Связь атомов, взаимная водородная

Энергия взаимного притяжения молекул для всех указанных типов взаимодействия приблизительно обратно пропорциональна шестой степени расстояния между молекулами. Указанные взаимодействия в некоторых случаях приводят к ассоциации молекул жидкости (так называемые ассоциированные жидкости). Между молекулами ассоциированной жидкости образуются кратковременные непостоянные связи, К таким связям относится водородная связь, которая создается за счет электростатического притяжения протона одной молекулы к аниону или электроотрицательному атому (главным образом к атомам фтора, кислорода, азота, хлора) другой молекулы. [c.163]

А. В таких случаях водородную связь скорее следует считать остаточной связью. В самом деле, в изолированной молекуле воды расстояние от ядра кислорода до протона, как это следует из изучения инфракрасных спектров, равно 0,9 А, т. е. оно почти на 0,4 А короче самого короткого расстояния в соединениях с водородной связью. В этом случае протон является положительным полюсом одного диполя, а атом кислорода другой молекулы — отрицательным полюсом второго диполя. Притяжение обусловливает димеризацию или же взаимную ориентировку молекул в кристаллах. Поскольку дипольное взаимодействие значительно слабее [c.211]

При образовании водородной связи молекулы располагаются определенным образом. Атом Н всегда находится на линии, соединяющей центры двух атомов У, так как они обладают, высокими одноименными зарядами и поэтому взаимно отталкиваются, т. е. угол У—Н... равен 180°. Величина угла Н... —Н зависит от типа гибридизации орбиталей атома У. [c.94]

Какое отношение к белкам имеют отмеченные особенности конформаций трипептидов Наиболее важным представляется то, что карты рис. 20 объясняют, почему точки, соответствующие конформациям двух детально исследованных белков — лизоцима и миоглобина— любят оказываться не только в областях R а В, но и между ними (при этом точки располагаются вдоль энергетических контуров рис. 20) большое количество точек располагается в относительно широкой области L, если в нерегулярных участках белка образуются водородные связи типа 3, характерные для трипептидов (подробнее об этом см. в последнем разделе). Конечно, карты, полученные для трипептида Ала-Ала, еще не могут давать детальной информации о возможных взаимных расположениях любой пары аминокислотных остатков, однако в общих чертах картина должна быть именно такой, поскольку аланин содержит атом С , как и все неособенные аминокислоты (т. е. исключаются глицин и пролин). [c.133]

Почему же для жидкой воды характерно столь сильное взаимное притяжение молекул Ответ на этот вопрос вытекает из самой структуры молекулы воды. Каждый из двух атомов водорода (в молекуле воды) объединяет свой электрон с одним из электронов атома кислорода. Взаимное расположение возникающих при этом двух электронных пар обусловливает У-образную форму молекулы воды (рис. 4-1). Поскольку у атома кислорода имеются еще две неподеленные электронные пары, он несет частичный отрицательный заряд (в вершине У-об-разной структуры). Более электроотрицательный атом кислорода стремится притянуть электроны атомов водорода поэтому на ядрах обоих атомов водорода (протонах) локализуются частичные положительные заряды. Хотя молекула воды в целом электрически нейтральна, ее частичные отрицательный и положительный заряды пространственно разделены, что приводит к возникновению у нее электрического дипольного момента. Благодаря такому разделению зарядов две соседние молекулы воды могут притягиваться друг к другу за счет сил электростатического взаимодействия между части ьш отрицательным зарядом, локализован ным на атоме кислорода одной молекулы воды, и частичным положительным зарядом, локализованным на атоме водорода другой молекулы (рис. 4-1). Такой тип электростатического притяжения называется водородной связью. [c.80]

Молекула NH3 образуется за счет спаривания трех р-электронов атома азота с тремя s-электронами атомов водорода. Оси гантелеобразных облаков р-электронов взаимно перпендикулярны. Три атома водорода присоединяются к атому азота так, что их связи образуют углы около 100°, т. е. молекула аммиака имеет Цирами-дальную форму. Вследствие разницы значений электроотрицательностей азота и водорода (см. табл. 6) связи Н—N полярны. Общие электронные пары смещены в сторону атома азота. Молекула аммиака в целом также сильно полярна. Молекулы жидкого аммиака, как и молекулы воды, ассоциированы за счет образования водородных связей [c.294]

Водородная связь. Еще в XIX веке было замечено, что соединения, в которых атом водорода непосредственно связан с атомами фтора, кислорода и азота, обладают рядом аномальных свойств. Это проявляется, например, в значениях температур плавления и кипения подобных соединений. Обычно в ряду однотипных соединений элементов данной подгруппы температуры плавления и кипения с увеличением атомной массы элемента возрастают. Это объясняется усилием взаимного притяжения молекул, что связано с увеличением размеров атомов и с ростом дисперсионного взаимодействия между ними (см. 48). Так, в ряду НС1—НВг—HI температуры плавления равны соответственно —114,2, —86,9 и —50,8°С. Аналогичная зависимость наблюдается и в ряду H2S— [c.147]

Дипольные моменты применялись также при исследованиях геометрии очень сложных систем с целью установления конфигураций и конформаций этих молекул, определения конформационного равновесия и взаимного влияния пространственно удаленных групп [150, 151]. Для таких сложных структур, как 5р-холестан-дион-3,17, определение координат атомов, необходимых для расчета дипольных моментов, с помощью векторного анализа оказывается чрезвычайно трудоемким. Поэтому обычно строится модель системы, на которой и измеряют углы [152, 153]. Точность рассчитанных моментов в этом случае определяется достоверностью выбранной модели. В рассматриваемом случае наблюдаемый дипольный момент (3,5 В) отличается от рассчитанного (3,04 В) по моде.чи системы неискаженных кресел (рис. 3-6, А) на величину (0,5 В), которая значительно превосходит ошибки эксперимента. В связи с этим было высказано предположение [152], что в равновесии с формой А присутствует 16% формы Б. Однако в настоящее время показано, что в структуре Б атом С-З находится слишком близко от 9а-водородного атома. Наиболее вероятно поэтому, что кольцо А имеет форму кресла, которая несколько уплощена за счет отталкивания между а-водородными атомами при С-7 и С-9 и атомами при С-2 и С-4. В равновесии с формой А может также находиться небольшое количество конформации В (см. разд. 7-4). [c.197]

Характерной особенностью гидроксильной группы спиртов является подвижность атома водорода, а отсюда и способность спиртов к реакциям замещения. Это объясняется взаимным влиянием водородного и кислородного атомов в молекуле спирта. Как известно, атом кислорода обладает электроотрицательным характером, т. е. склонен притягивать электроны, а водород электроположителен, поэтому в гидроксильной группе происходит смещение электронной плотности от водорода к кислороду. Связь —О—Н частично поляризуется в направлении 0-<-Н , что облегчает некоторые реакции замещения водорода, например, щелочными металлами. [c.86]

Известно, что атом углерода несколько более электроотрицателен, чем атом водорода. Мел<ду тем в метане полярность связей центрального атома углерода с его водородными партнерами имеет вид С+- Н, т. е. наблюдается сдвиг электронного облака к атому водорода. Поскольку неподеленных пар ни у водорода, ни у углерода здесь нет, то этот эффект объясняется, очевидно, чем-то другим. Чем же — Ответ прост взаимными размерами атомов. [c.84]

Водородные связи чаще всего можно рассматривать как силы электростатического притяжения, проявляющиеся при диполь-ди-польном взаимодействии, в котором непосредственное участие принимают ХН-группа и электроны атома У. При этом гораздо важнее не наличие постоянного дипольного момента групп, принимающих участие в образовании связи, а их поляризуемость. Общей предпосылкой к образованию водородной связи является сильная электроотрицательность X и V и их маленькие атомные радиусы [54]. В ходе образования связи происходит смещение центра тяжести электронного облака ХН-группы от атома водорода к атому X. В результате этого атом водорода может частично оттянуть на себя электроны атома У. В приведенной модели ХН-группа выступает как акцептор электронов, а У —как их донор при взаимном влиянии молекул К ХН и УК" [304, 1589]. [c.130]

Подобные связи между молекулами, непременным условием образования которых является наличие атома водорода, играющего роль мостика между двумя атомами сильно электроотрицательного элемента разных молекул, получили название водородных (Н-связи). При образовании такой связи молекулы располагаются определенным образом. Атом Н всегда находится на линии, соединяющей центры двух атомов У, так как они обладают высокими одноименными зарядами и поэтому взаимно отталкиваются, т. е. угол Y—H...Y равен 180°. Величина угла H...Y—Н зависит от типа гибридизации орбита-лей атома Y. [c.114]

По стереохимической гипотезе метан изображается в пространстве как тетраэдр, в центре которого расположен атом углерода, а в вершинах его углов — водородные атомы. Этан представляется как два тетраэдра, которые затрачивают на взаимную связь по одному сродству, т. е. соединены в одной точке (рис. 8). Соединения с двойной связью должны быть представлены как комбинация двух тетраэдров, которые, затрачивая на взаимную связь по две единицы сродства, соединены [c.330]

По стереохимической гипотезе метан изображается в пространстве в виде тетраэдра, в центре которого расположен атом углерода, а в вершинах его углов водородные атомы (см. рис. 20, стр. 48). Этан представляется, как два тетраэдра, которые затрачивают на взаимную связь по одной единице сродства, т. е. соединены в одной точке (рис. 21, стр. 48). [c.101]

Тем не менее, многие эфиры частично растворяются (смешиваются) с водой. Это связано с небольшой полярностью молекул простых эфиров (из-за их нелинейности) и возможностью образовывать водородные связи атомов кислорода молекул эфира с атомами водорода молекул воды. Это способствует их взаимному частичному растворению. А отсутствие водородных связей между молекулами простых эфиров не требует энергетических затрат для их разрыва с тем, чтобы эфир получил возможность сольватировать другое соединение. Кроме того, эфирный атом кислорода достаточно легко отдает пару электронов (являясь слабым основанием) и взаимодействует с кислотами (трифторид бора и т.д.). [c.283]

Полученные зависимости Vз и VI от силовых постоянных рис. 128) показывают, что наблюдаемое нри адсорбции (табл. 46) превышение в два раза смещения полосы поглощения колебания Avз над смещением полосы Avl может быть объяснено лишь в том случае, если допустить небольшое и асимметричное изменение величин коэффициентов (менее 2,5%). В противоположность этому наблюдаемый в случае участия атома водорода молекулы аммиака во взаимной водородной связи (в кристаллическом состоянии) обратный эффект — превышение величины смещения частоты VI над смещением vз (табл. 46) — может быть объяснен в соответствии с характером кривых (рис. 128) только более сильным (8—10%) и асимметричным изменением величин Kq. Полученные качественно сходные результаты для аммиака, адсорбированного на гидроксилированных (с сильно нротониро-ванным водородом) и катионированных (с обменными катионами малого радиуса) поверхностях качественно отличаются от результатов для кристаллического аммиака, когда в водородной связи участвует как свободная электронная пара атома азота, так и атом водорода. Это показывает, что специфическая адсорбция на поверхностях, несущих сосредоточенные в частицах малого радиуса положительные заряды (нротонизированный водород или обменные катионы), происходит в основном за счет взаимодействия с этими зарядами свободной электронной нары атома азота молекулы аммиака, а не за счет взаимодействия его атомов водорода с атомами кислорода крел1незема или алюмосиликатов. [c.384]

Вместо лигазы (ферментативный путь) в 1970 г. для зашивания разрывов в комплементарных полинуклеотидах предложен химический метод (М. А. Прокофьев, 3. А. Шабарова). Фосфатную группу в месте разрыва фосфатных связей синтетическим пyтeiM превращают в амидофосфатную, При сближении ее с концевым гидроксилом соседнего блока до расстояния ковалентной связи (что должно обеспечиваться компле-ментационными свойствами двух цепей) из-за образования водородной связи происходит взаимная активация групп в месте разрыва гидроксил приобретает свойства алкокси-иона, а атом фосфора становится более электрофильным (рис. 129 К —остаток аминокислоты). [c.697]

В СОСТОЯНИЯХ, когда эта способность развита в сильной степени, атом водорода может настолько интенсивно взаимодействовать с электронами другого атома, что между ними устанавлн-иается довольно прочная связь (с энергией связи 5—7 ккал/моль н больше), которая может хорошо проявляться в спектрах. Однако она все же много слабее обычной химической связи (энергия которой составляет примерно 30—100 ккал/моль). Водородная связь возникает в результате междипольиого взаимодействия двух сильно полярных связей, принадлежащих различным молекулам (или одной и той же молекуле), но она в значительной степени усиливается вследствие взаимной поляризации связей, обусловленной указанными особенностями водородного атома. С другой стороны, деформация молекул, вызываемая образованием водородной связи, в соответствующих случаях способствует образованию донорно-акцепторных связей. [c.83]

Рассмотренный механизм переноса электронного заряда требует, чтобы связь А—Н отличалась заметной поляризуемостью, атом А— высокой электроотрицательностью, а атом В — донорными свойствами.. Последним способствует наличие у атома В неподеленной электронной пары. Точные квантовомеханические расчеты показывают, что при сближении молекул раньше начинается их взаимная поляризация, а затем уже перенос заряда. Следовательно, ориентационное и индукционное взаимодействие способствует переносу заряда. При образований водородной связи помимо переноса заряда свой вклад в общее понижение энергии вносят электростатическое, индукционное и дисперсионное взаимодействия обеих молекул. Таким образом, специфическое взаимодействие молекул через водородную связь осуществляется наряду с универсальным ван-дер-ваальсовым взаимодействием. Если иногда энергия водородной связи сравнима или меньше энергии последнего, то и при этом водородная связь благодаря свойству направленности играет важную роль в строении образующихся комплексов. Как видно, взаимодействие молекул посредством водородной связи является промежуточным между ван-дер-ваальсовым взаимодействием и химической связью, точнее, включая черты того и другого типа взаимодействий. [c.269]

Почему эфпр частично смеп1ивается с водой Несвязанные электроны эфирного атома кислорода являются хорошими акцепторами водородных связей образование водородных связей между молекулами диэтилового эфира и воды способствует их взаимному частичному растворению. Диоксан, точнее, 1,4-диоксан содержит два эфирных атома кислорода на четыре атома углерода он образует достаточно большое число водородных связей с водой и может поэтому смешиваться с ней в любых отношениях. В тетрагидрофуране (ТГФ), так же как в диэтиловом эфире, на четыре атома углерода приходится только один атом кислорода. Однако алкильные группы тетрагидро-фурапа связаны в циклическую структуру, что делает его кислородный атом более открытым по сравнению с атомом кислорода в молекуле диэтилового эфира. По этой причине тетрагидрофуран легче образует водородные связи с водой и, подобно диоксану, смешивается с ней в любых отношениях. Возрастающая способность воды растворяться в этих эфирах соответствует повышению их способности стабилизировать реактивы Гриньяра. [c.439]

Когда на поверхности находятся смежные гидроксильные группы, попарно взаимно связанные водородными связями, наблюдается лишь незначительная их склонность к образованию водородных связей с рассматриваемыми молекулами адсорбата. Ркключение составляют адсорбируемые молекулы, атомы которых имеют сильную злектронно-донорную способность, как это имеет место для молекул воды или метанола. В действительности вода вступает во взаимодействие преимущественно на таких центрах. Как только молекула воды адсорбируется, у каждого центра адсорбции освобождается атом водорода, активный по отношению к адсорбции воды благодаря возможности образования водородной связи Это может быть представлено схематично так [c.902]

При пиролизе разрыв наиболее слабой связи (о) приводит к образованию олефина и кислоты, так как атом водорода, участвующий в образовании водородной связи, останется, скорее всего, у более отрицательного атома кислорода, а не у углеродного атома. Позднее эта теория была подвергнута критике (34) в связи с тем, что не известно ни одного случая образования водородной связи с участием атома углерода, и термин водородная связь был заменен более осторожным термином взаимное влияние . Недавно было показано [-591, что распад винилизопропилового зфнра на пропилен и ацет-аль тегид протекает через аналогичные промежуточные продмсть [c.228]

В реальных полимерных молекулах, разумеется, атом G4 не может занимать совершенно произвольного положения на поверхности конуса вращения, поскольку вероятность реализации поворота на тот или иной угол Ф определяется условиями взаимной корреляции в пространстве ориентаций структурных элементов цепи. Стерические препятствия, обусловленные взаимодействием между боковыми заместителями цепи, являю гся важнейшим фактором, влияющим на ограничение внутреннего вращения. На рис. III.3 показаны проекции двух низкоэнергетических положений участка простейшей полимерной цепочки (полиметилена) на плоскость, пернен- дикулярную направлению связи С—С. На этом рисунке пунктирож показаны атомы, соединенные с атомами углерода главной цени ранс-ноложение Т) на рисунке соответствует минимуму энергии стерического взаимодействия. Если же метиленовые группы, расположенные под или над центральным атомом углерода на рис. III.3, повернуть на 60°, то в результате сближения водородных атомов стерические препятствия становятся максимальными и соответственно-максимального значения достигает потенциальная энергия фрагмента цепи. При вращении дополнительно еще на 60° (т. е. в целом на угол 120°) вправо или влево возникают так называемые гош-коя-формации (соответственно G и ( ), в которых потенциальная энергия также проходит через минимум, хотя и не такой глубокий, как в транс-положеиш. [c.157]

Гидроксил, связанный с атомом кремния. В кристаллах кислых силикатов и родственных им соединений (германатов, фосфатов и др.) гидроксил образует химическую, преимущественно ковалентную связь только с одним атомом X (X — Si, Ge, Р.. . ). Взаимное влияние связей в силанолах и в ряде других соединений типа RjSiY (Y — Н, F, С1, Вг, I, 0D, ОСНд) изучалось спектроскопическим методом в частотном диапазоне 400—4000 см [1, стр. 28]. Особое внимание было уделено исследованию скелетных колебаний силанолов в ас-социатах RgSiOH- - В (В — основание). При этом было установлено, что усиление водородной связи О—Н -В сопряжено с резким повышением частоты и динамического коэффициента связи Si—О. Поскольку динамический коэффициент ковалентной связи находится в линейной зависимости от ее порядка, в рассматриваемом случае можно говорить о повышении порядка связи Si—О при поляризации связи О—Н под воздействием Н-связи. Вероятным механизмом данного взаимодействия является сопряжение а-связи О—Н и донорно-акцеп-торной 7Г-СВЯЗИ О Si. Увеличение эффективного заряда атома кислорода должно привести также к некоторому усилению его электростатического притяжения к положительно заряженному атому кремния [1, стр. 32]. [c.134]

Метаборная кислота II, -НВО . Метастабильная моноклинная форма НВОз, называемая также р-модификацией, состоит из бороксоловых колец, в которых два атома бора связаны с тремя и один с четырьмя атомами кислорода [16]. Характер взаимной связи молекул в почти плоских цепях, параллельных кристаллографической оси Ь, показан на рис. 23.6. Атомы кислорода, не входящие в эти цепи, располагаются попеременно над к под плоскостями (201), в которых с незначительными отклонениями лежат такие цепи. На рис. 23.6 приведены межатомные расстояния и также указано положение атомов Н, которые в НВО,. можно найти рентгенографически с точностью до 0,1 А. Мостиковые водородные связи в структуре НВО2 соединяют цепи, лежащие в плоскости параллельно одна другой, и цепи, расположенные одна над другой. Атом кислорода Оу имеет в качестве ближайшего соседа один атом водорода Н , так что он относится к гкду)о-ксильной группе. Атом кислорода Оу, имеет два соседних атол а водорода Н, и Н,,5 над или под плоскостью цепи тем самыл он относится к молекуле Н3О, которая занимает четвертую вер ли [c.243]

Применение атом-атомного подхода к структурам жидкостей должно оказаться плодотворным, особенно для тех жидкостей, в которых взаимная ориентация несферических молекул играет важную роль. В работе Г. П. Саркисова и В. Г. Дашевского [48] равновесная структура и термодинамические свойства жидкой воды были рассчитаны в атом-атомном приближении. Учитывались взаимодействия 0---0, 0---Н и Н---Н, полученные из анализа свойств некоторых кристаллов [49], а также потенциалы водородной связи [c.79]

Присоединение галоидоводородных кислот и в первую очередь хлористого водорода к нeпpeдeлыiым соединениям представляет большой не только практический, но и теоретический интерес в связи с важнейшей проблемой установления взаимного влияния атомов в молекулах органических соединений. Среди работ, посвященных этим вопросам, вьвдающееся место принадлежит русским химикам, и прежде всего В. В. Марков-никову [2], установившему основные закономерности присоединения галоидоводородных кислот к олефинам. Из этих закономерностей, известных как правило Марковникова, следует, что при действии галоидоводородной кислоты на непредельные углеводороды атом галоида присоединяется к тому углеродному атому, который связан с наименьшим числом водородных атомов, или, что то же, присоединение галоидоводородной кислоты к олефинам происходит с образованием в молекуле максимального числа метильных групп. Отсюда следует важный практический вывод — при реакции гидрохлорирования непредельных углеводородов всегда образуются вторичные и третичные хлорпроизводные. Поэтому первичные хлориды могут быть получены только при хлорировании соответствующих парафиновых углеводородов. [c.19]

В табл. 5 приведены экспериментально найденные валентные углы для некоторых соединений, в которых центральный атом принадлежит элементу, находящемуся в двух- или трехвалентном состоянии (атомы кислорода, серы, азота). Эти данные могут иллюстрировать сказанное выше. Для сероводорода, у которого связи Н—S очень слабо полярны, угол между направле-ниямй связей (а) равен 92°33, а для воды, вследствие значительной полярности связи Н—О, под действием взаимного отталкивания положительно заряженных водородных атомов угол (а) увеличен до 105°. [c.69]

В этой системе диполи адсорбированной воды располагаются под углом в 80° к нормали электрода (рис. 8 [10]). На рис. 9, а и б, соответственно, показаны два эквивалентных положения этих диполей. Электрическое взаимодействие между поверхностью электрода и диполями приводит диполи в вертикальное по отношению к этой поверхности положение. Для того чтобы диполь воды вывести из положения, занятого при адсорбции, и привести в вертикальное положение, необходимо разорвать ковалентную связь между кислородом и металлом. Вместо того чтобы перейти из адсорбированного положения в вертикальное, атом кислорода адсорбированной воды может вступить в другую водородную связь, так что кроме положений рис. 9, а и б, которые могут взаимно меняться при вращении диполя адсорбированной воды на 140—160, вероятно, имеется дополнительное квазистабильное положение, представленное на диаграмме потенциальной энергии (рис. 10). Энергия активации перехода из адсорбированного положения в это квазистабильное положение должна составлять часть энергии адсорбции (19 ккал -молъ ). Экспериментальные данные по изменению частотной зависимости импеданса двойного слоя на ртути (см. ниже) от теплоты активации осцилляций диполей воды порядка 6 ккал -молъ согласуются с экспериментально найденной теплотой адсорбции. [c.389]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология