Кристаллы ван-дер-ваальсов

По сравнению с ковалентной связью ван-дер-ваальсово взаимодействие очень слабое. Так, если энергия, необходимая для диссоциации молекулы lj на атомы, составляет 243 кДж/ оль, то энергия сублимации (возгонки) кристаллов С1< составляет 25 кДж/моль. [c.91]

Проблема взаимосвязи структуры и свойств вещества затрагивается в книге еще не раз так, для описания кристаллов используются соответственно их структурным особенностям зонная теория или теория вандер-ваальсовых сил, а для объяснения своеобразия координационных соединений последовательно применяются разные подходы электростатическая модель ионной связи, метод ВС (или локализованных МО), теория кристаллического поля и, наконец, теория поля лигандов (или делокализо-ванных МО). Таким образом, читатель получает возможность ознакомиться с проблемами химической связи на самых разных уровнях-от доквантового до современного. [c.7]

Такая ориентация ПАВ обусловлена как ван-дер-ваальсовыми силами притяжения между углеводородными цепями, так и сила ми взаимного отталкивания их полярных групп при высоких концентрациях присадки в системе. Пока мицеллы имеют небольшие размеры, они преимущественно концентрируются в фильтрате обезмасливаиия. При этом церезин обедняется присадкой, что ведет к возрастанию его р и а. Для фильтрата аналогичные показатели снижаются, особенно р , что говорит о высокой концентрации присадки в этом продукте. В этой области скорость фильтрования суспензий петролатумов снижается до уровня скорости фильтрования без присадки. При введении более 0,1% (масс.) присадки наряду со сферическими мицеллами образуются более крупные пластинчатые мицеллы ПАВ, и присадка обнаруживается как в твердой, так и в жидкой фазе. Возможно также взаимодействие части мицелл между собой с образованием крупных агрегатов, благодаря чему скорость фильтрования увеличивается, но уже не достигает максимума. Аналогичные результаты получены при использовании присадок АзНИИ и ПМА Д в качестве модификаторов структуры кристаллов твердых углеводородов. Следовательно, присадки этого типа обладают адсорбционным механизмом действия при кристаллизации твердых углеводородов в процессе обезмасливаиия. [c.181]

Модификации серы а и р состоят из молекул За, которые имеют циклическое зубчатое строение (рис. 3.66). В кристаллах а-серы кольца находятся на расстоянии 330 пм друг от друга и связаны ван-дер-ваальсовыми силами. [c.444]

Пусть кристаллы —многогранники и сближаются друг с другом таким образом, что их грани параллельны друг другу, тогда отрицательная составляющая расклинивающего давления (ван-дер-ваальсова составляющая) имеет вид [27] П =Л/6лА а [c.85]

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

Глубина потенциальной ямы (ван-дер-ва-альсова энергия взаимодействия на равновесном расстоянии Sq) мала 1 5 кДж/моль ( в 100 раз меньше энергии химической связи), равновесное расстояние между центрами молекул в жидкости или кристалле 3 10 — 5 10" м ( 3 н- 5 A) значительно превышает межъядерное расстояние в молекулах. Однако китайской стены между химическим и ван-дер-ваальсовым взаимодействием нет, природа взаимодействия одна и та же, электрическая. Аналитическое выражение для потенциальной кривой межмолекулярного взаимодействия (рис. 62) имеет вид [c.135]

Ауз = 5 и 7 м соответственно, для Sa Ava = 23 см" при переходе от газа к жидкости, а для Sea — 36 см". Как видно, чем меньше у сходственных молекул частота, т. е. упругость связи, тем сильнее ослабляет связь ван-дер-ваальсово взаимодействие. Изменяется при взаимодейств 1и и вероятность переходов, т. е. интенсивность полос. Нарушение первичной симметрии молекулы в результате взаимодействия ослабляет строгость правил отбора, в спектрах могут проявляться запрещенные частоты. В кристаллах поле симметрично распределенных зарядов может привести к снятию вырождения, например, в кристалле СОа снимается вырождение деформационного колебания V2 = 667 СМ и проявляются две частоты va 660 и 653 см". В спектре кристаллов могут проявляться также колебания решетки. Спектр молекул, изолированных в матрице (область менее 200—300 см" ), может отличаться от спектра свободных молекул, благодаря взаимодействию между ними и кристаллом матрицы, особенно для сильно полярных молекул. [c.178]

Постепенно большая часть первоначального межчастичного пространства зарастает тонконорнстым цементным гелем. Вследствие анизометричной формы кристаллов и высокой их удельной поверхности возникает очень большое число контактов, хотя только часть их является фазовыми контактами срастания, прочность которых приближается к прочгкзсти самих кристаллов, а остальные связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами (коагуляционные контакты). Большая суммарная площадь контактов обусловливает высокую прочность и жесткость структуры вследствие чего можно говорить об искусственном камневпдном теле — цементном камне. [c.108]

Молекулярные твердые соединения построены из молекул, соединенных друг с другом лишь ван-дер-ваальсовыми силами, включая в определенных случаях водородные связи, и состав этих веществ есть сумма составов всех молекул, вошедших в его структуру. Они образуют молекулярные кристаллы, структурными единицами которых служат молекулы. Молекулярные твердые соединения образуются в результате отвердевания, т.е. фазового превращения вещества, когда имеет место лишь межмолекулярное взаимодействие и не происходит разрыв существующих или образование новых химических связей. При образовании молекулярных кристаллов в условиях низких температур, исключающих межатомные взаимодействия, молекулы без сколько-нибудь существенных изменений входят в кристаллическую структуру, образуя настолько плотную упаковку, насколько позволяет конфигурация. молекул /69/. [c.107]

Изучение электростатического межмолекулярного взаимодействия имеет большое значение для исследования свойств и структуры газов, жидкостей и твердых веществ. Ван-дер-ваальсовы силы обусловливают притяжение молекул и агрегацию вещества, превращение газообразного вещества в жидкое и далее в твердое состояние. Так, при охлаждении газообразного хлора, например, образуются кристаллы, составленные из молекул lj, между которыми действуют дисперсионные силы. Ван-дер-ваальсовы силы обусловливают также явление адсорбции, большое значение имеют в каталитических процессах и т. д. [c.106]

При дальнейшем повышении давления несколько выше 10 ГПа, отмечен еще один переход в модификацию, имеющую простую кубическую структуру с параметром а 0,237 нм и расчетной плотностью 3,83 г/см Исследование черного фосфора нейтронографически показало, что в нем имеются два типа связи ковалентные и ван-дер-ваальсовы. Сжимаемость по. этим связям различна на порядок. Постепенное увеличенне электрической проводимости фосфора при возрастании давления свидетельствует о том, что часть электронов в кристалле становится свободной, как в металлах. [c.154]

На, N2, Оз, Р4, Sa, H l, Н2О, H3N, SO2, Sip4 и др. Каждая из отдельных молекул построена преимущественно с участием ковалентных связей, а между молекулами в кристалле действуют более слабые ван-дер-ваальсовы силы. Если молекулы неполярны и неспособны к образованию водородных связей, то в структуре заметно стремление к плотнейшей упаковке. В противном случае между этими факторами осуществляется компромисс. Примером структуры, обусловленной водородными связями, является лед (см. рис. И1.37). [c.237]

При классификации по типам связей следует учитывать, что число кристаллов, в которых все связи чисто ионные или чисто ковалентные, Не слишком велико гораздо чаще связи имеют либо промежуточный характер, либо одновременно относятся к различным типам. Таковы, например, слоистые или цепочечные структуры, в которых связи в одной плоскости и направлении осуществляются по ковалентному или ионному типу, а между плоскостями или цепями существуют слабые ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Так, в графите слоистая структура с ковалентными связями, в иодиде кадмия слоистая структура с ионными связями. Хлорид палладия образует бесконечные цепи с помощью мостиковых атомов хлора и четырехкоординационных атомов палладия [c.238]

Радиусы атомов благородных газов Не, Ке, Аг, Кг и Хе равны соответственно 122, 160, 191, 201 и 220 пм. Приведенные значения получены из межатомных расстояний в кристаллах данных веществ, которые существуют при низких температурах. Для атомов этих элементов также наблюдается рост г, с увеличением порядкового номера. Радиусы атомов благородных газов значительно больше радиусов атомов неметаллов соответствующих периодов, поскольку в кристаллах благородных газов межатомное взаимодействие очень слабое (силы Ван-дер-Ваальса), а для молекул других неметаллов характерна прочная ковалентная связь. Можно считать, что атомные радиусы благородных газов - это радиусы валентно не связанных атомов, т. е. ван-дер-ваальСовы радиусы (которые находят из межатомных расстояний в молекулярных кристаллах). [c.51]

В кристаллах а-серы циклы 3 находится на расстояниии 330 пм друг от друга и связаны ван-дер-ваальсовыми силами. [c.437]

Значение равновесного расстояния Го близко к сумме вандер-ваальсовых радиусов соответствующих атомов, находимых обычно из свойств соответствующих атомных или молекулярных кристаллов [c.170]

Молекулярные кристаллы образуются из атомов или молекул, которые удерживаются в кристалле ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями или водородными связями. На рис. 50 для иллюстрации приведена структура молекулярного кристалла 12. Молекулы иода располагаются так, что их центры масс занимают вершины прямоугольного параллелепипеда и центры граней, причем в решетке существуют две различные ориентации молекул иода. Как и в случае жидкости, полуколичественной мерой энергии взаимодействия между частицами в кристалле является температура, при которой происходит изменение агрегатного состояния, в данном случае температура плавления. Молекулярные кристаллы, в которых частицы удерживаются слабыми нековалентными взаимодействиями, характеризуются невысокими температурами плавления. [c.130]

Ионная связь в кристаллах. Энергия ионной кристаллической решетки. Для объяснения и предсказания свойств ионных кристаллов широко используется электростатическая теория ионной связи. Теория ионных кристаллов исходит из того, что в решетке действуют электростатические силы притяжения между разноименными ионами и отталкивания — между одноименными. Любой рассматриваемый ион в решетке непосредственно окружен противоионами, а одноименные ионы расположены за ними, и тз1Кое чередование сохраняется во всей решетке. Поэтому кулоновское притяжение разноименных ионов преобладает над кулоновским отталкиванием. Надо учесть также квантовомеханическое отталкивание заполненных электронных оболочек ионов. Однако вклад такого отталкивания невелик и практически компенсируется эффектом поляризации ионов и ван-дер-ваальсовым притяжением . В целом энергия притяжения преобладает над энергией отталкивания и кристаллическая структура оказывается устойчивой. Расстояния между ионами в решетке определяются равновесием сил притяжения и отталкивания. Максимально устойчивой, равновесной структуре кристаллической решетки отвечает минимум энергии. , [c.168]

Здесь опущены второстепеншле члены, учитывающие поляризацию, ван-дер-ваальсово взаимодействие и нулевую энергию. Коэффициент р может быть найден из сжимаемости кристаллов. Он не отличается сколько-нибудь существенно от р для молекул и равен 0,338-10- м (0,338 А). [c.169]

Если в кристалле между молекулами действуют только силы Ван-дер-Ваальса, то равновесное расстояние между молекулами можно оценить, используя эффективные ван-дер-ваальсовы радиусы атомов (Полинг). Величина радиуса определяется как половина расстояния между двумя соприкасающимися одинаковыми атомами, принадлежащими каждый порознь одной из двух соседних молекул. Метильной группе СНз приписан радиус 2,01( ° м, водороду — ],2 10 м, полутолщина ароматической молекулы принята равной 1,85-10 " м для элементов ван-дер-ваальсовые радиусы приведены ниже [c.254]

Хотя ван-дер-ваальсовы силы по сравнению с химическими н и невелики, они все же способны обеспечивать довольно прочные связи. Это, в частности, наблюдается в молекулярных кристаллах и жидкостях. Когезионные силы лежат в основе механической прочности материалов (сопротивление деформациям, истиранию, дроблению и т. д.) . Адгезионное взаимодействие между молекулами [c.99]

Типы кристаллических решеток по видам межчастичной связи в кристаллах. По указанному признаку различают следующие основные типы кристаллических решеток молекулярные, атомные (или гомеопо-лярные), металлические и ионные (или гетерополярные). Однако эта классификация достаточно условна и ие исчерпывает всего многообразия кристаллических структур по видам межчастичных связей в них. Существуют различные промежуточные образования. Между частицами кристалла одного и того же вещества большей частью действуют силы неодинаковой природы. Например, в гетерополярных кристаллах наряду с электростатическими силами между ионами действуют также и дисперсионные ван-дер-ваальсовы силы. Однако в каждом отдельном случае один из видов межчастичных сил обычно доминирует над другими (выражен резче остальных). По этому основному (ведущему виду связи данное кристаллическое образование на практике и относят к одной из указанных выше четырех категорий. [c.116]

Молекулярная решетка. Ряд веществ образует кристаллы, в узлах пространственной решетки которых расположены полярные или неполярные молекулы, связанные между собой ван-дер-ваальсовыми силами. В качестве примера можно указать на твердую двуокись [c.116]

Большое давление, развиваемое замерзающей водой, представляет собой результат совместного действия межмолекулярных сил ван-дер-ваальсовых и водородной связи, проявляющихся при образовании кристаллов льда. [c.117]

Здесь Ri и Ra — органические радикалы ( Hg-, С2Н5-, С3Н,-и т. д.) водородная связь обозначена отточием. Карбоксил (-СООН) — группа атомов, обладающая определенной полярностью. Наряду с водородной связью в кристаллах органических кислот действуют и ориентационные ван-дер-ваальсовы силы. [c.117]

Иное кристаллическое строение имеет аллотропическое видоизменение углерода — графит. Здесь также имеется атомная решетка, но построенная иначе, чем у алмаза атомы углерода в графите образуют слои, в каждом из которых они размещены по вершинам правильных шестиугольников (рис, У-7). Атомы С в указанных шестичленных ячейках расположены друг от друга на расстоянии 1,43 А. Расстояние же между слоями составляет 3,35 А, т. е. величину, значительно большую. Взаимодействие атомов С, принадлежащих к соседним слоям, уже значительно слабее, чем связь С — С в каждом данном слое. Отдельные слои связаны между собой уже не ковалентно, а образуют единий кристалл графита за счет более слабых дисперсионных ван-дер-ваальсовых сил, характерных для [c.118]

Графит — темно-серое, непрозрачное, со слабым металлическим блеском, мягкое, слабо проводящее электрический ток вещество. Он также тугоплавок, мало летуч и при обычной температуре химически инертен. Кристаллическая решетка графита, структура которой показана на рис. 45, существенно отличается от решетки алмаза. Кристаллы графита построены из параллельных друг другу плоскостей, в которых расположены атомы углерода по углам правильных шестиугольников. Расстояние между соседними атомами углерода (сторона каждого шестиугольника) 1,43 А, между соседними плоскостями 3,4 А. Каждая промежуточная плоскость несколько смещена по отношению к соседним плоскостям, как это видно на рисунке. Каждый атом углерода связан с тремя соседними в плоскостях атомами неполярными ковалентными связями. Четвертые валентные электроны каждого атома располагаются между плоскостями и ведут себя подобно электронам металла, чем и объясняется электропроводность графита в направлении плоскостей. Связь между атомами углерода, расположенными в соседних плоскостях, очень слабая (межмолекулярная, или ван-дер-ваальсова). В связи с этим кристаллы графита легко расслаиваются даже при малых нагрузках ка отдельные чешуйки. Этим [c.191]

Чем больше энергия связи между частицами в веществе, тем выше структ Для молекулярных кристаллов и жидкостей ван-дер-ваальсовы силы взаимодействия между молекулами и даже Н-связи недостаточно прочны, и обычно структ остается меньше сольв. Поэтому растворение таких веществ, как, например, сахара, глицерина, спирта, является также экзотермическим процессом. [c.147]

С развитием теоретических основ кристаллоэнергети-ки неизбежно должно усилиться значение РСА в термодинамике твердого тела, ибо для расчета одного из важнейших термодинамических параметров — потенциальной энергии кристалла при абсолютном нуле — требуется знание структуры кристалла. В настоящее время такие расчеты в определенном приближении проводятся главным образом для чисто ионных и чисто ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Но с развитием квантовой химии [c.179]

Расстояния между интранулярными водородами одного слоя, определенные по модели, составляют 1,84 А (при сумме ван-дер-ваальсовых радиусов 2,4 А). Экспериментальное рентгенографическое определение этих расстояний в кристалле транс-циклодекандиола-1,6 дало величины 1,91 и 1,98 А для двух существующих в кристаллах конформаций (рис. 53) [88]. [c.372]

В жидкостях в отличие от газов доминируют те же межмолекулярные силы притяжения, которые обусловливают тот или иной тип связи в кристалле. Так, например, между атомами сжиженных инертных газов действуют ван-дер-ваальсовы силы. Те же силы вызывают взаимное притяжение молекул неполярных жидкостей. Молекулы воды, кислот жирного ряда и спиртов взаимодействуют друг с другом посредством водородных связей, возникновение которых связано с наличием в их составе гидроксильных групп ОН. В расплавах солей действуют электростатические силы притяжения, в металлах — силы металлической связи. [c.10]

Кристаллическая структура элементов В -подгруппы подчиняется правилу Юм-Розери, согласно которому координационное число фиксированного атома п = 8 — Ы, гд,е N — номер группы периодической системы, в которой находится данный элемент. Например, в кристаллическом иоде и броме (7-я группа) каждый атом имеет по одному ближайшему соседу, что соответствует молекулам Ь и Вгг. Эти молекулы связаны со своими соседями ван-дер-ваальсовыми силами, образуя молекулярные кристаллы. Селен и теллур (6-я группа) образуют кристаллическую структуру в виде спиральных цепочек с координационным числом 2. Атомы элементов пятой группы (Аз, 5Ь, В1) упаковываются в решетке с координационным числом 3 + 3. Углерод, кремний и германий (4-я группа) образуют типично ковалентные кристаллы с координационным числом 4. [c.168]

Аддитивность энергии взаимодействия выполняется абсолютно строго при электростатическом взаимодействии точечных зарядов. Что касается межмолекулярных взаимодействий, равенство (Х.35) является приближением. Показано, что для дисперсионных сил предположение об аддитивности выполняется с хорошей степенью точности. Этого нельзя сказать об индукционной составляющей. Действительно, взаимодействие между какими-либо двумя частицами в данном случае зависит от их электрических моментов, а последние содержат индуцированную часть, определяемую суммарным полем всех частиц системы. Потенциал отталкивания также не является аддитивным. Так, квантовомеханические расчеты показали, что отталкива-тельная энергия трех атомов гелия, расположенных в вершинах равностороннего треугольника, почти на 20% меньше, чем сумма энергий отталкивания изолированных пар. Имеются и другие основания, как теоретические, так и экспериментальные, считать, что различие между энергией взаимодействия трех частиц и суммой энергий взаимодействия соответствующих изолированных пар не является пренебрежимо малым (эту разницу определяют как энергию трехчастичного взаимодействия). Остается, однако, открытым вопрос о других многочастичных членах в выражении для энергии системы. Успех расчетов (в том числе расчетов для жидкостей и кристаллов), проведенных исходя из аддитивности межмолекулярных сил, позволяет предположить, что результирующая неаддитивность во многих системах совсем мала и что, во всяком случае, допустимо представить энергию системы (пусть даже плотной) в виде суммы некоторых эффективных парных потенциалов, — возможно, несколько отличных от потенциалов взаимодействия изолированных пар и зависящих, вообще говоря, от плотности и температуры системы и г) = и [г, п, Т). Отметим, что почти все выполненные до настоящего времени статистические расчеты для систем, силы притяжения в которых являются ван-дер-ваальсовыми, основаны на допущении об аддитивном характере сил межмолекулярного взаимодействия. [c.284]

Теоретический расчет энергии кристалла при Т = О К требует оценки энергии статической решетки и энергии нулевых колебаний Бокол- Методы оценки величины окол будут рассмотрены в следующем параграфе. Здесь мы остановимся на методах расчета величины Но, энергии статической решетки 7 = 0. Пренебрегая влиянием ангармоничности колебаний при Т = О, будем считать, что величина (Уо есть минимальное значение потенциальной энергии взаимодействия частиц, образующих кристалл. Для расчета этой величины требуется знать потенциал межчастичного взаимодействия. Наиболее доступными для теоретического рассмотрения являются такие одноатом- ные кристаллы, в которых силы сцепления чисто ван-дер-ваальсовы (кристаллы Аг, Кг и др.), и ионные кристаллы, образованные одно- [c.313]

Кристаллы с ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями. Предположим, что кристалл состоит из одинаковых атомов, силы притяжения между которыми являются чисто дисперсионными, и энергия взаимодействия пары частиц может быть описана с помош,ью потенциала Леннард-Джонса (Х.21) в форме [c.314]

Более поздние исследования структуры подобных соединений показали, что они представляют собой особый класс соединений — так называемые соединения включения. Такие соединения образуются при внедрении молекул и атомов в полости цепочечного, слоистого или каркасного кристалла, образованного вторым компонентом. Первые молекулы в соединениях включения называются гостями , вторые — хозяевами . В каркасных структурах, образованных молекулами-жхозяевами , возникают полости, в которых заключены молекулы- гости . Соединения включения (аддукты) с каркасным клеточным скелетом получили название клатратов. Клатратные соединения не следует рассматривать как комплексы, поскольку они образованы за счет ван-дер-ваальсова, а не валентного взаимодействия. Тем не менее их существование уже не позволяет отнести Аг, Кг, Хе (и радон) к инертным газам, так как они все же проявляют определенную склонность к взаимодействию. [c.392]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология