Поверхность кластеров воды

Рис. VII.14. Сферический кластер молекул М1.1ла в воде. Механизм удаления грязи и жира с поверхности с помощью мыла и моющих средств.

Описанные данные по влиянию состояния поверхности на адсорбцию паров воды и, следовательно, энергию смачивания представляют большой интерес для понимания природы гидрофобных свойств углеродных материалов в водных растворах. В приведенной выше модели остаются, однако, неясными физические основания, по которым распространение кластеров воды по поверхности предпочтительнее их трехмерного разрастания. [c.55]

В том случае, если адсорбция определяется дисперсионными взаимодействиями, ее характер не зависит от состояния поверхности углеродного материала, и в частности от количества кислородсодержащих поверхностных групп. В противоположность этому адсорбция воды непосредственно связана с присутствием хемосорбированного кислорода (см. рис. 17) или поверхностных оксидов, которые играют роль зародышей при образовании кластеров воды [99]. Аналогичные эффекты увеличения адсорбции при окислении поверхности наблюдаются и в случае адсорбции низкомолекулярных алифатических спиртов. Так, окисленная сажа селективно поглощает метанол из смеси с бензолом [146]. [c.62]

Конюхов В.К., Тихонов В.И. Адсорбция молекул воды на поверхности кластеров в условиях ЯМР для протонов в слабых магнитных полях./ Краткие сообщения по физике 1,2 ФИ им. П.Н. Лебедева. 1995. С.12-18. [c.422]

В качестве основы одного из датчиков используется свойство воды изменять свои структурные характеристики (размеры кластеров -вода как жидкий кристалл) под воздействием определенного (психического) состояния человека, которые в свою очередь определяются по изменяющимся отражательным и интерференционным характеристикам лазерного луча и поверхности воды (Л-Н.Пятницкий). [c.318]

Предположим, что молекулы воды на поверхности ассоциированы в небольшие кластеры, которые занимают практически такую же площадь, что и молекулы органического вещества, тогда т=1, и уравнение (2.46) переходит в изотерму Фрумкина (2.45). [c.59]

Первая (Ю. Ф. Макогон, 1974, 1985 гг.) состоит в утверждении, что на поверхности контакта газ—вода находится переходный слой, в котором в пересыщенном состоянии находится как вода, так и газ. Поверхность контакта представляет собой ...торосистое нагромождение разрозненных кипящих кластеров.. . . Между кластерами воды расположены внедрившиеся молекулы газа. Нуклеация происходит при соответствующих термобарических условиях в результате фиксации молекул воды и газа в этом переходном слое. На наш взгляд, такое представление носит сугубо умозрительный характер и имеет право на существование скорее как художественный образ, а не как физическая модель процесса. Иная точка зрения на механизм зародышеобразования высказана Р. М. Мусаевым (1985 г.). [c.113]

Поскольку при добавлении тепла происходит медленное разрушение связанных водородной связью кластеров HjO, вода имеет большую теплоемкость, чем многие из других распространенных жидкостей, за исключением аммиака. Кроме того, вода имеет необычно высокую теплоту плавления и теплоту испарения. Совокупность этих трех свойств делает воду эффективным термостатом, который поддерживает температуру на поверхности Земли в умеренных пределах. При плавлении льда поглощается огромная энергия, а нагревание воды на каждый градус требует большей затраты тепла, чем для большинства других веществ. Соответственно при охлаждении воды она выделяет в окружающую среду больше тепла, чем многие другие вещества. [c.621]

Грубо говоря, молекулы органического вещества как бы конкурируют за место на поверхности электрода не с отдельными молекулами воды, а с некоторыми ассоциатами (кластерами), состоящими из трех-четырех молекул Н2О и занимающими на поверхности практически такую же площадь, что и одна молекула адсорбата. В самом деле, как показывает статистический анализ процесса совместной адсорбции частиц А и В, из которых В занимает одну элементарную ячейку на поверхности, а А — т таких ячеек, в рамках хорошо известного в физике приближения среднего поля получается изотерма вида [c.59]

На основании представлений о мерцающих кластерах развивается доменная модель воды. Домены мерцают в жидкости как единое целое с частотой 10 с , имеют большие электрические моменты, направленные параллельно или антипараллельно друг другу. При замерзании домен воды содержит до 40 молекул. В системах жидкость — поверхность твердого тела (адсорбированные слои воды, пересыщенные слои раствора, мембранные процессы) существенную роль играют кооперативные явления, в которых большое число связанных молекул воды реагирует на внешние воздействия. [c.87]

При вхождении в систему пористого слоя новообразований и включении в нее мембранных явлений чувствительность системы к внешним воздействиям резко возрастает, поскольку может появляться своеобразный эффект усиления сигнала . Не исключено, что кооперативные процессы проявляются также при адсорбции воды на цементных частицах (кластерные образования, гроздья) и при формировании из водных кластеров на поверхности гидросиликатов зародышей льда в процессе замораживания цементного камня. В таких сопряженных системах участвуют как атомы активных центров, так и молекулы водного кластера. Регибридизация связей зр , зр-, 3- и др.), вероятно, способствует образова- [c.87]

Авторы работы [147] при исследованиях адсорбции воды изучили природу гидроксильных групп на частично дегидратированной поверхности кремнезема и роль таких групп как центров кристаллизации. Очевидно, эта роль заключается в индуцировании определенной степени упорядоченности в отдельных кластерах молекул воды, присоединяемых к небольшим полярным центрам на гидрофобной поверхности, что в конечном счете ведет к формированию зародышей кристаллизации льда. Такая поверхность представляет собой основу для проявления эффекта [c.972]

Водородные связи образуются не только между ОН-группами целлюлозы, но также и между ОН-группами целлюлозы и воды. В зависимости от содержания воды с поверхностями целлюлозы связываются отдельные молекулы воды или кластеры [28]. Адсорбция воды образцом целлюлозы зависит от числа свободных ОН-групп, т. е. от числа ОН-групп, не связанных друг с другом. Это видно из изотерм адсорбции и десорбции. Выделенная древесная целлюлоза адсорбирует больше воды, чем хлопковая, прн одной и той же относительной влажности воздуха (рис. 4.8). Разность в значениях гистерезиса дополнительно указывает на меньшее число свободных ОН-групп в хлопковой целлюлозе по сравнению с древесной. [c.65]

В реальных условиях, кроме морского или почвенно-эрозионного аэрозоля, атмосфера содержит значительное число мелких, субмикронных частиц. Наиболее тонкодисперсная фракция аэрозолей в атмосфере генерируется процессами газохимических реакций с образованием кластеров. В реальной атмосфере наиболее широко распространенным компонентом этого типа аэрозолей являются соединения серы, благодаря чему он получил название сульфатного. В стратосфере сульфатный аэрозоль продуцируется процессами фотохимических реакций с образованием частиц растворов серной кислоты. Среди других компонентов к этому типу источника аэрозолей принадлежат частицы воды или водных растворов, генерируемые в процессе ионной гидратации. В промышленных районах в результате ионных реакций образуются частицы сажи. Причем сам процесс полимеризации частиц сажи может происходить как путем образования кластеров, так и каталитически на поверхности уже существующих частиц субмикронной фракции. Далее обратимся к анализу процессов генерации сульфатного аэрозоля, имея в виду его широкую распространенность. [c.15]

По мере расшифровки структуры различных белков (особенно в последние годы) становилось все более очевидным, что глобулярные белки, как и миоглобин, сохраняют свою структуру преимущественно благодаря взаимодействию между гидрофобными остатками. Внутри молекулы белка боковые группы уложены исключительно компактно. Если где-нибудь в структуре остается свободное пространство, оно обычно заполняется водой [24, 25]. Например, плотность упаковки (отношение объема, ограниченного вандерваальсовой оболочкой, к полному объему) молекул лизоцима и рибонуклеазы составляет 0,75 для сравнения укажем, что для плотно упакованных сфер теоретическое значение плотности упаковки равно 0,74. Полярные группы обычно находятся на поверхности, но иногда бывают утоплены внутрь, образуя водородные связи с другими группами внутри молекулы белка. На отдельных участках поверхности встречаются и неполярные боковые цепи, которые в ряде случаев сгруппированы в гидрофобные кластеры. Последние могут обусловливать взаимодействие с другими белками или с липидными участками мембран. [c.96]

В общем случае в отсутствие посторонних осаждающих поверхностей процесс возникновения новой фазы развивается следующим образом. Сначала молекулы образуют небольшие кластеры, которые постепенно растут, пока не превращаются в более или менее крупные капельки или кристаллики. Наконец, вследствие продолжающегося роста капелек или кристаллитов или их коалесценции новая фаза становится видимой невооруженным глазом. Если давление пара немного больше давления насыщенного пара или если допускается небольшое переохлаждение жидкости, новая фаза не образуется. Давление пара может значительно превысить равновесное, но это не приведет к каким-либо изменениям, по а, наконец, при определенном давлении не начнется интенсивное образование мелких капелек, в результате чего пар становится непрозрачным и превращается в туман. Растворы или жидкости также могут быть значительно пересыщены или переохлаждены. Например, очень чистую воду можно охлаждать до —40 °С, и только после этого произойдет ее самопроизвольное замерзание. Явления подобного рода Фаренгейт наблюдал еще в 1714 г. [1]. [c.297]

Используя метод квантово-химического расчета в кластерном приближении показано, что скорость коррозии титана в этаноле превосходит скорость коррозии в воде. Поверхность задавалась кластером разорванные связи кислорода компенсировались [c.26]

Сорбция воды определяется физическим состоянием материала, свойствами поверхности и структурой. Применительно к полимерным материалам следует учитывать химическое строение структурного звена и цепи полимера, его надмолекулярную структуру характер микропустот, тип наполнителя и т. д. Сорбированная влага в зависимости от ее энергетического состояния и полярности полимера может диффундировать вовнутрь. Проникая в материал, влага способна образовывать кластеры, сквозные каналы. [c.451]

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

Гетерогенную нуклеацию ионного осадка можно рассматривать как последовательный процесс [29], состоящий из диффузии ионов или ионных пар к поверхности и их адсорбции и поверхностной диффузии с образованием двумерного сгустка (кластера) или островка. Образующийся при этом критический центр кристаллизации состоит, по-видимому, из сравнительно небольшого числа ионов [19]. Если параметры кристаллической решетки затравки и вещества, находящегося в пересыщенном растворе, близки, то энергетический барьер нуклеации понижается, и наступают благоприятные условия для образования центров кристаллизации. Так, вода в присутствии порошкообразного иодида серебра может быть переохлаждена всего на 2,5 °С, тогда как в присутствии порошкообразного тефлона она может быть переохлаждена по меньшей мере на 16 °С. Параметры кристаллической решетки иодида серебра и воды близко соизмеримы. Если некоторые из атомов иода в иоди-де серебра замещаются атомами брома, несовпадение параметров решетки со льдом еще меньше, и переохлаждение воды тоже меньше [30]. [c.164]

На основании этого можно прийти к интересному выводу, касающемуся объемного поведения капель жидкой воды (кластеров). Поскольку при любой данной температуре поверхно- [c.20]

В. При содержании воды около 0,1 г/г белка начинается образование кластеров, группирующихся преимущественно вблизи полярных групп, и заряженных атомов на поверхности белка. Это изменение доказывается прерывным характером ИК- [c.133]

Это может быть связано как с малым размером (несколько нанометров), так и с сильным взаимодействием молекул жидкости с твердой матрицей. В связи с этим наблюдение малоподвижной воды в наносистеме со слабым взаимодействием вода — поверхность твердого тела представляет особый интерес. Значительная часть пор пороласа имеет размеры меньше, чем в пористом стекле [18]. Именно очень малым кластерам воды, находящимся в самых малых порах (в количестве 0,7 г/г сорбента) и приписывается упругая доля РРМИ — /л(Н20) > 0. Можно предположить, что этот результат объясняется малыми размерами кластера воды, для которого уменьшается число вакансий или флуктуаций плотности, что приводит к снижению скорости самодиффузии молекул воды в пределах кластера, который как целое также малоподвижен из-за ограничения поверхности поры сорбента. [c.145]

Известно, что даже при высоких температурах и низком давлении на поверхности катализатора существуют водные кластеры. Квантово-химиче-ские расчёты для водных кластеров, содержащих от одной до трёх молекул воды, показали, что при увеличении размера водного кластера энергия отрыва протона значительно увеличивается п = 1 163,1, п = 2 196,6, п = 3 220,7 ккал/моль). Энергия комплексообразования субстрата при взаимодействии с протонированным водным кластером понижается в ряду п = 1,2,3 и приблизительно линейно зависит от величин энергий отрыва протона от соответствующих водных кластеров. Из приведённых расчётов следует, что в зависимости от силы кислотных центров меняется и энергия комплексообразования, т. е. изменяя кислотные свойства катализаторов, можно изменять их селективность. Таким образом, когда происходит реакция восстановления окиси палладия с образованием тритиевой воды, носитель насыщается активированным тритием. За счёт обратного спилловера трития (ОСВ) на активных центрах катализатора возникают протонированные водные кластеры, на которых происходит изотопный обмен [c.529]

Зародыши кристаллизации гидрата легче образуются на свободной поверхности контакта газ — вода. Поверхность контакта газа и воды в предкристаллизационный период представляет собой структурную поверхность, состоящую из нагромождения разрозненных кипящих кластеров. Между отдельными кластерами воды расположены сорбироваьжые молекулы растворенного газа. Максимальное число молекул газа содержится непосредственно у поверхности контакта газа и воды. [c.53]

Согласно данным Андерсона и др. [68], на гидроксилированной поверхности в присутствии адсорбированной воды могут находиться два типа молекул воды и два типа групп SiOH. Мономерная молекула Н2О может быть связана с одиночной группой SiOH. Кластер, состоящий из молекул Н2О, может образовывать сетку, связанную водородными связями. Группы SiOH могут быть несвязанные и связанные с молекулами Н2О. [c.875]

Межфазная конвекция на поверхности капель. легко наблюдается в системе вода — диэтиловый эфир. Показатели преломления э 1их жидкостей отличаются только на 0,019, поэтому эффект кривизны капли в значительной степени исчезает. При переносе к-бутанола из воды в эфир конвективные ячейки появляются при концентрации 0,04%. Они образуют вокруг капли полосу, которая затем расширяется и при начальной концентрации 0,16% покрывает всю поверхность капли (фото 6.9). При концентрации 0,4"о расширяющиеся движения с длинным периодом появляются совместно с конвективными ячейками и при концентрации 0,8% кластеры конвективных ячеек периодически возиикают у основания капли и медленно перемещаются к ее вершине (фото 6.10). При более высоких концентрациях становится заметной эрупция (фото 6.11). Подобное явление наблюдалось и на падающих каплях. [c.235]

Кроме того, значения коэффициентов распределения и факторов разделения могут зависеть от распределения незаряженного комплекса или ионного ассоциата между двумя фазами. Так как незаряженный комплекс в большинстве случаев имеет гидрофоб- ную поверхность, то закономерности распределения такого комплекса должны в основном совпадать с закономерностями для органических соединений. Распределение органических соединений между водой и растворителем тесно связано с растворимостью этих соединений в воде, так как растворение в этом случае можно рассматривать как распределение вещества между водой и собственной органической жидкой фазой. Хорошо известно, что растворимость в воде углеводородов, являющихся членами одного гомологического ряда, снижается по мере увеличения числа углеродных атомов. Показано [4], что для каждой группы углеводородов (парафинов, циклопарафинов, олефинов, ацетиленов, ароматических углеводородов) имеется линейная зависимость между стандартной свободной энергией растворения и молярным объемом растворенного соединения. Более того, имеющиеся данные [5] позволяют предположить, что основной вклад в изменение положительной стандартной энергии растворения в воде вносит отрицательное изменение энтропии. Низкая растворимость углеводородов в воде и энтропийный характер этого процесса являются результатом структуроформирующего поведения углеводородов. Согласно Франку и Эвансу [6], органические молекулы, растворенные в воде, повышают долю тетракоординированных молекул воды. Образование кластеров тетракоординированных молекул воды вокруг растворенных углеводородов (или подобных им соединений) эквивалентно приближению ориентации молекул воды к льдоподобной структуре. Это сопровождается существенным снижением энтропии, так как молекулы воды, образующие кластер, теряют при этом трансляционную степень свободы. [c.21]

Наиболее подробно разработан механизм упорядочения структуры воды в модели Иомети и Шераги [16]. Согласно представлениям этих авторов, растворение углеводорода в воде сопровождается образованием частичного клатрата из молекул воды вокруг молекулы углеводорода (рис. 1). Так как при этом выпуклая поверхность почти сферического кластера становится вогнутой, то поверхностные молекулы воды могут образовывать максимальное число водородных связей с соседями — четыре. Кроме того, образуется дополнительный — пятый ван-дер-ваальсов контакт с молекулой углеводорода, т. е. молекула воды становится пентакоординированной. При этом понижается энергия молекул воды на величину (рис. 2). Размещение молекул углеводорода в районах несвязанной воды может происходить только заменой контактов вода — вода контактами вода — углеводород. При этом сильные дипольные взаимодействия заменяются на более слабые индукционные и дисперсионные и энергия несвязанных [c.12]

Для капель жидкости АР — величина положительная, и поэтому в их присутствии упругость паров больше нормальной. Для воды, например, Р/Р° равно 1,001 при г==10" см, 1,011 при г--10 " см и 1,114 при /-=10 см. Повышенная упругость паров экспериментально проверена для маленьких (радиуса порядка 0,1 мкм и выше) капель воды, днбутилфталата, ртути и других жидкостей [20]. Это явление дает простое объяснение способности паров к пересыщению. Образование новой жидкой фазы протекает в несколько стадий образующиеся вначале ас-социаты (кластеры) могут затем расти или агрегироваться в канельки, которые в свою очередь могут вырастать до макроскопических размеров. В отсутствие пыли или других посторонних поверхностей, на которых указанная последовательность может нарушаться, энергия активации, образования жидкой фазы на ранних стадиях соответствует увеличению свободной энергии, обусловленному кривизной поверхности (см. разд. П1-2). [c.48]

Стимуляция зародышеобразования с помощью посторонних тел, конечно, относится к хорошо известным явлениям. Большинство химиков знает, что на практике для того, чтобы вызвать кристаллизацию, иногда достаточно потереть палочкой о стенку стакана Правда, как отмечает Уили [42], никакие вещества, кроме самого льда, не способны вызвать образование зародышей льда вблизи О °С. Одномикронные частицы йодида серебра, имеющие такую же, как лед, кристаллическую структуру и очень близкие параметры решетки, вызывают образование зародышей льда только при температуре ниже —4°С [43]. По-видимому, можно найти более эффективные стимуляторы зародышеобразования в парах воды [44], По мнению Флетчера [45], энергетический барьер роста кластеров льда на поверхности посторонней частицы минимален, если на трехфазной границе частица—лед—вода краевой угол мал. Это означает, что поверхность такой частицы должна быть гидрофобна. Механизм зародышеобразования в парах воды представляет особый интерес в связи с проблемой получения искусственных осадков. [c.305]

Предполагается, что адсорбция воды на углеродных материалах протекает по кластерному механизму за счет образования водородных связей с кислородсодержащими поверхностными соединениями. Каждая адсорбированная молекула воды является вторичным адсорбционным центром, способным образовывать водородные связи с другими молекулами воды. Рост этих кластеров, а затем их слияние приводит к образованию монослоя водьь на поверхности стенок микропор [103. Считается, что для молекул воды, адсорбированных вторичными центрами, энергетически более выгоден переход к не заполненной водой поверхности микропор, т. е. послойное заполнение водой поверхности микропор происходит после образования на их стенках монослоя> Это принципиальное отличие в моделях адсорбции паров неполярных жидкостей и воды на углеродной поверхности обусловлено [99, 103] практическим отсутствием в последнем случае дисперсионных взаимодействий. При адсорбции воды геометри- [c.54]

Требованию теории Франка, чтобы молекулы в кластерах были соединены между собой несколькими водородными связями, могут удовлетворять различные типы структуры каркаса. Можно предположить, что (в основном при низких температурах) достаточно большое число кластеров имеют три-димитоподобную структуру льда, поскольку она обладает относительно высокой объемной плотностью водородных связей. Вычисления, проведенные Немети и Ширагой [62, 64] методом статистической термодинамики, показали, что, как правило, при 20 °С размер молекулярных кластеров не превышает нескольких молекулярных диаметров и объединенными оказываются 55—60 молекул. Число молей кластеров на 1 моль воды равно 0,0124. В соответствии с указанными выше вычислениями примерно 70% молекул воды связаны в кластеры при этом 23% молекул, находящихся внутри кластера, образуют по четыре водородные связи, остальные, находящиеся на его поверхности, образуют по три (20%), по две (4%) и по одной (23%) водородной связи. [c.60]

Оказалось, что во всей области заполнения поверхности, вплоть до образования полимолекулярных кластеров, адсорбция перечисленных выше тщательно обезвоженных неводных адсорбтивов вообще не изменяет параметры БПС и рекомбинационных центров. Дефекты, составляющие основу этих состояний, прямо не взаимодействуют с перечисленными молекулами. Иначе проявляет себя адсорбция паров воды и ацетил ацетон а. В области низких концентраций адсорбированных молекул (/га<Ю см ) какие-либо изменения в БПС отсутствовали. Однако при Лд>10 см в полном соответствии с литературными данными происходило резкое уменьшение концентрации БПС и рекомбинационных центров. Было показано, что наблюдаемый процесс нейтрализации БПС обязан протонным процессам. Протоны образуются за счет диссоциации координационносвязанных молекул воды и ацетилацетона, ответственных за возникновение адсорбционных МПС. Протонные процессы становятся эффективными при достаточно высоких заполнениях, когда возникают полимолекулярные кластеры молекул, в которых облегчены условия диссоциации молекул и транспорт протонов вдоль поверхности. Дополнительная адсорбция протоноакцепторных молекул пиридина приводила к подавлению протонных процессов. Указанные явления отсутствовали при адсорбции аммиака и органических молекул, чьи константы диссоциации на много порядков ниже, чем у молекул воды. [c.55]

Остановимся теперь на состоянии различных компонентов в эмульсионной системе. Небольшая часть эмульгатора растворяется в воде. Основное же его количество агрегирует в небольшие коллоидальные кластеры или мицеллы. Между частицами эмульгатора в растворе и в мицеллах существует динамическое равновесие. По данным светорассеяния коллоидные мицеллы имеют стержнеподобную форму [5]. Каждая мицелла состоит пз 50—100 молекул эмульгатора и в д.липу имеет 0,1—0,3 мкм, диаметр же мицеллы равен удвоенной длпне молекулы эмульгатора. Молекулы эмульгатора в мицелле располагаются таким образом, что углеводородные концы их направлены к центру мицеллы, а их ионные группы — к воде. Чпсло и размер мицелл зависит от соотношения между количествами эмульгатора и мономера. При повышении количества эмульгатора увеличивается число частиц меньшего размера, т. е. нри этом возрастает поверхность мицелл. [c.258]

Тот факт, что наличие поверхности резко изменяет естественный порядок в объемной фазе, дал повод Стиллинд-жеру (1) рассмотреть переохлаждение воды в кластерах. При рассмотрении структуры льда /д и воды, образовавшей водородные связи в упорядоченных и разупорядоченных структу-рах типа многоугольника, с позиций статистической механики автор получил качественную оценку величины снижения температуры, соответствующей максимальной плотности. Данное приближение дает также объяснение поведению переохлажденной воды в терминах флуктуаций структуры в сетке бициклических октамеров воды, которые представляют собой лед /д. [c.9]

Для малых по размеру кластеров и капель молекулы воды, входящие в поверхностный слой, существенно влияют на объемные свойства воды в целом (см. табл. 1.1). Если данная капля сформирована таким образом, что имеет свободную поверхность или находится в контакте с гидрофобным соединением, то структура сетки водородных связей в поверхностном слое существенно меняется по сравнению со структурой сетки в объеме капли. В этом случае должно существовать большее число разорванных связей, или, иначе, ненасыщенных мест. Более того, способ формирования водородных связей поверхностного слоя, например, в полигональные структуры в среднем будет отличаться от ситуации, возникающей в объеме капли. Экспериментальные наблюдения позволяют предположить, что в интервале температур приблизительно от —10 до 0°С на поверхности льда находится квазижидкий слой [3], структурные [c.20]

Молекулы, не содержащие акцепторных групп, сольватируются в результате дисперсионных взаимодействий. Растворимость малых молекул увеличивается с возрастанием их критической температуры, которая является характеристикой дисперсионных взаимодействий [1]. Начиная с молекулярных размеров, присущих СНзХ (Х=Р, С1, Вг), растворимость органических молекул уменьщается с ростом их молекулярных объемов или размеров [10, 48]. Больщие молекулы разрушают структуру воды. В ряде работ [9—12, 48] обсуждается возможность образования вблизи гидрофобных молекул структур воды, подобных газогидратам. Такие структуры имеют форму пентадодекаэдров, размеры пустот в которых больше, чем во льду, причем все ОН-группы или неподеленные электронные пары, находящиеся на поверхности, ориентированы изнутри наружу. Для конструкций подобного вида не требуется присутствия свободных ОН-групп. Аналогичные структуры с минимумом свободных ОН-групп возникают при образовании в растворах так называемых гидрофобных связей (термин, который может ввести в заблуждение). Тенденция водородных связей взаимонасыщаться препятствует гидрофобным группам собираться в кластеры. [c.67]

Анизотропная переориентация молекул воды в состоянии А. В ИК-спектрах наблюдается ослабление полосы поглощения гидроксильных групп, ЧТО свидетельствует об увеличении вращательной диффузии [1]. В то же время исследование ПМР указывает на уменьшение поступательной диффузии в области малых покрытий. В целом картина процесса может быть представлена следующим образом при малых степенях покрытия гидратированный протонный комплекс Н9О4+ превращается в результате пристеночных эффектов в Н5О2+ и Н3О+ [29, 30]. Эти кластеры, имеющие меньшие размеры, прочно удерживаются у твердой поверхности, препятствуя поступательной диффузии, но сохраняя способ,ность к вращательной диффузии вокруг своих осей. Это объясняет как результаты исследования ИК-спектров, так и измерения протонного магнитного резонанса. Дополнительную проверку можно провести путем изучения ЯМР с использованием дейтериевой метки, введение которой позволяет отделить эффекты внутримолекулярной релаксации, обусловленные вращательной диффузией, от эффектов, обусловленных межмолекулярным взаимодействием. [c.327]

Модель фрагментированных кластеров, предложенная выше, согласуется также с результатами ИК-спектроскопических исследований пористых стекол [1] и ацетата целлюлозы [2]. В самом деле, изучение ИК-спектров подтверждает правильность первоначальной модели и ее пригодность для объяснения механизма обессоливания воды с помощью мембран на основе пористых стекол [31]. При малых степенях покрытия, не достигающих уровня, необходимого для появления воды с ограниченной подвижностью, на поверхности адсорбируются изолированные мономеры (НзО+) и небольшие кластеры (Н5О2+) воды с ограниченной поступательной, но повышенной вращательной подвижностью. Дополнительная адсорбция увеличивает образование водородных связей и уменьшает вращательную диффузию. После образования адсорбционных слоев с ограниченной подвижностью мономеры, димеры и другие кластеры невысокой степени ассоциации проникают в поры и адсорбируются на их внутренней поверхности. Эти частицы обнаруживают более низкую степень ассоциации друг с другом, чем полностью кластеризованная псевдообъемная вода. [c.329]

Одновременно с образованием горячего пятна за счет неуп-ругих соударений с бомбардирующей частицей отдельные молекулы воды ионизуются, т. е. образуются ионы Н+, 0Н+ и Н2О+. Часть этих ионов, особенно те, которые образовались вблизи поверхности, могут выйти в вакуум и будут зарегистрированы как вторичные ионы. Другая часть ионов, которая образовалась в глубине горячего пятна, до вылета в вакуум имеет возможность многократно столкнуться с окружающими их молекулами воды. В результате таких столкновений они по реакциям (7.2) преобразуются в ионы Н3О+, которые затем могут приобрести сольватную оболочку в результате процессов (7.3). Образующиеся кластеры вместе с разогретым веществом испаряются в вакуум. У иона, образовавшегося вблизи поверхности, сольватная оболочка будет меньших размеров, чем у иона, образовавшегося в глубине горячего пятна. [c.185]