Электростатическая теория взаимодействия ион вода

Недостатки электростатической теории взаимодействия ион — вода. В значительной части теорий, описывающих влияние ионов на структуру воды, свойства системы в основном объясняют взаимодействием ионов и диполей воды. [c.93]

Как уже говорилось, электростатическая теория кислот и оснований исходит из условной модели, основанной на ионном характере связей и учитывающей силы взаимного притяжения и отталкивания ионов внутри самой частицы. Эта теория не учитывает особенностей взаимодействия рассматриваемой частицы — иона или молекулы — с молекулами воды, поэтому сделанные на ее основе выводы имеют приближенный характер. Тем не менее при сопоставлении однотипных соединений элементов в группах и рядах периодической системы она позволяет в большом числе случаев делать правильные выводы относительно характера изменения их свойств. [c.232]

Ионы в растворах образуются различными путями. Наиболее полно изучено образование ионов за счет электрической диссоциации. Согласно этой теории, молекулы электролита, как правило, полярного соединения, попадая в раствор, взаимодействуют с молекулами растворителя, в результате чего их внутренние связи ослабляются и молекула распадается на ионы — катионы и анионы. Это явление полного или частичного распада молекул на ионы носит название электролитической диссоциации. Большое влияние на степень диссоциации одного и того же электролита в различных растворах оказывает диэлектрическая проницаемость растворителя. В соответствии с законом Кулона, электростатические силы взаимодействия между ионами при одинаковом расстоянии между ними обратно пропорциональны диэлектрической проницаемости среды (для разбавленных растворов). Чем больше г среды, тем меньше сила взаимодействия между ионами, составляющими молекулу, и тем в большей степени ионы изолированы друг от друга и, следовательно, тем выше степень диссоциации электролита при заданных условиях. Например, вода, диэлектрическая проницаемость которой очень велика (е 80), по сравнению с другими веществами является наилуч- [c.5]

Среди большого разнообразия неводных растворителей жидкости с низкими диэлектрическими проницаемостями (д. п.) занимают особое место. Широко используется, например, способность большинства из них не смешиваться с водой. Но интерес к ним вызван не только технологическими соображениями. Растворы электролитов в жидкостях с низкими д. п. интересны ещ,е и потому, что именно для них получены удовлетворительные результаты при проверке электростатических теорий межионных взаимодействий. В то же время систематические исследования, особенно последних лет, в этой области приносят много неожиданностей. [c.265]

Водно-спиртовые растворы представляют практический интерес, так как растворимость солей в них значительно меньше, чем в чистой воде. Кроме того, они интересны и. в теоретическом аспекте, ибо позволяют контролировать изменение диэлектрической проницаемости растворителя при проверке различных электростатических теорий ионного взаимодействий. [c.54]

Облегчает задачу теории то, что дальние электростатические ионные взаимодействия в растворах зависят только от заряда ионов и не зависят от их природы. Предполагая, что ионы являются точечными зарядами в непрерывной среде с диэлектрической постоянной, такой как у воды, Дебай и Хюккель получили теоретическое выражение для коэффициента активности иона в разбавленных растворах [см. раздел XII. 2, уравнение (5)]. Для растворов электролитов многочисленные измерения были выполнены не только в воде, но и в других растворителях с иными диэлектрическими постоянными и при различных- температурах, В каждом случае соотношение Дебая — Хюккеля выполняется, когда раствор достаточно разбавлен. Дальние взаимодействия являются в основном электростатическим притяжением противоположно заряженных ионов и, следовательно, в разбавленных растворах активность иона меньше, чем его концентрация. [c.365]

Вблизи гидрофильных поверхностей плотность воды повышена и давление на стенке выше Рй- Структурная составляющая расклинивающего давления здесь положительна (П8>0). Резкое возрастание структурных сил отталкивания при утончении водных прослоек препятствует слипанию частиц гидрофильных коллоидов и обеспечивает устойчивость тонких пленок воды на гидрофильных поверхностях. В тех случаях, когда состояние поверхности является промежуточным между гидрофильным и гидрофобным, структура воды в граничных слоях изменена незначительно и структурное взаимодействие практически не проявляется. В этом случае взаимодействие м жду поверхностями, разделяющими водную прослойку, определяется, в соответствии с теорией Дерягина — Ландау—Фервея — Овербека (ДЛФО), молекулярной и электростатической составляющими расклинивающего давления [42, 43]. [c.16]

Исследование устойчивости дисперсии ПА в растворах различных электролитов проводили методом поточной ультрамикроскопии. При рН = 2 и рН = 3 в широком интервале концентраций КС1 (от 1-10 2 до 3-10 М) дисперсия ПА является агрегативно устойчивой. При концентрации 5-10 М при рН = 2 в системе наблюдается обратимая агрегация (степень агрегации ш = 1,7). Из расчетов энергии взаимодействия частиц по теории ДЛФО следует, что при концентрациях электролита 1 1, превышающих 1-10 моль/л, на всех расстояниях молекулярные силы преобладают над ионно-электростатическими. Таким образом, наблюдаемое отсутствие агрегации частиц вплоть до концентраций КС1 5-10 моль/л может быть объяснено тем, что реальная потенциальная яма не достигает достаточной глубины, необходимой для образования агрегатов. Это, очевидно, связано с существованием ГС воды у поверхности частиц ПА, что обусловливает возникновение структурной составляющей расклинивающего давления. [c.183]

Физической основой падения активности по сравнению с концентрацией является взаимное притяжение частиц. Взаимное отталкивание частиц в растворе должно, наоборот, вызывать увеличение активности. В разбавленных растворах электролитов электростатическое притяжение ионов оказывается преобладающим v Учет собственного размера ионов эквивалентен учету сил отталкивания, не позволяющих ионам сблизиться на расстояние, меньшее а. Второе приближение теории, учитывающее этот фактор, приводит к менее резкому уменьшению коэффициента активности рис. 1П.4) и позволяет описать опытные данные в более широком интервале концентраций. Однако в концентрированных растворах большая часть молекул воды связана ионами, так что добавление новых порций электролита должно сопровождаться разрушением сольватных оболочек и преодолением сил ион-дипольного взаимодействия. Это эквивалентно преобладанию эффекта взаимного отталкивания ионов над их взаимным притяжением при этом у >1. Таким образом, переход к концентрированным растворам сопровождается резким возрастанием коэффициентов активности. Чтобы описать возрастание коэффициентов активности при больших концентрациях раствора, в уравнение (1П.55) было формально введено эмпирическое слагаемое J [c.48]

По теории коагуляции Б. В. Дерягина и Л. Д. Ландау, при броуновском движении коллоидные частицы свободно сближаются на расстояние до 10 см (в среднем), однако дальнейшему их сближению препятствует так называемое расклинивающее давление, возникающее в тонких слоях воды, находящихся между двумя поверхностями. Расклинивающим давлением называют избыточное (по сравнению с гидростатическим) давление, действующее со стороны тонкого слоя на ограничивающие поверхности. В золях оно обусловлено в основном взаимным отталкиванием противоионов диффузного слоя сблизившихся частиц и, кроме того, силами молекулярного взаимодействия между поверхностями этих частиц н молекулами воды. Под влиянием электростатических полей, [c.179]

Соколов [32] развил квантовомеханическую теорию водородной связи, исходящую из представлений о существовании донор-но-акцепторной связи, обусловленной обобществлением неподе-ленной пары электронов. В системе А—Н---В связь А —Н занимает промежуточное положение между ионной А Н+ и ковалентной. Отвлекаясь от электростатического взаимодействия, отметим, что здесь возникают два новых фактора. Во-первых, вследствие уменьшения электронной плотности вблизи атома Н уменьшается и отталкивание, присущее системе гомеополярная связь А—Н и атом В. Во-вторых, появляется дополнительное притяжение между Н и В, вызываемое перераспределением электронной плотности атома В в поле атома Н, сходное с донорно-акцепторными взаимодействиями. На основе этих представлений получено количественное истолкование спектроскопических проявлений водородной связи. В цитируемой работе было показано, что первой стадией процессов межмолекулярного или внутримолекулярного перехода протона, в частности таутомерных превращений (см. стр. 85), всегда является образование водородной связи. Водородные связи формируют структуру воды и определяют ее свойства. [c.202]

На основе этого положения возникла теория Дебая и Хюккеля, о которой дальше мы будем говорить подробнее. Дебай объясняет различие между идеальными и реальными растворами ионов, основываясь на электростатическом взаимодействии между ними. В дальнейшем оказалось, что совпадение между экспериментальными данными и теорией Дебая имеет место только в очень разбавленных растворах. В концентрированных растворах теория Дебая и Хюккеля не дает результатов, совпадающих с экспериментом. Границей применения этой теории к водным растворам является 0,05— 0,1 н. раствор, а для неводных растворов эта граница понижается до одной сотой и даже до одной тысячной моляр-ности. Недаром о теории Дебая говорят, что это теория слегка запачканной воды, а не реальных растворов. [c.50]

Как было показано Косселем [77], ван Аркелем и де Буром [132], а также Гарриком [49], основные свойства комплексных ионов правильно описываются на основе электростатической теории. Чтобы проиллюстрировать этот метод, рассмотрим правильный октаэдр, образованный двухвалентным ионом Са"+ (2а = 2) и шестью молекулами воды ( лв = 1,83 10"эл.-ст. ед., в = 1,444-10" см ), каждая из которых находится на расстоянии а от центрального иона (рис. 7.3). Поскольку в системе имеется шесть попарных взаимодействий между ионом и лигандами, то энергию системы можно представить в виде [c.182]

Явления переноса в растворах электролита тесно связаны с взаимодействием молекул и ионов. Соответствующие соотношения и связи сложны и многообразны, и их можно выразить посредство1м различных сил. Тем не менее взаимодействие между частицами растворов электролита и явления, вызванные ими, можно классифицировать, разделяя их на две основные группы разной природы. В одной из групп преобладающими силами являются электростатическое притяжение и отталкивание между электрическими зарядами ионов, т. е. кулоновские силы. Эти силы главным образом видоизменяют пространственное распределение растворенных ионов и уменьшают ионную подвижность. Теории, рассматривающие это явление, обычно объединяются под названием электростатическая теория сильных электролитов. В другой группе явлений рассматривается взаимодействие между ионами и молекулами растворителя. С одной стороны, электрическое или какое-либо другое атомное поле ионов нарушает или разрушает структуру воды (или вообще структуру растворителя). С другой стороны, оно связывает молекулы растворителя с ионами более или менее упорядоченными, но обычно не ковалентными связями. Эти явления, называемые сольватацией или в случае воды гидратацией, очень сложны. Однако общее для них состоит в том, что некоторые свойства растворителя, главным образом его структура и, следовательно, его энтальпия, энтропия, мольный объем, сжимаемость и подвижность молекул, изменяются в присутствии ионов. Подвижность молекул воды играет очень важную роль в явлениях переноса, и ионные поля влияют на нее в двух противоположных направлениях подвижность молекул воды возрастает из-за разрушения решетчатой упорядоченной структуры воды и уменьшается под действием упрочняющего структуру ион-дипольного взаимодействия, а также и других вандерваальсовых сил. Если результирующая сила, зависящая от относительной величины этих двух типов влияний, уменьшает подвижность молекул воды, то имеет место положительная гидратация (или, коротко, гидратация), если же результирую- [c.462]

Недостатки теории Бьеррума. Электростатическая теория ионных ассоциаций Бьеррума в основном согласуется с экспериментом, однако она содержит и сомнительные положения и ее можно принять только как первое шриближение. По этой теории ионы считаются жесткими сферическими частицами, которые могут сближаться на расстояние а, и снижение интенсивности кулоновского взаимодействия вычисляется с использованием макроскопического значения диэлектрической проницаемости. В растворах, содержащих многозарядные ионы, как показано Робинсоном и Стоксом [39], применение макроскопического значения диэлектрической проницаемости оправдано. Так, в растворах 3 3-электролитов (например, Ьа[Ре(СЫ)б]) ионы не могут сближаться на расстояния, меньшие 7,2 А, и критическое расстояние образования ионной пары равно 32,1 А. Между сферическими поверхностями с радиусами 7,2 и 32,1 А вокруг ионов содержится примерно 5000 молекул воды, если объем молекулы воды принять таким же (30 А ), как в чистой воде. Для ионов [c.505]

Из-за этого расхождения, а также ввиду некоторых других несоответствий, присущих модели Борна, представление о воде как об однородном диэлектрике было впоследствии отвергнуто. Согласно предложенной модели, расположение молекул воды подобно расположению молекул в кристалле кварца. Авторы некоторых теоретических работ, использовавшие эту модель [55, 56], сохранили в моцифицированной форме некоторые идеи электростатической теории Борна, Другие авторы, оставив теорию Борна, занялись прямыми расчетами энергетических величин, исходя из известных сил межмолекулярного взаимодействия. Одна из первых работ этого направления принадлежит Мелвин-Хьюзу [57], который для вычисления энтальпий гидратации катионов щелочных металлов успешно использовал представление о равновесии сил притяжения (между ионом и диполем, между ионом и индуцированным диполем) и сил отталкивания (борновское отталкивание и взаимное отталкивание ориентированных диполей, окружающих центральный ион). [c.153]

Ион-дипольное взаимодействие подобно притяжению ионов, за исключением того, что оно более чувствительно к расстоянию (l/r вместо 1/г, см. разд. 3.2) и энергия его всегда меньше вследствие неполного разделения зарядов в ковалентном диполе. Такое взаимодействие проявляется, например, при образовании сольватов ионов (гидратов ионов — в водном растворе) в процессе растворения и диссоциации ионных кристаллов в полярном растворителе, например Na(H20)x и FiHjO) в водном растворе NaF. Подобные сольваты (гидраты) многих катионов металлов и некоторых анионов имеют вполне определенный состав в первой зоне сольватации (гидратации), например [Со(Н20)б] + в воде и [Со(ЫНз)б] + в жидком аммиаке. Для описания таких сольватов используется электростатическая теория кристаллического поля (см. разд. 10). [c.177]

Для завершения электронного уровня атому кислорода требуется два электрона. В результате этого атом кислорода может существовать в виде двухзарядного аниона, однозарядного аниона типа ОН или (будучи ковалентносвязанным) в виде нейтрального соединения, такого, как К—О—К. Во всех трех случаях кислород является донором электронов, причем порядок, в котором уменьшается эффективность его как донора, выглядит следующим образом 0 >0Н >-К—О—К. Окислы могут иметь характер от преимущественного ионного (например, Ва—О) до преимущественно ковалентного (как в СОг и 0з04) ион О в водных растворах неустойчив, ибо он образует гидроксил-ион. В ионах и молекулах кислород обычно может образовывать донорные связи при помощи только одной пары электронов, поскольку получающееся при этом перераспределение заряда требует слишком большой электростатической работы, чтобы позволить кислороду отдать и вторую электронную пару. Донорные свойства кислорода весьма важны. Одним из результатов их существования является сильная водородная связь, осуществляемая в водных растворах. Другим следствием является сильная сольватация катионов в воде (ее обычно рассматривают как электростатическое ион-дипольное взаимодействие). При комплексообразовании окси-анионов довольно хорошо соблюдаются требования простой электростатической теории они образуют наиболее прочные связи с катионами малого размера и высокого заряда, и эти два фактора имеют большее значение, чем тип электронной конфигурации катиона. [c.327]

Поляризационную коагуляцию авторы [29, 119] определили как взаимодействие двух частиц в неоднородных полях их ИДМ. В случае ионостабилизированных дисперсных систем (природные и сточные воды) устойчивость к коагуляции определяется балансом двух основных факторов ионоэлектростатического отталкивания двойных слоев и молекулярного притяжения. Во внешнем электрическом поле к этим двум факторам добавляется третий — поляризационное взаимодействие частиц. На основе развитой С. С. Духиным и его сотрудниками диффузионно-электростатической теории поляризации ДЭС [29, 30] получен критерий необратимой коагуляции, связывающий величину критической напряженности ноля кр, приводящая к образованию нераспадающихся агрегатов после снятия поля, с величиной поверхностного заряда частиц [c.68]

На первый взгляд эффективность электростатических взаимодействий не подчиняется никакой разумной с точкх зрения простой электростатической теории закономерпости. В общем сила электростатического взаимодействия либо слабо зависит от размеров ионов, либо оказывается большей для больших ионов, таких, как иодид, перхлорат и тетралкиламмоний, чем для таких, как хлорид, фторид и натрий. Небольшие катионы, такие, как ионы лития и натрия, окружены гидратной оболочкой из довольно плотно связанных молекул воды, поэтому, применяя э.лектростатическую теорию к этим ионам, обычно исходят из соответствующих радиусов гидратированных ионов, а не из их кристаллографических радиусов. Иопы мень- [c.282]

Электростатическая теория высаливания, основанная на рассмотрении диэлектрической проницаемости раствора, была развита Дебаем, Кирквудом и другими. Диэлектрическая проницаемость, безусловно, должна влиять на растворимость, однако макроскопическая диэлектрическая проницаемость слишком приближенно характеризует сольватационную способность растворителя при изменении ее в более или менее широких пределах. Теории этого типа обладают двумя серьезными недостатками во-первых, они не объясняют больших различий в высаливающей способности различных солей во-вторых, они не объясняют всаливания неполярных соединений под действием некоторых солей (рис. 4). В табл. 3 сопоставлены экспериментально найденные константы высаливания для бензола с данными, вычисленными по теории Дебая и по модифицированному Кирквудом варианту этой теории. Очевидно, эти теории предсказывают слабые различия между разными солями, и, что особенно характерно, из них следует, что бромид тетраметиламмония должен вести себя как обычная соль, хотя в действительности он всаливает бензол [25, 45]. Электростатические теории могут быть улучшены путем учета дополнительных факторов. Допускают существование оболочки жесткоориентированных молекул гидратной воды вокруг небольших с высокой плотностью заряда ионов, из которой полностью исключены молекулы органических веществ [46]. Производится также оценка си.[ взаимодействия Ван-дер-Ваальса — Лондона между солью и растворенным органическим веществом. К сожалению, эти модификации теории не устраняют всех трудностей, если рассматривать достаточно широкий ряд солей. [c.290]

Различие между полярными и неполярными соединениями часто подчеркивают в литературе, посвященной гербицидам и механизму их действия. Неполярные соединения часто называют маслоподобными, они более линофнльны полярные соединения больще похожи на воду, они гидрофильны. Даниельс [126] связывает относительную полярность соединения с его ионным характером. Полярные соединения отличаются электростатическими силами взаимодействия, что приводит к образованию гетерополярных (ионных) связей. Неполярные (гомеополярные) связи существуют за счет обменной энергии, что обосновывается квантовой теорией. Вместе с тем два вида связей не исключают друг друга и в какой-то мере присущи одновременно любым связям между атомами. Возможно также существование соединений, обладающих промежуточными свойствами. Поэтому, хотя далапон можно считать, вообще говоря, ионным, гидрофильным и полярным соединением, в недиссоциированном состоянии он проявляет липофильные свойства. [c.234]

Продолжая исследование вопроса об условиях применимости электростатической теории для количественного описав, влияния среды на кинетику ионных реакций в растворе- "", мы изучили взаимодействие некоторк катионов триарилметанового ряда (I)—(Ш) с сульфит-анионом в чистой воде и в присутствии нейтральных электролитов (КС1 и КаКО ). [c.437]

Спектрофотометрическое изучение кинетики исследуемого процесса проводилось при наличии значительного (более чем 1СЮ-кратного) избытка сульфита, что позволило раасматривать изучаемый процесс как необратимую реакцию первого порядка, и в присутствии щелочи (Ю ШаОН) с целью подавления гидролиза сульфита натрия. Использование щелочных буферных растворов нежелательно, поскольку коипоненты последних могут взаимодействовать с исследуемыми объектами . Предварительные исследования показали, что в условиях проведения кинетического эксперимента скоростью реакции катионов с анионом гидроксила и водой можно пренебречь. Тогда в соответствии с представлениями электростатической теории наблюдаемую экспериментальную константу скорости реакции можно записать [c.438]

На основании результатов спектрофотометрического исследования кинетики взаимодействия некоторых триарилметановых красителей с сульфит-анионом в системе растворителей вода-диоксан показано, что для красителя антипиринового ряда (I) влияние диэлектрической проницаемости среды на константу скорости изучаемого процесса подчиняется электростатической теории Бренстеда-Христиансена-Скэтчар-да, а в случае красителей Малахитового зеленого (П) и Кристачлического фиолетового (Ш) наблюдаются отклонения от теории, обусловленные специфическими эффектами растворителя. [c.446]

До сих пор мы предполагали, что коллоид не является электролитом, а это действительно верно для растворов макромолекул в неполярных растворителях. Однако в водных растворах многие макромолекулы, и прежде всего различные биоколлоиды, как правило, находятся в виде ионов. Если же раствор, кроме того, содержит обычные электролиты, то картина еще более усложняется. Здесь осмотическое равновесие сочетается с электростатическими взаимодействиями. Макроионы, которые не проходят через поры мембраны, частично удерживают около себя противоионы и нарушают их равномерное распределение возникает так называемый мембранный потенциал (играющий важную роль в процессах обмена живой клетки). Электростатически обусловленная повышенная концентрация ионов с одной стороны мембраны является причиной более высокого осмотического давления. Добавка электролита экранирует мембранный потенциал (эффект сжатия противоионной атмосферы), а тепловое движение понижает неравномерное распределение ионов, и осмотическое давление понижается. Предельный случай полностью подавленного мембранного потенциала (равномерное распределение всех ионов около мембраны) соответствует осмотическому давлению раствора неэлектролита той же концентрации. Теорию этого эффекта предложил Доннан (1911г.). Допустим, что слева от мембраны находится раствор полиэлектролита N31 с концентрацией с , а справа — раствор обычного электролита, например ЫаС1, с концентрацией с . Мембрана свободно пропускает молекулы растворителя (воды), ионы Ыа+ и С1 , но не пропускает ионы Для простоты вслед за Доннаном примем, что объемы растворов, находящихся с обеих сторон мембраны, одинаковы. Это делает вывод наглядным, не лишая его общности. Предположим также, что оба электролита полностью диссоциированы. Когда в системе установится равновесие, в ту часть раствора, где находится ЫаК, перейдет х молей ЫаС1, так что концентрация N3+ в нем повысится до - + х, концентрация К останется, как и прежде, равной с , а концентрация С1 , которая вначале была равна нулю, составит х. По другую сторону мембраны концентра- [c.45]

Физической основой падения активности по сравнению с концентрацией является притягательное взаимодействие частиц. Взаимное отталкивание частиц в растворе должно, наоборот, вызывать увеличение активности. В разбавленных растворах электролитов электростатическое притяжение ионов оказывается преобладающим у <1 и падает с ростом концентрации. Учет собственного размера ионов эквивалентен учету сил отталкивания, не позволяющих ионам сблизиться на расстояние, меньшее а. Второе приближение теории, учитывающее этот фактор, приводит к менее резкому уменьшению коэффициента активности (рис. 10) и позволяет описать опытные данные в более широком интервале концентраций. Однако в концентрированных растворах большая часть молекул воды связана ионами, так что добавление новых порций электролита должно сопровождаться разрушением сольватных оболочек и преодолением сил ион — дипольного взаимодействия. Это эквивалентно преобладанию отталкиватель- [c.41]

При переходе от воды к неводному растворителю величина электростатического взаимодействия ионов с растворителем уменьшается, а энергия ионов увеличивается. Наоборот, энергия сольватации молекул НА и В с переходом от воды к неводному растворителю увеличивается, а энергия (изобарный потенциал) молекул уменьшается а так как различие в константах определяется разностью 21g7o jj—2 lg7oмoлeкvл> величина А onst, значительно больше, чем это следует из теории Бренстеда. Нужно, однако, иметь в виду, что в действительности влияние растворителей на силу оснований не так уже сильно отличается от влияния на незаряженные кислоты, [c.355]

Таким образом, классическая теория электролитической диссоциации позволила разумно объяснить закономерности, которые казались отклонениями от законов Рауля, Генри, Вант-Гоффа. Она в свое время была шагом вперед и сыграла большую роль в развитии учения о растворах. Вместе с тем теория электролитической диссоциации Аррениуса не может объяснить ряд экспериментальных фактов. Так, трудно себе представить, чтобы такой электролит, как КС1 или Na l, распадался в воде не полностью. Диэлектрическая постоянная воды много больше, чем кристалла, т. е. силы электростатического взаимодействия ионов Na+ и С1- в растворе весьма слабы, и поэтому в воде молекулы Na l не могут образовываться. [c.290]

Анализ табл. 71 показывает, что длины водородных связей типа О—Н...0 изменяются в широких пределах — от 3,4 до 2,4 А, причем наиболее прочные связи имеются у кислот и кислых солей, наименее прочные — у гидроокисей. Это обстоятельство легко понять с точки зрения элементарной теории водородной связи. Поскольку последняя образуется между атомами, уже израсходовавшими свои нормальные валентности в пределах собственных молекул и радикалов, взаимодействие между атомом водорода и кислорода происходит только за счет известного положительного заряда на атоме водорода и отрицательного — на атоме кислорода. В гидроокисях атом водорода входит в состав отрицательно заряженного гидроксил-иона и поэтому электростатическое (точнее сказать, донорно-акцепториое) взаимодействие Н и О здесь будет ослаблено. В кристаллогидратах атом водорода входит уже в состав электронейтральной молекулы воды, и соответственно взаимодействие усиливается. В кислотах водород играет роль катиона и там мы встречаемся с наиболее сильными водородными связями. [c.168]

Существуют два основных подхода к теории образования комплексных соединений. С точки зрения электростатического подхода образование комплексного соединения происходит за счет кулоиовского притяжения частиц и их взаимной поляризации. Важную роль играет энергия кристаллической решетки (III 8 доп. 1). Например, при взаимодействии аммиака с H l ион водорода одновременно притягивается и ионом хлора, и азотом аммиака. Так как притяжение азотом в сумме энергетически выгоднее, образуется соль аммония с катионом. NHi" и анионом 1 , на которые она и распадается при растворении в воде. [c.261]

Следует отметить, что кроме воды известно огромное число самых различных растворителей. И так же, как при образовании водных растворов, центральную роль играют процессы сольватации—взаимодействие молекул растворителя с растворяемым объектом. Значение процессов гидратации при электролитической диссоциации в водных растворах отмечалось впервые в работах И. А. Каблукова (1891) и В. А. Кистяковского (1888—1890), положивших начало развитию теории электролитов, один из важнейших вопросов которой является изучение структуры растворов и характера распределения в них ионов. Установлено, что не только молекулы воды влияют на структуру раствора (поляризация, ионизация), но и растворяемое вещество в свою очередь влияет на структуру воды (растворителя). Как заряженные частицы, ионы обладают электрическим полем, напряжен юсть которого достигает величин порядка 10 В/см. Это поле определяет сильное электростатическое взаимодействие между ионом и полярными молекулами воды. Молекулы воды, находящиеся в непосредственной близости к иону, могут связываться с ним силами химической связи, образуя химическое соединение. Непосредственно присоединенные к иону молекулы воды строго ориентированы, их расположение напоминает структуру кристалла. Следовательно, при растворении электролита структура воды становится неоднородной. Часть молекул воды, которая далека от иона, остается в прежнем состоянии, это собственная структура воды HjO ,, другая часть—псевдокристаллическая структура, характерная для ионной зоны Н О , . В переходном слое между этими зонами вода имеет промежуточную [c.109]

Рассмотрим электролитическую диссоциацию веществ с ионной и полярной ковалентной связью. Предположим, чТо в воду поместили кристаллы хлорида натрия Na — вещества с ионной связью. Полярные молекулы воды электростатически притягиваются положительными концами к отрицательным ионам С1 в хлориде натрия, а отрицательными концами — к положительным ионам Na+ (рис. 5.2). В результате такого взаимодействия нонов с диполями воды ослабляется связь между ионами кристалла, и они переходят в раствор в виде гидратированных ионов. Представление о гидратации ионов, т. е. о возникновении химической связи между ионами и молекулами воды, введено русским учсньш И. А. Каблуковым п явилось развитием химической теории растворов. [c.79]

Влияние различного по величине заряда поверхностей на краевые углы водных растворов исследовалось во многих работах. Так, Оттевил с сотр. [13, 14] показали, что максимальные значения краевых углов при смачивании поверхности иодистого серебра раствором KJ 4- AgNOg достигаются при pAg = 5,4 + 0,2, что отвечает изоэлектрической точке, когда отсутствуют силы электростатического отталкивания. Экспериментально обнаружен рост краевого угла водных растворов КС1 (с ионной силой 0,01 моль/л) на кварце пра снижении pH и приближении к изоэлектрической точке [15]. Пше-ницын и Русанов 16J наблюдали максимальные значения краевых углов капель воды на свежеобразованной поверхности ионных кристаллов при нулевом заряде поверхности. Все эти зависимости краевых углов от состава и концентрации иойных водных растворов могут быть качественно объяснены в рамках теории смачивания Фрумкина—Дерягина изменением сил электростатического взаимодействия поверхностей пленки, приводящим к изменению вида изотерм расклинивающего давления П К) смачивающих пленок. [c.365]

Выше отмечалось, что, начиная с Хаггинса, огромную роль в стабилизации пространственной формы белковой цепи стали отводить пептидным водородным связям. Считалось, что именно они формируют вторичные структуры - а-спираль и р-складчатые листы. Но что в таком случае удерживает эти структуры в глобуле и под влиянием каких сил белковая цепь свертывается в нативную конформацию в водной среде, где пептидные водородные связи N-H...O= и электростатические взаимодействия малоэффективны Можно поставить вопрос иначе. Почему внутримолекулярные взаимодействия у природной гетерогенной аминокислотной последовательности превалируют в водном окружении над ее взаимодействиями с молекулами воды Фундаментальное значение в структурной организации белковой глобулы стали отводить так называемым гидрофобным взаимодействиям. Само понятие возникло в начальный период изучения коллоидного состояния высокомолекулярных веществ, в том числе белков. Первая теория явления, правда, не раскрывающая его сути, предложена, в 1916 г. И. Ленгмюром. Ему же принадлежит сам термин и разделение веществ на гидрофобные, гидрофильные и дифиль-ные. Природа гидрофобных взаимодействий была объяснена У. Козманом (1959 г.). Он показал, что низкое сродство углеводородов и углеводородных атомных групп к водному окружению обусловлено не неблагоприятными с энергетической точки зрения межмолекулярными контактами, а понижением энтропии. На энтропийный фактор обращали внимание еще в 1930-е годы для объяснения причин образования мицелл моющих средств в водных коллоидных растворах (Дж. Батлер, Г. Франк, Дж. Эдзал), однако такая трактовка формирования компактных структур не была перенесена на белки. Впервые это сделал Козман, поэтому гидрофобная концепция носит его имя. [c.73]

Эта теория исходит из того, что сольватные слои, окружающие частицы, обладают упругостью и повышенной вязкостью, препятствуя слипанию частиц, а между поверхностями частиц действует дополнительно расклинивающее давление , вызванное ионной атмосферой и противодействующее силам молекулярного взаимодействия. Коагуляция происходит тогда, когда молекулярные силы взаимодействия частиц превышают расклинивающее давление дисперсионной среды между частицами. Коагуляция возможна тогда, когда к одному золю добавить другой золь с противоположным зарядом частиц (взаимная коагуляция). При этом электростатические силы меняют знак и становятся силами притяжения. При взаимной коагуляции в осадок выпадают совместно частицы обоих золей. Взаимную коагуляцию широко используют в практике для очистки природных и промышленных вод от тонкодисперсных взвешенных частиц. Например, на водопроводных станциях перед поступлением воды на песчаные фильтры к воде добавляют немного Ab(S04)3 или Fe ls, которые, подвергаясь гидролизу, образуют положительно заряженные золи гидроксидов алюминия или железа [c.158]

На рис. 13.41 показан электронный спектр поглощения комплекса [Т1(Н20)б] +, состоящий в видимой области из одной полосы с максимумом при 20000 см . Модель этого комплекса хорошо описывает теория поля лигандов, которая представляет собой сочетание теории кристаллического поля с теорией МО. Преимуществом этой теории является то, что помимо электростатического взаимодействия центрального иона с лигандами принимается во внимание ковалентная составляющая связи (см. разд. 10.6.3). В первом приближении ограничимся учетом одной несвязывающей орбитали с двумя электронами для каждой из шести молекул воды (лигандов), а также пяти 3 -, одной 4 -и трех 4р-орбиталей на центральном атоме. Комбинируя эти 15 орбиталей, получим 15 МО ЛКАО. Симметрия всех этих ор- [c.394]

При переходе от воды к неводному растворителю величина электростатического взаимодействия ионов с растворителем уменьшается, а энергия ионов увеличивается. Наоборот, энергия сольватации молекул НА и В с переходом от воды к неводному растворителю увеличивается, а энергия (изобарный потенциал) молекул уменьшается а так как различие в константах определяется разностью 21gyg — Омолек л величина А onst значительно больше, чем это следует из теории Бренстеда. Нужно, однако, иметь в виду, что в действительности влияние растворителей на силу оснований не так уже сильно отличается от влияния на незаряженные кислоты, хотя, как правило, оно несколько меньше и составляет, например, для метилового спирта около 1,5 вместо 4 единиц р/С для незаряженных кислот, для этилового 4 вместо 5,5 и для бутилового от 5 до 6—так же, как и для карбоновых кислот (табл. 37). [c.401]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология