Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Ориентация диполей в электростатическом поле

    В большинстве случаев электрическое поле вблизи ионной решетки несильно и быстро убывает с увеличением расстояния от поверхности. Его величину трудно оценить, так как наружные ионы ионного кристалла, видимо, несколько смещены относительно узлов решетки, причем положительные ионы смещаются внутрь, в то время как отрицательные ионы стремятся разместиться снаружи. Следует ожидать, что i/( x) будет иметь заметную величину лишь в том случае, когда дипольные молекулы адсорбата способны близко подходить к поверхности [20]. Это положение имеет место, например, для воды, спиртов, аммиака и аминов, которые сильно адсорбируются неорганическими солями и окислами. Атом водорода каждого диполя стремится войти в контакт с отрицательным ионом поверхности (таким, как 1 или ОН ), чтобы образовать относительно сильную водородную связь. Де Бур оценил значение f/( a) в случае адсорбции диполей ОН на ионах h у поверхности КС1 в —5,5 ккал моль- , что намного больше половины величины скрытой теплоты испарения воды. Когда диполи не находятся на периферии молекул, как в кетонах, эфирах и др., электростатический вклад относительно мал и преобладают дисперсионные силы. Поэтому такие молекулы будут адсорбироваться плоско на поверхности и приобретут вертикальную ориентацию только тогда, когда адсорбированный слой переполнится. [c.26]


    Усовершенствование рассматриваемой процедуры направлено на уменьшение полного произвола в выборе новой деформации. С этой целью в работах Г. Шераги и соавторов были привлечены метод самосогласованного электрического поля [179-181] и поляризационный метод ориентации диполей различных частей молекулы [182]. В обоих случаях предпочтение отдается выбору, ведущему к уменьшению энергии электростатических цзаимодействий. Р. Абагян и М. Тотров, стремясь к тому же, используют функции распределения конформационных точек белков, трехмерные структуры которых известны, в пространстве ф-у и % [183]. [c.243]

Рис. 28. Диполи. Их ориентация при взаимодействии друг с другом (а), в силовом поле иона (б) и в электростатическом внешнем поле (в). Рис. 28. Диполи. Их ориентация при <a href="/info/92130">взаимодействии друг</a> с другом (а), в <a href="/info/3639">силовом поле</a> иона (б) и в электростатическом внешнем поле (в).
    Наиболее важным свойством диполя считают склонность его к вращению и ориентации по направлению силовых линий электростатического поля аналогично ориентации магнита в магнитном поле. Молекула с большим дипольным моментом образует относительно мощное силовое поле вокруг молекулы, и главным образом от этих полей зависят силы Ван дер Ваальса [22]. Были обнаружены не только различные типы связи, но и найдены методы, позволяющие отличать электровалентные молекулы от ковалентных, а также разработаны методы, позволяющие определять присутствие в молекуле семиполярных двойных связей и измерять Величину дипольных моментов соединений. [c.552]

    Диэлектрическая проницаемость D растворителя определяет величину всех электростатических взаимодействий. Влияние электрического поля на полярный растворитель состоит в частичной ориентации диполей растворителя, которому противостоит тепловая энергия. Для результирующей поляризации выполняется уравнение Дебая [c.224]

    При адсорбции больших молекул, обладающих, наряду с периферическими диполями, большой неполярной частью, например молекул спиртов с достаточно большой углеводородной цепью, молекул фенола и т. п., энергия дисперсионных сил больше энергии электростатического взаимодействия диполя адсорбата с полем ионов или полем диполей поверхности адсорбента. В результате молекула адсорбата, например фенола, ориентируется плоскостью бензольного кольца параллельно поверхности адсорбента. При такой вынужденной ориентации диполя молекулы адсорбата энергия электростатического взаимодействия меньше, чем при свободной его ориентации, так как ось диполя оказывается расположенной под углом к направлению электростатического поля поверхности. [c.496]


    Каждый вид поляризуемости характеризуется определенным типом смещения зарядов частиц диэлектрика под действием приложенного электростатического поля. В общем случае все виды поляризуемости могут быть сведены к двум основным 1) упругому смещению зарядов в атомах и молекулах под действием электрического поля 2) ориентации постоянных диполей в направлении приложенного поля. [c.11]

    Индукционное взаимодействие. В случае растворения двух,веществ, одно из которых полярно, а другое неполярно, имеет место взаимодействие индуцированных диполей в неполярных молекулах и постоянных диполей молекул растворителя. Под действием электростатического поля полярных молекул происходит изменение электронной структуры молекул неполярного вещества. При этом центр тяжести отрицательно заряженных частиц смещается по отношению к ядру на расстояние I, что проводит к возникновению индуцированного двпольного момента tи в молекулах неполярного вещества (рис. 1). Затем происходит ориентация полярных молекул и молекул, в которых индуцирован диполыный момент. Чем больше этот момент, тем сильнее взаимодействие молекул. Индукционные силы взаимодействия зависят от силы электростатического поля полярной молекулы, т. е. от значения [c.43]

    Ориентационные или диполь-дипольные взаимодействия. Каждая молекула, в целом электрически нейтральная, содержит как отрицательно (электроны), так и положительно (ядра) заряженные частицы. Если центры тяжести отрицательного и положительного зарядов молекулы не совпадают, молекула обладает дипольным электрическим моментом. Электростатическое поле окружающих такой диполь молекул вызывает его ориентацию. Энергия [c.41]

    В смесях, содержащих полярные и неполярные молекулы, возникает взаимодействие между молекулами, обусловленное электростатическим притяжением между диполями полярных молекул и наведенными (индуцированными) диполями неполярных молекул. Последние возникают в результате поляризации под действием электрических полей диполей, окружающих данную полярную молекулу. Этот эффект называется индукционной составляющей сил Ван-дер-Ваальса. Энергия индукционного взаимодействия д возрастает с увеличением электрического момента диполя и не зависит от температуры, так как наведение диполей определяется напряженностью всего поля и происходит при любой пространственной ориентации молекул. [c.57]

    Особое место в характеристике растворителей занимает диэлектрическая проницаемость. Преимущества последней по сравнению с другими критериями связаны с простотой электростатических моделей сольватации, и поэтому диэлектрическая проницаемость стала полезной мерой полярности растворителей. В этой связи важно четко представлять себе, что именно отражает макроскопическая диэлектрическая проницаемость растворителя (называемая также относительной диэлектрической проницаемостью Ег = е/ео, где ео — диэлектрическая проницаемость вакуума, т. е. постоянная величина). Диэлектрическую проницаемость определяют, помещая растворитель между двумя заряженными пластинами конденсатора. В присутствии растворителя напряженность электрического поля между пластинами Е снижается по сравнению с напряженностью Ео, измеренной в вакууме, и отношение Ей Е представляет собой диэлектрическую проницаемость растворителя. Если молекулы растворителя не обладают собственным постоянным дипольным моментом, то под влиянием внешнего поля внутримолекулярные заряды разделяются, индуцируя диполь. В электрическом поле молекулы с постоянным или индуцированным диполем ориентируются определенным образом это явление называют поляризацией. Чем выше степень поляризации, тем сильнее падение напряженности электрического поля. Следовательно, диэлектрическая проницаемость непосредственно связана со способностью растворителя к разделению зарядов и ориентации собственных диполей. Диэлектрическая проницаемость органических растворителей изменяется приблизительно от 2 (в случае, например, углеводородов) до примерно 180 (например, у вторичных амидов) (см. приложение, табл. А.1). Растворители с высокой диэлектрической проницаемостью способны к диссоциации (см. разд. 2.6), и поэтому их называют полярными — в отличие от неполярных (илп аполярных) растворителей с невысокой диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницае- [c.99]

    Это уравнение было предложено в 1847 г. Моссоти, а спустя тридцать лет Клаузиусом . Однако именно Клаузиус впервые провел ясное различие между индуцированными диполями, обязанными действию электростатического поля, и постоянными диполями, которые принимают под влиянием поля определеннзгю ориентацию. [c.213]

    Макроскопическим проявлением этого эффекта является повышение емкости конденсатора, между пластинами которого помещают полярное вещество, поскольку частичная ориентация молекул вдоль силовых линий поля требует затраты энергии. Так как увеличение емкости конденсатора (диэлектрической проницаемости) связано с дипольным моментом молекулы, можно было бы предположить, что симметричные соединения, имеющие нулевой дипольный момент, не будут ее увеличивать однако это не так, и следует учитывать и другой эффект — поляризацию. При наложении электрического поля Е любой ориентации в молекуле происходит поляризация электронов в направлении поля и появляется индуцированный диполь, который не зависит от рассмотренного выше постоянного диполя. Под электрической поляризацией Р подразумевают дипольный момент единицы объема. Другим полезным векторным полем в электростатической теории является электрическое смещение В  [c.81]


    Если полярную молекулу (диполь) поместить в электрическое поле, то она ориентируется таким образом, чтобы ее положительный полюс был направлен к внешнему отрицательному полюсу (фиг. 28), а ее отрицательный полюс — к внешнему положительному полюсу. При этом, если полярная молекула имеет шаро-образую форму и расстояния полюсов от центра шара одинаковы, то произойдет поворот молекулы вокруг ее оси, как это показано на фиг. 28 (положения 1а и 16). Если же полярная молекула не имеет формы шара, то вся молекула, под влиянием электростатических сил, воздействующих на оба ее полюса, переместится и примет ту ориентацию, которая показана на фиг. 28 (положения //а и Пб). Время, необходимое для осуществления подобного перемещения, можно определить, изменяя частоту внешнего переменного электрического поля. Когда эта частота [c.144]

    Дипольный момент. Дипольный момент соединения служит мерой концентрации положительных или отрицательных зарядов соответственно в двух разных частях молекулы. Эту физическую константу определяют посредством измерения степени ориентации молекул данного вещества между пластинами заряженного конденсатора. Молекулы с высоким дипольным моментом сильно ориентируются, причем пх диполи располагаются параллельно направлению поля. Дипольные моменты ( л) выражают в единицах Дебая, так как величины, выраженные в электростатических единицах, всегда включают коэффициент с высоким отрицательным показателем (1 В = 10 абс. эл.-ст. ед.). [c.156]

    Трудность образования иоиов из незаряженных частнц в газовой фазе в значительной степени связана с необходимостью преодолеть сильное электростатическое притяжение между разноименно заряженными часищами. Как известно, в растворе это притяжение суи ественио ослабевает в результате поляризации растворителя. Если молекулы растворителя обладают постоянным электрическим (липольи1>1м) мо.меитом то поляризация в значительной мере обусловлена ориентацией диполе в поле, создаваемо.м ноном. Кроме того, под действием этого поля у всех молекул возникают наведен-И1.1е дипо.чьные моменты ориентированные по направлению [c.28]

    Больших успехов в интерпретации свойств водных растворов алкиламмониевых солей достиг Г. Френк с сотрудниками [63]. Согласно предложенной ими модели, сравнительно большой порядок в таком растворе объясняется взаимодействием молекул воды между собой в слое, примыкающем к иону, и взаимодействием этого с.чоя с окружающей средой посредством водородных связей. Крупный гидрофобный ион алкиламмония, внедрившийся в каркас воды, не способен сильно взаимодействовать с диполями ближайших молекул Н2О. В результате наибольшая часть энергии высвобождается вследствие укрепления водородных связей между этими молекулами, что приводит к значительно более строгой взаимной ориентации молекул Н2О в первой гидратной оболочке и к усилению взаимодействия со следующим слоем воды по сравнению с тем обычным случаем, когда молекулы И2О находятся в гидратной оболочке небольшого иона, способного сильно притягивать их к себе своим электростатическим полем. Так объясняются большие отрицательные значения энтропий растворителя в водных растворах алки.таммони-евых солей. [c.296]

    Этот вывод следует из линейности функции =f(l/T) и из того, что со8т) = 0 в широком интервале температур. Для ацетона при температурах ниже 10° наблюдается тенденция к возникновению упорядоченной ориентации, причем дипольные моменты соседних молекул стремятся занять противоположные направления. Этот результат, являющийся следствием теории Онзагера и термодинамической теории диэлектриков, можно считать надежно установленным. Но он, казалось бы, противоречит сведениям о строении молекул и межмолекулярным взаимодействиям. Молекулы ацетона, пиридина и нитробензола асимметричны. Они имеют значительный дипольный момент, для нитробензола превышающий 4 дебая. Среднюю энергию электростатического взаимодействия между двумя изолированными диполями по. порядку величины можно принять равной (Яи Л о, где Л о—число молекул в единице объема. Для нитробензола при 300°К, Ло = 5,9- lO и Л/о = 9,4 10- эрг, в то время как величина кТ равна 4,10 эрг. Таким образом, средняя энергия взаимодействия двух изолированных молекул нитробензола при 300° К составляет около 2,5 кТ. Легко показать также, что разность между энергиями взаимодействия при параллельной и антипараллельной ориентациями диполей нитробензола составляет в этих условиях около 10 кТ. Отсюда можно было бы заключить, что энергия ориентирующего взаимодействия молекул нитробензола, а также пиридина и ацетона велика. Но все эти расчеты,, применимые (при указанных выше ограничениях) к двум изолированным дипольным молекулам, неприменимы "для оценки межмолекулярного поля в жидкостях. Причины хаотического распределения ориентаций молекул жидкостей кроются не непосредственно в свойствах молекул, а имеют более сложную природу. Они вызваны изменениями в молекулярном поле при коллективном взаимодействии большого числа частиц. Характер этих изменений можно проиллюстрировать с помощью хорошо известного расчета взаимодействия диполей, расположенных параллельно друг другу по узлам кубической пространственной решетки внутри сферы. Напряженность суммарного поля от всех так расположенных диполей в центре сферы равна нулю, и энергия [c.67]

    Механизм диссоциации. Гидратированные ионы. Гидроксоний. Представим себе, что ионный кристалл, например кристалл хлорида натрия, внесен в воду. Каждый ион, находящийся на поверхности кристалла, образует вокруг себя электростатическое поле. Вблизи от Ыа+ создается поле положительного знака, а вблизи С1 — отрицательное. Влияние этих по лей простирается на некоторое расстояние от кристалла. В растворе кристалл со всех сторон окружаю,т беспорядочно движущиеся полярные молекулы воды. Попадая в поле действия электрически заряженных ионов, они изменяют свое движение (рис. 48) в непосредственной близости от кристалла они ориентируются таким образом, что к отрицательно заряженному иону хлора диполи воды оказываются направленными положительно заряженным концом, а к положительно заряженному иоцу натрия — отрицательным концом. Такое явление, происходящее в электростатическом поле, называется ориентацией полярных молекул Между иенами и диполями воды действуют кулоновские силы притяжения. В результате ион-дипольного взаимодействия выделяется [c.201]

    При воздействии внешнего электростатического поля в неполярном диэлектрике происходит процесс поляризации и диэлектрического смещения зарядов. В полярном диэлектрике в тех же условиях происходит процесс взаимодействия внещнего и внутрейнего полей, ориентация и поворот диполей и дополнительная поляризация вещества. [c.548]

    Допуская независимость молекулярных агрегатов в анизотропных растворах, рассчитали их дипольные моменты, которые оказались в 730 раз выше дипольного момента изолированной молекулы ПБГ. Таким образом, Иизука развивает известную теорию роев (см., например, [59]), которые в электрическом поле трансформируются в стержневидные домены диаметром до 10 мкм и длиной 25 мкм [48]. Рои существуют в анизотропных растворах ПБГ практически во всех растворителях. Однако укладка единичных а-спиралей в рое может быть различной. Так, индифферентность к воздействию полей жидкокристаллических растворов ПБГ в бензоле объясняют антипараллельным расположением молекул ПБГ в рое, вследствие чего их дипольные моменты взаимно уничтожаются [56]. В хлороформе же, дихлорэтане, дибромметане, дихлорметане и др. преобладает ассоциация по принципу голова к хвосту , что приводит к суммированию дипольных моментов отдельных молекул. При укладке голова к хвосту наведенные магнитные моменты роя усиливаются электростатическим диполь-дипольным взаимодействием нескольких зоев, что облегчает их ориентацию в магнитном поле [57]. [c.136]

    Даже неполярные молекулы, если они анизотропны, могут вызвать в некоторой мере двойное лучепреломление в сильном электростатическом поле, поскольку наведенные диполи будут илгеть в молекулах предпочтительные направления, что и обусловит упорядоченную ориентацию молекул в электрическом поле. Это явление зависит от анизотропии молекул (у ), а также от температуры, плотности и напряженности э.лектрического поля. Путем [c.133]

    Мицеллы воды в водно-тоштивных эмульсиях также не проявляют свойств дипольности. Картина резко меняется при наложении на эмульсию внешнего электрического поля, когда молекулы воды в каплях получают строгую ориентацию и капли превращаются в диполи. Одинаковая напряженность электрического поля во всех его точках, а также равенство отрицательного и положительного зарядов капли приводят к тому, что она растягивается. Это происходит до тех пор, пока силы поверхностного натяжения, стремящиеся придать капле сферическую форму, не станут равными электростатическим силам внутреннего давления, стремящимся разорвать каплю. [c.45]

    При сорбции активным центром молекула субстрата переходит из водного окружения в окружение, созданное аминокислотными остатками. Субстрат оказывается в окружении с малой диэлектрической проницаемостью, в котором могут осуществиться сильные электрические взаимодействия между реагентами и полярными группами ферл1ента. Развивая идею фермент — растворитель , Перутц приходит к заключению о том, что электростатические взаимодействия дают главный вклад в энергетику ферментативного катализа, т. е. в понижение энергии активации, вызываемое ферментом. Отличие фермента от водного раствора состоит в том, что в активном центре фермента располагаются диполи с фиксированной ориентацией по отношению к заряженным группам субстрата, даже если поле этих зарядов мало. Вследствие такой ориентации ферменты могут стабилизировать пары ионов и другие распределения зарядов значительно больше, чем вода. В водных растворах электростатическое притяже- [c.192]

    Электростатическую теорию можно несколько модифицировать для рассмотрения конденсированных фаз, представляющих собой слабую примесь заряженных частиц в однородной диэлектрической среде. В этом случае электрическое поле заряженных частиц индуцирует в диэлектрической среде диполи или вызывает предпочтительную ориентацию уже имевшихся диполей. Наличие всех этих наведенных в среде зарядов можно учесть введением усредненного электрического поля и усредненного электростатического потенциала. Тогда суммирование в уравнении (22-7) распространяется на все заряженные частицьт, кроме зарядов, наведенных в диэлектрической среде. Величины Е и Ф усредняются- по областям пространства, имеющим по меньшей мере молекулярные размеры. При таком усреднении не вошедшие в сумму заряды диполей учитываются путем использования диэлектрической проницаемости среды е вместо проницаемости вакуума ео. [c.87]

    Кривые потенциальной энергии для вращения молекулы воды вблизи иона Н3О+, рассчитанные на основе электростатических представлений [51, 91], показаны на рис. 26. При поступлении протона в данное положение в элементе структуры воды, через который до этого прошел протон, а переориентация не имела места, О — Н-связи будут ориентированы навстречу друг другу (1)-дефект Бьеррума). Как следует из энергетических соображений, ориентация, благоприятствующая переносу, будет возникать в результате а) отталкнвательного дипольного взаимодействия ОН — НО и б) влияния поля Н3О+ на неблагоприятно ориентированный диполь Н2О. Фактически при возникновении ситуации, когда связи О — Н направлены навстречу друг другу (см. рис. 19), процесс переориентации воды в этой конфигурации не требует суммарной энергии активации. Однако для создания такой неблагоприятной конфигурации связей О — Н необходима энергия активации, которая требуется для поворота молекулы Н2О в момент, предшествующий переносу протона. Можно ожидать, что две О — Н-связи обычно не будут достигать предельной конфигурации, показанной на рис. 19 или 20, б (например, для атомов Н Ь) и ( ) в (НгО) на рис. 20, б), при которой они направлены точно друг против друга такая конфигурация, по-видимому, возможна во льду. В воде из-за подвижности структуры будет возникать некоторое отклонение от такой энергетически неблагоприятной промежуточной конфигурации. Соответствующий этим представлениям процесс переноса протона является скорее строго взаимо- [c.128]


Смотреть страницы где упоминается термин Ориентация диполей в электростатическом поле: [c.261]    [c.213]    [c.132]    [c.159]    [c.213]    [c.467]    [c.467]    [c.225]    [c.270]   
Теория резонанса (1948) -- [ c.170 , c.172 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Диполь



© 2024 chem21.info Реклама на сайте