Ориентация молекул воды

Такой вывод косвенно подтверждается слабо выраженным и почти линейным уменьшением диэлектрической проницаемости раствора при увеличении концентрации электролита вплоть до 0,5—1,0 М растворов. Дальнейшее повышение концентрации электролита приводит к некоторому замедлению спада диэлектрической проницаемости и отклонению экспериментальной кривой от прямой линии в сторону больших величин диэлектрической проницаемости. Предполагается, что такой ход кривых е — с обусловлен наложением эффектов упорядочения структуры воды и ее разрушения под действием введенных ионов. Если рассматривать воду как систему, состоящую из квазикристаллических образований, то при введении первых порций электролита наиболее заметно проявляется их упорядочивающее действие — образование внутреннего сольватного (замороженного) слоя молекул воды, частичная ориентация молекул воды во внешнем сольватном слое, уменьшение свободного объема жидкости. Все эти эффекты охватывают главным образом преобладающую аморфную форму воды, связь между молекулами в которой слабее, чем в квазикристаллических образованиях, и приводят к уменьшению энтропии. При возрастании концентрации электролита, когда значительная часть аморфной воды становится [c.64]

Результаты этих расчетов представлены на рис. 6.10 (кривая /). Максимальные значения к близки по порядку величины к толщинам адсорбционных а-пленок воды на поверхности кварца при комнатной температуре [42]. При понижении температуры толщина пленок уменьшается, составляя л 1,5нм при —6°С. Вид температурной зависимости к(1) хорошо согласуется с полученной ранее в работе [315] температурной зависимостью толщины незамерзающих прослоек воды между поверхностью льда и частицами аэросила (кривая 2). Количественное сопоставление кривых / и 2 не имеет смысла, поскольку они относятся к различным системам в первом случае — к незамерзающим адсорбционным пленкам, граничащим с газом, и во втором — к незамерзающим прослойкам между льдом и твердой поверхностью частиц. Еще более высокие значения/г были получены для пленок воды на поверхности льда [308]. Их толщина составляет около 5,0 нм при —6°С, возрастая до 10,0 нм при повышении температуры до —1 °С. Таким образом, толщина незамерзающих слоев воды существенным образом зависит от того, в контакте с какими фазами они находятся, т. е. от природы поверхностных сил, энергии связи и способа ориентации молекул воды вблизи различных поверхностей. [c.115]

Но, разумеется, наличие границы сказывается на структуре кластеров. В объемной воде ориентация молекул воды, естественно, хаотична. В кластерах наблюдается преимущественная ориентация диполей молекул параллельно границе кластера [401, 402, 404]. При этом обнаруживается стремление атомов водорода молекул воды находиться на периферии кластера [400, 402, 404]. В проведенных нами численных экспериментах с использованием других потенциальных функций — потенциалов (1) [393]—эти выводы были подтверждены (рис. 8.4) это свидетельствует о том, что количественные результаты численного эксперимента справедливы для широкого класса потенциальных функций. Границы кластеров выражены достаточно четко, о че.м свидетельствует резкое спадание их средней плотности на некотором расстоянии от центра масса [402, 404]. [c.144]

Все молекулы воды, образующие небольшие (л 15) кластеры, сильно ориентированы полем иона. Среди ближайших к иону (особенно Ыа+) молекул воды преобладает ориентация, в которой неподеленная электронная пара молекул воды направлена к иону [386, 413]. Впрочем, детальная картина распределения ориентаций молекулы воды по отношению к иону зависит от выбранной модели распределения электростатических зарядов в молекуле [414]. [c.147]

Фуппы (-СОО -NHз и др.), а гидратация полярных заместителей - ориентацией молекул воды в результате образования водородных связей. Молекулы гидратно-связанной белком воды можно представить в виде монослоя вокруг ионизированных И полярных групп полипептида, в то время как гидрофобные ра- [c.359]

Нужно оговориться, что скачок потенциала на границе металл — вода в нулевом растворе, т. е. в отсутствие ионного двойного слоя, благодаря адсорбции растворенных молекул и ориентации молекул воды не будет точно равен разности потенциалов на границе металл — вакуум. Это влияние аналогично влиянию адсорбционных слоев на работу выхода электронов в вакууме, широко используемому в электронной технике. [c.384]

Таким образом, при электролитической диссоциации одновременно протекают сл дующие процессы 1) ориентация молекул воды 2) ионн а1П я (в случае полярного электролита) 3) диссоциация электролита 4) гидратация ионов. [c.70]

Здесь в первом приближении не учитывается составляющая, обусловленная ориентацией молекул воды и ионов у пленки, поскольку она не изменяется с 0 и может быть включена далее в константу. [c.99]

Следует отметить, что значения Qx уменьшаются с ростом So для многих объектов, что связано, по-видимому, с худшей ориентацией молекул воды в тонких порах. Можно найти из этих данных молярную теплоту, учитывая, что для плотного мо- [c.126]

Рис, 48. Схема ориентации молекул воды в электростатическом поле, создаваемом ионами хлорида натрия. [c.212]

Чтобы описать положение N ядер в молекуле, необходимо ввести ЗМ координат. Три из них определяют положение и поступательное движение центра тяжести молекулы, оставшиеся три координаты — угловое положение нелинейной молекулы относительно некоторой системы координат. Например, ориентацию молекулы воды можно описать, задавая два угла, чтобы установить направление оси Сг (разд. 13.3), и угол плоскости, в которой находится молекула. Для линейной молекулы необходимо определить только два угла. Таким образом, остается ЪМ — 6 координат для описания колебаний в нелинейной молекуле и ЗЛ — 5 координат для линейной молекулы. Обычно их называют внутренними степенями свободы и с их помощью описывают колебания и внутреннее вращение. Когда имеется значительная потенциальная энергия для внутреннего вращения вокруг некоторой связи, будет происходить колебание относительно среднего положения. Молекула этилена СНг=СН2 имеет большой потенциальный барьер внутреннего вращения, поэтому относительно связи С = С происходят только слабые колебания. В некоторых случаях, подобных молекуле СНз—СНз, потенциальный барьер достаточно мал, и тогда говорят, что внутреннее вращение является свободным при комнатной температуре. [c.474]

Обычная форма льда имеет тетраэдрическую структуру с протонами, расположенными на линии, соединяющей атомы кислорода. Протон находится ближе к одному атому кислорода, чем к другому, поэтому считается, что он принадлежит одному нз (томов. Сколько различных ориентаций молекулы воды возможно в этой решетке [c.600]

Измерения, выполненные методом ЯМР для воды в тонких порах глин, силикагелей и пористых стекол, обнаруживают определенную ориентацию молекул воды поверхностью и снижение их подвижности [20, 23—32]. Это подтверждается не только магнитным резонансом протонов, но и ядер 0, когда удается избавиться от мешающего влияния парамагнитных примесей [27]. Для указанных выше систем измерения дают оценки толщины граничных слоев до г 10" см, причем бол ее высокие оценки относятся к более гидрофильным поверхностям [30]. Времена корреляции молекулярного движения для граничных слоев оказываются повышенными в несколько раз по сравнению с объемной водой, что хорошо согласуется с описанными выше экспериментами, в которых был установлен рост вязкости воды в тонких слоях. [c.199]

Постоянный электрический ток в каком-либо направлении проходит только в том случае, если в том же направлении возможен непрерывный перенос зарядов. Однако после прохождения одного заряда ориентация молекул воды, образующих цепочку, становится такой, как показано в нижней части схемы (2.2). Дальнейший перенос заряда вдоль такой цепи слева направо становится уже невозможен. Тем не менее кристалл льда все же проводит электрический ток. Для того чтобы объяснить это кажущееся противоречие, следует предположить, что перед прохождением следующего протона цепочка молекул воды возвращается в исходное состояние. Такой обратный переход происходит за счет вращения молекул воды в кристалле. Таким образом, перенос протона вдоль цепи водородных связей в сочетании с переориентацией молекул воды обеспечивает возможность миграции протона через весь объем кристалла льда. [c.25]

Для процессов, протекающих самопроизвольно, а именно таким является процесс мицеллообразования, энтропия возрастает. Значительное изменение энтропийной составляющей указывает на существенную роль суммарных энтропийных изменений в процессе мицеллообразования в среде черного сульфатного щелока. Мицеллообразование в большой мере определяется особенностями структуры растворителя. При объединении неполярных частей молекул ПАВ в мицеллы нарушается ориентация молекул воды, наведенная при истинном растворении ПАВ. Это уменьшение ориентации молекул воды приводит к росту энтропии А5>0 и уменьшению свободной энергии системы ДФ<0. Таким образом, при АФ<0 как увеличение энтропии, так и уменьшение АФ указывает на повышение склонности мыл к мицеллообразованию. [c.61]

ИОННЫХ теплоемкостей и для оценки изменений теплоемкости при процессе диссоциации слабой кислоты. После суммирования эффекта ориентации молекул воды, находящихся в непосредственной близости от ионов, и электростатического эффекта Борна, учитывающего влияние молекул, находящихся вне тетраэдрической сольватной оболочки молекул воды, они получили такие значения —ДСр., которые были меньше опытных значений даже в том случае, когда ионные радиусы были приняты равными 1 А. Они предположили, что это несоответствие можно объяснить другими причинами, главным образом наличием свободного объема молекул воды . [c.494]

В действительности для появления такого отличия совсем не обязательно, чтобы гидродинамически неподвижная часть ДЭС находилась возле заряженной поверхности. Для этого достаточно некоторого понижения подвижности ионов вблизи поверхности, или эквивалентного ему увеличения вязкости среды возле поверхности, или снижения диэлектрической проницаемости вблизи твердой поверхности, например в результате адсорбции неполярных примесей, ориентации молекул воды в сильном поле двойного слоя и т. д. Понижение подвижности противоионов может быть вызвано дискретностью поверхностного заряда. [c.612]

Из этой модели становится понятно, что при образовании гидрофобной связи, т. е. объединении неполярных частей молекул, ориентация молекул воды уменьшается, что дает значительные положительные изменения энтропии и уменьшение свободной энергии. [c.251]

Оценим теперь величину угла ф преимущественной ориентации молекул воды в адсорбированном состоянии по сравнению с ориентацией в обычной воде. Если следовать модели Попла [5], предположившего возможность искривления водородных связей, т. е. отклонение этих связей от линии 0—0, то [c.246]

Нр Б - 0,06 КОН + 0,94 Н О В - 0,04 КОН + 0,96Н О ). Стрелка указывает на слабый пик при 3,9 приписываемый 0-0-взаимодействиям молекул Н О, координированных вокруг 0Н . в - слева показана ориентация молекул воды относительно положительно и отрицательно заряженных ионов, справа - двумерная модель раствора КОН. г - РФР раствора ЫС1 с концентрацией (в мольных долях) [c.258]

Так, твердый шестиводный кристаллогидрат СгС1з-6Н20 в зависимости от ориентации молекул воды и хлорид-ионов имеет следующие изомерные формы [c.560]

Наличие на поверхности частиц групп, способных образовывать водородные связи, определяет возможность эпитаксиального механизма образования ГС. Так, исключительно высокая устойчивость золя SIO2 вблизи изоэлектрической точки [24, 502, 503] может быть также объяснена наличием граничных слоев значительной толщины, образованных при ориентации молекул воды за счет водородных связей около незаряженной поверхности, несущей недиссоциированные силанольные группы. [c.173]

Изменение устойчивости ири изменении кислотности среды и незначительном изменении ионной силы может быть объяснено влиянием pH на свойства поверхности ЗЮг и, вследствие этого, на свойства и протяженность ГС. При щелочных pH образование ГС может быть связано с ориентацией диполей воды иод действием сильного электрического иоля поверхности частиц ЗЮг (л Ю В/см). Следует отметить, что при pH = 9- 11 существенную роль в устойчивости частиц кварца могут также играть поверхностные гелеобразные слои иоликремниевых кислот. При pH = 2 наблюдаемая устойчивость системы может быть обусловлена ориентацией молекул воды за счет водородных связей, возникающих около незаряженной поверхности, несущей недиссоциированные силанольные группы [502, 503, 508]. Таким образом, для золя ЗЮ2 в случае как незаряженной, так и высокозаряженной поверхности частиц возможно образование достаточно толстых и прочных ГС, что обусловливает высокую агрегативную устойчивость системы. В промежуточной области (рН = Зч-6), где с одной стороны, часть силанольных групп уже диссоциирована, а с другой стороны, плотность фиксированного заряда еще недостаточно велика, развитие ГС является минимальным. [c.175]

Специфическая адсорбция газовых ионов на частицах аэрозолей значительно осложняет оценку зарядов частиц. Она характерна для частиц, имеющих химическое сродство к газовым нонам, или для систем, в которых межфазный потенциал возникает еще при их образовании. Электрический потенциал на межфазной границе может возннкнуть прн условии резко выраженного различия полярных свойств среды и дисперсной фазы. Примером могут служить аэрозоли воды илп снега ориентация молекул воды на поверхности частиц по оценке А. И. Фрумкина обусловливает электрический потенциал около 0,25 В и их положительный заряд. Электрический заряд на частицах может возникнуть и в процессе диспергирования (баллоэлектризацин) полярных веществ, когда частицы, отрываясь, захватывают заряд с поверхности макротела. Химическое сродство частиц к нонам и возникший потенциал на межфазной границе приводят к тому, что частицы аэрозоля неодинаково адсорбируют противоположно заряженные ионы, и средний их заряд в системе отличен от нуля. Опытным путем установлено, что частицы аэрозолей металлов и их оксидов обычно приобретают отрицательный заряд, а неметаллы и их оксиды заряжаются, как правило, положительно. [c.228]

Существенную роль в мицел-лообразоваиии играет увеличение энтропии системы (сверх эптропин смешения). Наличие в воде ближнего порядка и отсутствие да.яьнего приводит к существованию пустот, дырок , в которые внедряются неполярные группы молекул ПАВ, уменьшая свободу теплового движения молекул воды и энтропию системы. При объединении углеводородных частей молекул ПАВ (гидрофобном взаимодействии) уменьшается наведенная вокруг них ориентация молекул воды, что приводит 188 [c.188]

Гидролиз промежуточного ацилхимотрипсина. Для того чтобы решить вопрос о внутренней реакционной способности ферментного нуклеофила, действующего в ацилферменте, сравним скорость этой псевдо-внутримолекулярной реакции с аналогичной межмолекулярной реакцией. Атакующая группа составного нуклеофила — это молекула воды, эффективная концентрация которой в псевдовнутримолекулярных реакциях вряд ли может превысить, как полагает Дженкс [10], значение 55М, даже если учитывать некоторую степень ориентации молекулы воды при связывании ее в систему с переносом заряда (см. 3 в гл. II). Следовательно, эффективную величину константы скорости второго порядка, которая следует из экспериментальных значений з, можно принять равной к /ЪЪ. [c.164]

Однако Фрумкин подчеркивает, что равенство мфь = мФо — ьфо не должно выполняться строго, так как скачки потенциалов будут изменяться под влиянием контакта фаз в результате изменения ориентации молекул воды. Действительно, для незаряженного ртутного электрода разность потенциалов между точками N ж L (см. рис. 99) равна 0,33 В. Тем не менее Фрумкин считает, что изменение скачка потенциала в поверхности металла под влиянием растворителя невелико, и поэтому величину в первом приближении можно принять для всех металлов постоянной, т. е. = = onst. Из постоянства ДЛя всех металлов следует, что величина электродвижущей силы правильно разомкнутой цепи, составленной из [c.387]

Рис. У-39 показывает, что при одинаковом по абсолютной величине заряде и равном радиусе энергия гидратации аниона выше, чем катиона. Обусловлено это различным типом ориентации молекул воды в обоих случаях (рис. У-40). К катиону вода притягивается своим кислородом, расположенным приблизительно в центре молекулы, а к аниону —одним из водородов, которые размещаются Рис. У-40. Схема на периферии. В последнем случае возможно более тесное сближе- ° " кул воды ° ние, что и сказывается на значениях энергии гидратации. [c.210]

Ввиду непригодности уравнения Борна для интерпретации равновесия диссоциации и термодинамических свойств ионов были предприняты попытки определить эти свойства, исходя из ориентации молекул воды вокруг ионов. Основываясь на даниых о структуре жидкой воды и ориентации ее молекул вокруг ионов, Бернал и Фаулер [71] вычислили теплоты растворения ионо1з в воде. Эли и Эванс [72] дополнили эту теорию вычислениями энтропии ионов, сделанными на основании исследований Латимера [73]. Эверетт и Коульсон [66в] сделали попытку применить этот способ для вычисления [c.493]

Ионы размещаются в структуре воды либо в ее полостях, либо замещая молекулы НгО. В любом случае они вызывают разрушение структуры, во-первых, из-за несовпадения размеров иона и молекулы воды и, во-вторых, из-за вынужденной ориентации молекул воды относительно иона, отличающейся от их ориентации в чистой воде. Наряду с эффектом разрушения ион оказывает и упорядочивающее действие, что связано со следующим. Взаимодействие ионов с молекулами воды вызывает смещение электронной плотности на катион. Это эквивалентно увеличению протон-акцепторных свойств, кислорода). В результате оборот, смещение электронной плотности к кислороду при гидратации аниона эквивалентно увеличению протон-акцеторных свойств кислорода). В результате усиливается взаимодействие молекул воды первого гидратного слоя с молекулами воды второго слоя. Эффект упорядочивания растет по мере увеличения плотности заряда иона и степени ковалентности его связи с водой. Конечное действие иона на структуру воды можно оценить по влиянию ионов на подвижность молекул воды за пределами первого координационного слоя. [c.15]

Полинг считал, что клатратные клетки в структуре воды также представляют собой пентагональные додекаэдры [И], однако рентгепоструктурные исследования не подтвердили этих предположений. Данные рентгеноструктурпых изменений жидкой воды скорее согласуются со структурой, предложенной для объяснения свойств воды О. Я. Самойловым [18]. В структуре модели жидкой воды О. Я. Самойлова предполагается, что равновесная взаимная ориентация молекул воды, связанных водородными связями, существующая в структуре льда I, при плавлении частично разрушается. Молекулы воды, обладающие избытком энергии, при этом мигрируют в полости льдоподобной структуры, заполняя в ней около 50% объема всех пустот. Стесненность движения этих молекул в пустотах деформированной льдоподобной структуры отличает его от движения изолированных молекул в газообразном состоянии. Близкие представления развиваются также в работе Грётхейма и Крог-Му [19]. Г. А. Крестов [2] считает, что модель О. Я. Самойлова наиболее близко отражает реальную структуру жидкой воды. [c.11]

Исходя из представлений Дерягина и Кусакова [15], мы предполагаем, что заряженная межфазная граница раздела является источником ориентации молекул воды, что создает между частицами возможность дипольного взаимо действи я. [c.267]