов. Пренебрежение ион-ионным взаимодействием, совершенно непонятное с физической точки зрения, приводило к нарушению количественных соотношений теории Аррениуса. Так, например, строгая проверка уравнения (1.7) показывала, что константа диссоциации К не остается постоянной, а изменяется с концентрацией электролита. Наиболее отчетливо этот эффект проявляется в растворах сильных электролитов, истинная степень диссоциации которых о. близка к единице (так называемая аномалия сильных электролитов ). Но даже в ра-2 19 [c.19]

Соотношение (4.3) справедливо лишь для слабых электролитов с электрической проводимостью, пропорциональной числу ионов в растворе для растворов сильных электролитов, ионы которых в растворе взаимодействуют, оно непригодно. Количественный учет межионного взаимодействия произвели П. Дебай и Е. Хюккель. Они создали достаточно стройную теорию электростатического взаимодействия гидратированных ионов в растворе, получившую дальнейшее развитие (главным образом в отношении электрической проводимости растворов) в трудах Л. Онзагера. В соответствии с основными положениями этой теории взаимодействие ионов рассматривается не только с позиций электростатического притяжения или отталкивания, но и теплового движения, которое стремится разрушить упорядоченное чередование положительно и отрицательно заряженных ионов. В результате действия этих двух сил каждый ион одного знака (рис. 4.1, а) будет окружен диффузной сферой из ионов другого знака. [c.81]

Можно показать, что сила взаимодействия обратно пропорциональна расстоянию между дислокациями. Очевидно, что, как ионы в твердом теле образуют решетку, отвечающую наибольшему превышению энергии притяжения над энергией отталкивания, так и дислокации в твердом теле могут образовать решетку, в которой каждая положительная дислокация окружена отрицательными. [c.279]

Энергия решетки представляет собой работу, которую необходимо затратить на ее разрушение с образованием газообразных ионов. Основной идеей подобного расчета является представление о силах притяжения и отталкивания. Силы притяжения имеют кулоновскую природу, а силы отталкивания невозможно понять на основе только электростатических представлений. Кроме классического взаимодействия одноименно заряженных частиц необходимо учитывать квантовую составляющую сил отталкивания, которая зависит от корреляции спинов. Многими годами раньше, чем была осознана сложная природа сил отталкивания, М. Борн (1918) предложил для их описания выражение [c.174]

В классической теории ионных кристаллов главными силами являются электростатические силы взаимодействия между ионами. Электростатические силы, стремящиеся уменьшить размеры кристалла, уравновешиваются силами отталкивания (перекрытия), которые зависят от расстояний между ионами сильнее, чем электростатические и ван-дерва-альсовы силы. Теоретическая энергия сцепления Е - это энергия, необходимая для того, чтобы вызвать диссоциацию кристалла, находящегося в состоянии статического равновесия при 0 К, и перевести его в идеальный газ. Выражение полной энергии в форме, приведенной Борном, имеет вид [c.222]

Первый член уравнения (П.28) характеризует взаимодействие зарядов двух ионов, сумма второго и третьего — соответственно взаимодействие ионов с наведенными электрическими моментами диполей и этих диполей друг с другом (сюда включена также энергия образования электрических моментов диполей) четвертый член учитывает взаимодействие ионов за счет сил Ван-дер-Ваальса, пятый— энергию отталкивания. [c.76]

Между центральным ионом и лигандами имеет место только электростатическое взаимодействие двух типов ион-ионное— [СоРб] и ион-дипольное— [ o(NH3)g] +. Равновесная конфигурация определяется результирующим действием сил притяжения и отталкивания ионов (или иона и диполей). [c.115]

Прочность и устойчивость кристаллической решетки зависит от сил взаимодействия между образующими ее ионами, атомами или молекулами. Достаточно хорошо изучена эта зависимость для ионных кристаллов. Связь между разноименными ионами в ионном кристалле осуществляется электростатическими силами притяжения. Силам притяжения противодействуют силы отталкивания, которые на малых расстояниях превышают силы электростатического притяжения. В результате взаимодействия этих сил ионы не могут сближаться на расстоянии меньшие, чем в равновесном состоянии, при котором результирующая сила равна нулю. [c.52]

Координационное число. В каждом кристаллическом образовании любая его частица (молекула, атом или ион) взаимодействует не только со своей соседней частицей, но одновременно и со всеми другими частицами, окружающими ее. В результате этого все частицы, расположенные по узлам пространственной решетки кристалла, оказываются более или менее прочно связанными в единую напряженную систему, в которой межчастичные силы притяжения и отталкивания находятся в равновесии. Это соответствует минимуму потен- [c.125]

Силы взаимодействия принято делить на близкодействующие, к которым относят силы отталкивания и силы, ведущие к образованию химических связей, и дальнодействующие — силы Ван-дер-Ваальса, электростатические силы между ионами и силы металлической связи. [c.236]

Ионы, имеющие большие заряды [железо (III), алюминий], характеризуются и значительными величинами энтальпии и энтропии. Теоретическое вычисление теплот гидратации связано с учетом целого ряда слагаемых. После первых, грубо приближенных расчетов по Борну было сделано много попыток так или иначе улучшить теоретический метод. К. П. Мищенко и А. М. Сухотин, исходя из предположения, что эффективный радиус молекулы воды в гидратной оболочке равен 0,193 нм, предложили метод расчета, в котором были приняты во внимание экзоэффекты взаимодействия иона с жесткими диполями воды, а также ориентационной и деформационной поляризации диполей воды, дисперсионные силы между ионом и молекулами воды, взаимное отталкивание диполей в гидратной сфере, отталкивание иона и диполей при перекрытии их электронных оболочек, поляризация растворителя гидратным комплексом и взаимодействие между водой и гидратным комплексом, отвечающее экзоэффекту. Большое число факторов, принятых во внимание в этих расчетах, делает их результаты наиболее надежными. Между прочим указанные авторы пришли к выводу, что тепловое движение не может существенно влиять на координационные числа гидратации вероятность того, что данная молекула в гидратном слое покинет его и оставит свободное место в гидратной оболочке иона, колеблется по порядку величины от 10 (ион лития) до 10 (ион цезия), т. е. ничтожно мала. [c.255]

Допустим в качестве первого приближения, что потенциал парного взаимодействия ионов есть сумма потенциалов — отталкивания, связанного с короткодействующими валентными силами, и- кулоновского [c.316]

Так как каждый ион в ионных кристаллах окружен более близко расположенными ионами с зарядами противоположного знака, то притяжение преобладает над отталкиванием. Этим и обусловлена всеобщая связь частиц в ионных кристаллах. Электростатические силы взаимодействия между ионами в них велики, поэтому ионные кристаллические вещества мало летучи, имеют высокую температуру плавления и большую энергию кристаллических решеток. [c.128]

В растворах сильных электролитов не соблюдается закон действия масс. В таких растворах находятся только катионы и анионы растворенного вещества и практически нет недиссоциированных его молекул. Закон действия масс выведен без учета действия сил притяжения и отталкивания между ионами растворенного вещества и молекулами растворителя. Эти силы особенно заметны в растворах сильных электролитов, где все молекулы растворенного вещества диссоциированы на ионы. В них вследствие полной диссоциации молек л наступает сильное электростатическое взаимодействие всех ионов между собой (силы отталкивания и притяжения). [c.34]

Флокуляция особенно характерна для обратных эмульсий, в которых силы дальнего электростатического отталкивания обычно иеве-лики из-за малых значений заряда капель. - Однако и для заряженных капель в обратной эмульсии электростатическое отталкивание при достаточной их концентрации может не обеспечивать устойчивости к флокуляции это связано с тем, что 1из-за небольшого содержания электролитов в системе и низкого значения диэлектрической проницаемости среды толщина ионной атмосферы может быть очень велика (микроны и десятки микрон), что соизмеримо с расстоянием между каплями. Напомним, что положение энергетического барьера взаимодействия частиц, определяемого равновесием сил молекулярного притяжения и электростатического отталкивания (см. 4 гл. IX), отвечает толщине зазора, близкой к удвоенной толщине ионной атмосферы поэтому капли в достаточно концентрированных обратных эмульсиях как бы уже с самого начала расположены на расстояниях, соответствующих преодолению энергетического барьера. Устойчивость обратных эмульсий к флокуляции возможна при наличии структурно-механического барьера, обеспечивающего достаточно малую величину энергии взаимодействия капель при этом электростатическое отталкивание может содействовать уменьшению сил притяжения частиц. Проблема стабилизации обратных эмульсий против флокуляции капель приобрела в последнее время большое значение в связи с попытками использования подобных систем в виде водно-топливных эмульсий, содержащих до 30% воды. Введение эмульгированной воды в бензин и другие топлива, помимо более эффективного использования горючего, обеспечивают повышение его октанового числа и улучшение состава выхлопных газов при работе двигателя внутреннего сгорания. [c.290]

Электростатическое взаимодействие ионов (притяжение разноименных ионов и отталкивание одноименных) влияет на характер их распределения в растворах, особенно в концентрированных. При высокой концентрации раствора расстояние между ионами невелико и силы взаимодействия большие. Это приводит к тому, что каждый ион стремится окружить себя ионами противоположного знака, т. е. проявляется тенденция к упорядоченному распределению ионов. Стремлению к определенному порядку противодействует хаотичное тепловое движение ионов. [c.117]

Оценивая такое взаимодействие, обычно говорят о силе поля лиганда . Что это не совсем правильно, видно уже из сопоставления Кз[СоРб] и [Со(ЫНз)б]С1 сила поля иона F явно больше, чем молекулы NH3, однако первый комплекс высокоспиновый, а второй низкоспиновый, т. е. ион Со + взаимодействует с NH3 сильнее, чем с F" (что обусловлено, по-видимому, значительным взаимным отталкиванием ионов F , препятствующим их сближению с центральным атомом, достаточному для принудительного спаривания его d-электронов). [c.463]

Потенциальная энергия взаимодействия ионов Я,,, равна сумме сил притяжения (25.6) и отталкивания (25.7) [c.325]

Еще более сложное, но не более строгое приближение было сделано Мельвин-Хьюзом [65], который при подсчете энергии ион-дипольйого взаимодействия учел эффект поляризации и силы отталкивания. Чтобы получить величину взаимодействия диполь — растворитель, была использ ована [66] модель Онзагера для диполя, окруженного оболочкой из молекул растворителя. Авторы воспользовались уравнением Пуассона для того, чтобы оценить влияние ионной оболочки на диполь. Полученные в этом случае ч )ормулы слишком сложны и вряд ли могут быть успешно применены для обработки экспериментальных результатов. Влияние ионной силы в реакциях между ионом и диполем может сказываться не только на специфических взаимодействиях. Для положительных ион-дипольных взаимодействий (0 > 90°) ориентация диполя приведет к тому, что поле иона будет уменьшать поля диполя. В результате следует ожидать, что ионная атмосфера оболочка), окружающая как свободный диполь, так и комплекс, образующийся при взаимодействии иона с диполем, будет гораздо сильнее стабилизировать свободный диполь. Это будет приводить к уменьшению скорости с увеличением ионной силы. В случае отрицательного взаимодействия увеличение ионной силы раствора вызывает увеличение скорости реакции. К сожалению, экспериментальных результатов, которые могли бы подтвердить эти выводы, до сих пор нет. Основная трудность здесь заключается в том, что до сих пор не было сделано ни одной попытки сравнить действие ионов и ионных пар в качестве реагентов [68]. Сложность модели сама по себе достаточно велика, и, по всей видимости, любое из соотношений, которое может быть выведено, сможет получить лишь качественное подтверждение. [c.459]

Молекулярные кристаллы и жидкости. Вандерваальсовы силы ван-дерваальсово отталкивание и лсндсповсксг притяжение. Дп-о.тъ-д -польные взаимодействия, водородная связь и ион-дипольные взаимодействия. [c.600]

Потенциал (12—6—4). Потенциал (12—6—4) был предложен Мейсоном и Шампом [125] в качестве модели для взаимодействия иона с нейтральным атомом. Аналогично потенциалу Леннарда-Джонса (12 — 6) этот потенциал содержит член характеризующий короткодействующие силы отталкивания. Дальнодействующая часть потенциала состоит из двух членов. Первый член, пропорциональный учитывает силы притяжения, возникающие между зарядом иона и диполем, который этот заряд индуцирует в нейтральном атоме. Второй член, пропорциональный представляет сумму лондоновской энергии и энергии квадруполя, индуцированного зарядом. Иначе говоря, потенциал (12—6—4) эквивалентен потенциалу (12—6) с дополнительным индукционным членом r- . Этот потенциал может быть полезен при расчете второго вириального коэффициента fii2 для случая слабо ионизированного газа. В приведенной форме потенциал может быть записан следующим образом [c.223]

Теория кристаллического поля. В теории кристаллического поля (Ван-Флек) основной причиной стабильности комплекса считают электростатическое притяжение, возникающее между ионным или полярным лигандом (например, С1 , Н ,0) и центральным катионом. Рассматриваемые силы взаимодействия сходны с темн, которые су-шествуют в ионных кристаллах отсюда и происходит название теории. -Орбитали приведены на рис. 10. В свободном атоме или ионе энергии всех -электронов, принадлежащих к одной и той же электронной оболочке, одинаковы. Эти электро1И ,1 занимают одии энергетический уровень и потому вырождены. Лиганды, присоединенные к положительному иону, являются или отрицательными ионами, или полярными молекулами, повернутыми к комплексооб-разователю своим отрицательным концом. Между -орбиталями и отрицательными лигандами действуют силы отталкивания, увеличивающие энергию -электронов. В результате этого взаимодействия энергия электронов на -орбиталях, расположенных близко к лигандам, возрастает, а энергия электронов на -орбиталях, удаленных от ли1андов, уменьшается т. е. под действием лигандов происходит расщепление энергетических уровней -орбиталей и вырождение снимается. Так как -электроны в незначительной степени отталкиваются лигандами, происходит замена всего -уровня некоторым новым, который расщепляется на несколько подуровней. [c.46]

В разд. 1.1 уже рассматривалось соотношение напряжение-деформация одиночного сегмента цепи, нагруженного в точках на концах. Однако в (несшитых) термопластах большие осевые усилия не могут быть приложены в точках вдоль основной цепной связи, а будут равномерно распределены по цепи благодаря более слабым межмолекулярным силам. Силы, действующие между молекулами, представляют собой сумму сил короткодействующего (ядерного) отталкивания и сил (электронного) вандерваальсового притяжения (которые включают электростатические силы между ионами, диполями и квадрупо-лями, наведенные силы, вызванные поляризацией атомов и молекул, и, в общем, более существенные квантовомеханические дисперсионные силы). Вандерваальсово притяжение вызывает отверждение и кристаллизацию полимеров теоретически оно достаточно хорошо изучено и детально рассмотрено Ланг-бейном [16]. С учетом этой работы и общего списка литературы к гл. 1 можно утверждать, что вторичные силы не насыщены и не направлены, т. е. не ограничены точными положениями соседних атомов, например тетраэдрическими углами связей. В соответствии со справедливостью данных предположений потенциал межмолекулярных сил, действующий на цепь или сегмент, может быть заменен суммой потенциалов взаимодействия всех подходящих пар атомов. Парные потенциалы содержат в себе составляющую силы притяжения, которую определяют теоретически и которая убывает как шестая степень межатомного расстояния [16], и составляющую силы отталкивания, для которой существуют лишь полуэмпирические выражения. Тогда полная энергия межмолекулярного взаимодействия, т. е. энергия когезии твердого тела, представляется в виде суммы парных [c.131]

Электрону, находящемуся па связываюшей орбитали, соответствует электронное облако с повышенной электронной плотностью в межъ-ядерном пространстве, в результате чего энергия взаимодействия электрона с ядрами оказывается ниже, чем энергия того же электрона на исходной атомной орбитали, где он взаимодействует только с одним ядром. Поэтому нахождение электрона на связывающей молекулярной орбитали приводит к сближению ядер до некоторого расстояния, на котором его связывающее действие уравновешивается возрастающей при сближении ядер силой их электростатического отталкивания. В результате этого между атомами возникает химическая связь. Простейшей частицей с химической связью является молекулярный ион Нг, в котором один электрон на связывающей орбитали взаимодействует с двумя ядрами водорода (протонами). [c.10]

Зависимость эквивалентной электрической проводимости водных растворов сильных электролитов от концентрации в основном определяется силами межионного взаимодействия, зависящими от расстояния между ионами. В растворе электролита сольватирован-кые ионы находятся в тепловом движении и расположение их более беспорядочно, чем в кристалле. Вследствие электростатических сил между ионами даже в разбавленных растворах распределение их не может быть случайным. Притяжение разнозарядных ионов, и отталкивание одинаково заряженных должно приводить к тому, что в среднем вблизи каждого положительного иона возникнет избыток отрицательных ионов (и наоборот). Кал<дый ион окружен ионной атмосферой, заряд которой равен и противоположен по знаку заряду центрального иона (рнс. XIV. 2). Наличие ионной атмосферы вызывает взаимное торможение ионов при их движении в электрическом поле. [c.185]

Между коллоидными частицами действуют две взаимно противоположные силы — притяжения и отталкивания. Под действием силы притяжения происходит слипание частиц, совершающих броуновское движение. Эти силы носят преимущественно характер молекулярного взаимодействия (так называемые ван-дер-ваальсовы силы). Силы отталкивания определяются электрическим взаимодействием между ионами двойных электрических слоев, окружающих каждую коллоидную частицу. Эти силы препятствуют сближению частиц и их соединению, В зависимости от того, какие силы преобладают в данной системе, наблюдается или коагуляция (при перевесе сил притяжения), или более высокая устойчивость (если больше силы отталкивания). [c.324]

Попробуем проследить, что будет, если для завершения валентного уровня добавить нгдостающее количество электронов. Образующаяся при добавлении первого электрона заряженная частица (ион) будет обладать отрицательным зарядом. Вследствие отталкивания одноименных зарядов, добавление каждого следующего электрона будет проходить все более сложно и требовать все больших энергетических затрат. Но ведь можно получить частицу с завершенными уровнями другим путем Затраты энергии на удаление одного электрона из аггома с малым значением энергии ионизации значительно меньше. Образующаяся при этом частица также будет заряжена (положительно), что осложнит отрыв каждого последующего электрона. Однако если число электронов на внешнем уровне мало, то для получения полностью завершенных уровней с внешнего уровня можно удалить все электроны. Энергетические затраты при этом будут значительно меньше, чем при присоединении большого количества электронов, ведь сила взаимодействия зарядов, которую для этого нужно преодолеть, прямо пропорциональна величине заряда. Поэтому выполняется принцип деньга деньгу тяне . [c.51]

Однако внутренняя и внешняя плоскости Гельмгольца отличаются не только различной удаленностью от поверхности. Ионы на внутренней плоскости находятся в потенциальной яме, лотеряв полностью или частично гидратную оболочку. Их переходу в раствор мешает потенциальный барьер, равный работе против сил специфического взаимодействия ионов с металлом. Переходу ионов пз объема раствора на внутреннюю плоскость препятствует эффект частичной гидратации. Подходу ионов к поверхности металла ближе XI мешает сила отталкивания электронов ионов и металла. [c.421]

Сила взаимодействия между ионом и ионным двойником по сравнению с силой взаимодействия двух ионов ослабляется отталкиванием между одно-жменными ионами, поэтому ассоциация в ионные тройники происходит [c.122]

Когда возрастает ф у обеих частиц, силы электростатического взаимодействия вначале меняются пропорционально квадрату потенциала (при постоянном составе электролита и неизменном расстоянии между частицами). По мере роста ф сила отталкивания стремится к некоторому пределу и при ф> 100 мв практически остается постоянной (рис- 47). Это так называемое насыщение сил объясняется тем, что вместе с ростом заряда внутренней обкладки двойного слоя И потенциала поверхности. усиливается и экранировка обкладки противоионами. Дальнейший рост электрического поля в области прекрывания ионных атмосфер и сил взаимодействия обеих частиц прекращается. [c.122]

Первое слагаемое выражения (1.8) описывает взаимное притяжение молекул, а второе—их отта 11кивание, причем показатель степени т обычно принимается равным 10-ь12, тогда как значение и зависит от природы сил прит яжения молекул. Очень резкое возрастание энергии борновского отталкивания с уменьшением расстояния между молекулами приводит к тому, что при малых значениях и (для кулоновского взаимодействия ионов) глубина потенциальной ямы (см. рис. 1-8) определяется в основном энергией притяжения молекул вблизи положения равновесия. [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология