Ионы, энергия отталкивания

Объяснение химической связи в комплексах с помощью электростатических представлений. Теория, объясняющая образование комплексных соединений, впервые начала разрабатываться в 1916—1922 гг. в исследованиях Косселя и Магнуса (Германия). В ее основу были положены электростатические представления. Очевидно, ион-комплексообразователь притягивает к себе как ионы противоположного знака, так и полярные молекулы. С другой стороны, окружающие комплексообразователь частицы отталкиваются друг от друга при этом энергия отталкивания тем значительней, чем больше частиц группируется вокруг центрального иона. [c.216]

Соотношение (4.16), определяющее величину константы скорости реакции обмена электрона, явно выражает возможность конкуренции между двумя путями реакции легким , когда вследствие большого расстояния между ионами энергия отталкивания реагентов невелика, но в то же время мала вероятность туннельного перехода электрона и трудным , когда реакция происходит при тесном сближении реагентов, при этом усе близка к единице, однако велика энергия отталкивания. При некотором определенном значении Гаь эти две тенденции оказываются сбалансированными и тогда скорость обмена становится максимальной. Это расстояние можно назвать критическим или наилучшим межионным расстоянием. [c.85]

Рис. 10. Зависимость свободной энергии от расстояния между ионами.. / — энергия отталкивания // — эффективная свободная энергия активации туннельного перехода II — энергия перегруппировки.

У Низко- и высокоспиновые комплексы. Теория кристаллического поля достаточно просто и наглядно объясняет магнитные свойства комплексов, их спектры и ряд других свойств. Для понимания этих свойств необходимо знать характер распределения электронов по -орбиталям иона, находящегося в поле лигандов. Последнее зависит от соотношения величины энергии расщепления А и энергии отталкивания электронов друг от друга. [c.507]

Рассчитано, что энергия отталкивания электронов одной и той же орбитали для иона Со равна 251 кДж/моль, энергия расщепления его З -орбиталей в октаэдрическом поле ионов Р составляет 156 кДж/моль, а в поле молекул НзМ — 265 кДж/моль. [c.508]

Испарившиеся п молекул воды реагируют в газовой фазе с ионом, образуя гидратированный ион с радиусом при этом выделяется энергия у. Она слагается из З Нвргии взаимодействия диполей с ионом, энергии притяжения и отталкивания диполей, энергии наведения индуцированных диполей и, наконец, борновской энергии отталкивания. [c.59]

В твердых телах можно выделить устойчивые группы атомов, ионов или молекул, образующих пространственную фигуру, которую называют полиэдром. Структурная устойчивость полиэдра определяется минимумом потенциальной энергии отталкивания и притяжения между лигандами и центрально-симметричным катионом. Тип полиэдра определяется также соотношением радиусов лигандов и катиона. Полиэдры могут иметь строение гантели, треугольника, квадрата, тетраэдра, квадратной и три-гональной пирамиды, октаэдра. Если у каждого полиэдра в ближнем порядке находятся другие полиэдры, то создается ансамбль полиэдров [24, 25]. [c.57]

График зависимости энергии от расстояния г приведен на рис. А.49 (кривая 2). При достаточно малых г необходимо учитывать силы отталкивания между ионами, вызванные взаимодействием электронных оболочек. Энергия отталкивания очень быстро растет по мере сближения ионов (рис. А.49, кривая /), примерно пропорционально a r (где Общая энер- [c.113]

Коагуляция осложняется обратным процессом — процессом пептизации или дезагрегации, т. е. переходом коагулята в золь. Этот процесс совершается самопроизвольно без затраты энергии на увеличение поверхности раздела фаз. Пептизация более вероятна в свежеосажденных системах и зависит от лиофильности осажденного золя. Чем выше лиофильность, тем более возможна дезагрегация. С течением времени в коагуляте протекают процессы взаимодействия частиц, приводящие к уменьшению дисперсности и поверхностной энергии. В этом случае коагуляция принимает необратимый характер, и пептизация в системе не происходит. Пептизация может наступить при введении в систему электролита, содержащего потенциалобразующие ионы. Например, амфотерные коагуляты типа А1(0Н)з пептизируются при добавлении щелочей или кислот в небольших количествах, но достаточных для увеличения заряда на частице. Иногда процесс пептизации коагулята может быть вызван при отмывании осадка от электролита (концентрационная коагуляция). Несмотря на кажущееся различие обоих путей (отмывка от электролита и добавление электролита), механизм пептизации в обоих случаях заключается в увеличении потенциальной энергии отталкивания, приводящем к дезагрегации частиц. [c.91]

У1 < /р) энергия отталкивания закрытых оболочек . 4 и р — константы, определяемые на основе опыта. Баланс сил притяжения и отталкивания < определяет равновесное расстояние между центрами ионов в молекуле К = г , которому отвечает минимальное значение ее энергии 1 . Для вычисления надо знать 7 = г , Л и р. Величины молекул МеХ измерены с высокой точностью. Из условия минимума функции при к = [c.90]

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]

При этом мы принимаем энергию разъединенных атомов за нуль и, как всегда, энергию притяжения считаем отрицательной величиной. На самом деле представление об ионах, как о твердых шарах, является весьма грубым приближением. В действительности энергия отталкивания представляет собой некоторую функцию расстояния между ионами и убывает с увеличением этого расстояния. [c.466]

Прочность ионной решетки определяется прежде всего электростатическим взаимодействием. Как и в случае ионных молекул, отталкивание не вносит никакого вклада в энергию решетки, если следовать приближению твердых шаров. Если отталкивание [c.499]

В наиболее вероятном случае силе притяжения —е /ег соответствует наименьшая сила отталкивания, отвечающая наибольшему расстоянию между одноименными ионами. Энергия будет равна [c.121]

Математическое выражение потенциальной энергии для однозарядных ионов получается суммированием энергии притяжения и энергии отталкивания [c.174]

В случае адсорбции цеолитом полярных неорганических молекул О2, N2, СО, СО2 и ЫНз, состоящих из нескольких атомов и имеющих электрический дипольный и (или) квадрупольный моменты, расчет вкладов энергии дисперсионного и индукционного притяжения и энергии отталкивания в общую потенциальную энергию Ф также можно провести в атом-ионном приближении. Однако кроме этого здесь надо учесть вклады в энергию межмолекулярного взаимодействия электростатического ориентационного взаимодействия электрических моментов молекулы с ионами решетки цеолита. Таким образом, в этом приближении потенциальная энергия Ф равна [c.216]

Рис. 23.22. Энергетическая диаграмма -орбиталей иона металла в октаэдрическом поле лигандов в рамках модели криеталлического поля. В этой модели связь между металлом и донорными атомами считается чисто ионной. Энергия иона металла плюс координированные лиганды меньше, чем у изолированных металла и лигандов, вследствие электростатического взаимодействия между ионом металла и лигандами. Однако энергии -электронов металла повышаются вследствие их отталкивания от лигандов. Из-за неодинакового пространственного распределения электроны, находящиеся на орбиталях и с1- 2-,2, отталкиваются лигащ1ами сильнее, чем электроны, занимающие орбитали ( . и Это различие в отталкивании от лигандов приводит к расщеплению энергетических уровней -орбиталей, показанному в правой части рисунка и называемому расщеплением кристаллическим полем.

Электроны в атомах удерживаются полем ядра это поле притягивает также и свободный электрон, если он окажется вблизи атома правда, этот электрон испытывает отталкивание электронов атома. Теоретический расчет и экспериментальные данные показывают, что для многих атомов энергия притяжения дополнительного электрона к ядру превышает энергию его отталкивания от электронных оболочек эти атомы могут присоединять электрон, образуя устойчивый отрицатель-ньш однозарядный ион. Энергия отрыва электрона от такого иона определяет сродство атома к электрону Подобно энергии ионизации сродство к электрону обычно выражают в электрон-вольтах. [c.54]

Квантовомеханические расчеты показывают, что при присоединении двух и более электронов к атому энергия отталкивания всегда больше энергии притяжения — сродство атома к двум и более электронам всегда отрицательно. Поэтому одноатомные многозарядные отрицательные ионы (0 , 52 , и т. п.) в свободном состоянии существовать не могут. Как мы увидим в дальнейшем (см. стр. 209), есть основания полагать, что такие ионы не существуют и в молекулах и в кристаллах поэтому запись формул Са +З , Си +О и т. п. следует рассматривать лишь как весьма грубое приближение. [c.54]

Зависимости = /(г) отвечает нижняя пунктирная кривая на рис. 96. На очень малых расстояниях проявляются также силы отталкивания, обусловленные взаимодействием электронных оболочек. Борн и Ланде в 1918 г. показали, что энергию отталкивания в первом приближении можно принять обратно пропорциональной расстоянию между ионами в степени п [c.204]

В (16.7) первые четыре члена обозначают потенциальную энергию притяжения электронов 1 и 2 к ядрам А и В соответственно, пятый член — потенциальную энергию взаимного отталкивания электронов 1 и 2, последний член —энергию отталкивания ядер. Аналогично строится гамильтониан и для многоатомных молекул. Полная волновая функция молекулыФ од, учитывающая и спин, должна удовлетворять принципу Паули антисимметрии волновых функций и строится в виде определителя (см. 5). Для молекулы, так же как и для атома, точное решение уравнения (16.1) возможно лишь для системы, содержащей один электрон —для молекулярного иона типа Иг. Уже для молекулы На в выражении (16.7) появляется член (энергия [c.52]

В принципе нет оснований для того, чтобы применять такой метод к молекулам с ковалентной связью. Очевидно, что для таких частиц работа ионизации должна включать особый компонент, который соответствует работе образования ионной пары из ковалентной молекулы. Однако можно ожидать, что этот компонент будет подобен по форме кулоновскому, так что различие может заключаться попросту в коэффициенте пропорциональности. Более серьезное возражение, которое было выдвинуто Питцером, относится к пренебрежению в таких уравнениях, как уравнение (XV.12.1), компонентом, включающим энергию отталкивания, благодаря которой поддерживается равновесная концентрация ионных пар. Если эти силы значительно изменяются с изменением расстояния, например пропорционально можно показать, что энергия отталкивания составляет 1/(2 часть кулонов-ской энергии. Такое же значение имеет энергия взаимной поляризации и ван-дер-ваальсовых сил притяжения. [c.460]

Теория кристаллического поля. Эта теория рассматривает воздействие лигандов на -орбитали иона-комплексообразователя. Форма и пространственное расположение -орбиталей представлены ранее на рис. 1.7. В свободном атоме или ионе энергии всех -электронов, принадлежащих к одной и той же электронной оболочке, одинаковы — эти электроны занимают один энергетический уровень. Лиганды, присоединяемые к положительному иону-комплексообразователю, могут быть нли отрицательными ионами, или полярными молекулами, которые обращены к комплексообразователю своим отрицательным концом. Между электронными облаками -электронов и отрицательными лигана,ами действуют силы отталкивания, приводящие к увеличению энергий -электронов, Однако воздействие лигандов па различные -орбитали неодинаково. Энергия электронов иа -орбиталях, расположенных близко к лигандам, возрастает больше, а на -орбиталях, удаленных от лнгаилов, меньше в результате под действием лигандов происходит расщепление энергетических уровней ё-орбиталей. [c.122]

Энергия ионной кристаллической решетки. Теория ионных кристаллов исходит из того, что в решетке существуют дальнодействую-щие электростатические силы притяжения между разноименными ионами и отталкивания между одноименными. Любой рассматриваемый ион в решетке непосредственно окружен противоионами, а одноименные ионы расположены за ними, и такое чередование сохраняется во всей решетке. Поэтому энергия кулоновского притяжения разноименных ионов преобладает над кулоновским отталкиванием. Надо учитывать такн<е квантовомеханическое отталкивание ионов (см. 28). Однако вклад такого отталкивания невелик, как и вклады поляризации и ван-дер-ваальсового притяжения ионов. Максимально устойчивой, равновесной структуре кристаллической решетки отвечает минимум энергии. Им же определяется и равновесное расстояние между ионами. [c.130]

Особенности поляризации в полярных средах связаны с диффуэно-стью двойного слоя, проявляющейся даже при дипольной структуре межфазной границы, индуцирующей вторичные диффузные слои в глубине обеих фаз. Учет поляризационных сил особенно важен при построении физической картины злектрокоагуляции, в технологии разделения систем с полярными средами, в том числе и очистки природньгх и сточных вод. Устойчивость дисперсной системы в электрическом поле зависит от знака и величины суммарной энергии взаимодействия, обусловленной энергией молекулярного притяжения, ионно-электростатической энергией отталкивания и энергией диполь-дипольного притяжения [43]. [c.15]

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]

П1Я позволяет сделать вывод о том, что с увеличением сродства молекул ПАВ к растворителю (их лиофильности) устойчивость мицелл снижается и соответственно увеличивается ККМ молекул лам ПАВ труднее собираться в мицеллу. То же самое наблюдается прн увеличении диссоциацпи молекул ПАВ и росте заряда мицеллы увеличивается энергия отталкивания одноименно заряженных лиофобных ионов, образующих мицеллы. [c.297]

Таким образом, энергия отталкивания является функцией концентрации электролита и заряда ионов (через К) в диффузном слое, а также обратной толщины диффузного слоя и потенциала на плоскости наибольщего приближения. Она уменьшается с ростом г, с и с уменьшением .51. [c.62]

Представим себе, что лиганды создают равномерное сферическое электростатическое поле, в центре которого находится центральный ион. В этом гипотетическом случае энергия -орбиталей за счет отталкивающего действия лигандов возрастает на одинаковую величину, т. е. все -орбитали останутся энергетически равноценными (рис. 13.2, б). В действительности, однако, лиганды неодинаково действуют на различные -орбитали если орбиталь расположена близко к лиганду, энергия занимающего ее электрона возрастает более значительно, чем в том случае, когда орбиталь удалена от лиганда. Например, при октаэдрическом расположении лигандов вокруг центрального иона наибольшее отталкивание испытывают электроны, находящиеся на орбиталях 2 и направленных к лигандам (рис. 13.3, а и (Т) поэтому их энергия будет более высокой, чем в гипотетическом сферическом поле. Напротив, и 5, -орбитали направлены между лигандами (рис. 13.3, в), так что энергия находяш 1хся здесь электронов будет ниже, чем в сферическом поле. Таким образом, в октаэдрическом [c.357]

Пусть двухатомная молекула состоит из ионов А+ и В с абсолютной величиной заряда е, между которыми действуют силы электростатического притяжения и возникает энергия притяж = =—е /г. Поскольку энергия отталкивания сильнее меняется с расстоянием между атомами, то [c.26]

В дальнейшем различными авторами были предприняты попытки уточнить эту Теорию и устранить некоторые ее противоречия. Так, из-за большого различия в энергиях связи протона со ртутью ( 29 ккал1г-атом) и с молекулой воды в ионе Н3О+ ( 280 ккал1г-ион) углы б и у в точке пересечения потенциальных кривых на рис. 150, б должны быть разными, а величины а — значительно превышающими 0,5. О. А. Есин предложил учитывать энергию отталкивания между адсорбированным атомом водорода и молекулами воды. Учет этого взаимодействия должен был увеличить наклон восходящей ветви на потенциальной кривой Над (см. рис. 150). При учете туннельного разряда водорода теория Гориути — Поляни дает возможность истолковать различную скорость выделения протия, дейтерия и трития за счет их различной способности просачиваться через потенциальный барьер. Наконец, в работах Дж. Бокриса квантовомеханические представления были использованы для расчета трансмиссионного коэффициента х. [c.296]

Поле дра атома, удерживающее электроны, притягивает также и сво( ный электрон, если он окажется вблизи атома. Вместе с тем этот электрон испытывает и отталкивание со стороны электронов атома. Теоретический расчет и экспериментальные данные показывакп-, что для многих атомов энергия притяжения свободного электрона к ядру превышает энергию его отталкивания от электронных оболочек. Атомы могут присоединять электрон, образуя устойчивый отрицательный однозарядный ион. Энергия, выделяющаяся при добавлении электрона к нейтральному атому, который в результате переходит в однозарядный отрицательный ион, называется сродством атома к электрону. Эту величину можно трактовать как взятую с тем же знаком энергию отрыва электрона от отрицательного однозарядного иона. Подобно энергии ионизации сродство к электрону обычно выражают в электронвольтах. [c.34]

ПОЛЯ молекулы с катионами Na+ дает вклад притяжения, а соответствующее взаимодействие с анионами рещетки цеолита дает вклад отталкивания, причем суммарный вклад притяжения преобладает. Это притяжение должно вызвать соответствующее увеличение общей энергии отталкивания. Однако его трудно учесть в рамках атом-ионного приближения, описывающего основной (для адсорбции большинства молекул) вклад в энергию отталкивания. В рассматриваемых ниже случаях, за исключением адсорбции цеолитом NaX сильно полярных молекул NH3, вклад ориентационного эффекта притяжения по своему значению не является определяющим. Поэтому соответствующим еще меньшим по значению изменением общей энергии отталкивания можно или пренебречь, или учесть его косвенно принять, что оно компенсирует поправку р для вкладов дисперсионного и электростатического индукционного притяжения в общую энергию межмолекулярного взаимодействия молекулы адсорбата с цеолитом. Поправка р, как было показано для случая адсорбции полярных молекул [см. уравнение (11.9)], уменьшает преобладающие в атом-ионном потенциале ф1...1 вклады притяжения, что формально эквивалентно соответствующему увеличению отталкивания. Поэтому в дальнейшем при расчете Ф для адсорбции полярных молекул цеолитом в ФА...япоправка р не вводится. [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология