Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Гидратация координационное число

    Метод Бернала и Фаулера был развит затем Эли и Эвансом. Их расчет также основан на трехпольной модели молекул воды, координационном числе 4 для всех одновалентных ионов и гв = 0,138 нм (1,38 А). Расчет производился на основании только закона Кулона, В их цикле учтено большинство эффектов, сопровождаюш их гидратацию ионов, [c.175]


    В качестве примера взаимодействия ионов металла с дипольными молекулами рассмотрим процесс гидратации ионов М + (табл. 71). Из данных таблицы видно, что с увеличением радиуса металла энергия гидратации уменьшается (при низких координационных числах). При повышении координационного числа для [c.238]

    Молекулы воды, расположенные в непосредственной близости от ионов растворенных веществ, образуют гидратную оболочку [128]. Различают первичную, вторичную и т. д. гидратные оболочки. Число молекул воды в первичной гидратной оболочке называют координационным числом гидратации. Координационные числа можно определить по данным работ [128—130]. [c.88]

    Хром (П1) весьма склонен к образованию комплексов как анионного, так и катионного типа. Координационное число Сг + равно шести, что соответствует й хр -гибридизации связей (см. 9.3 и 9.4). В зависимости от условий (температуры, концентрации, кислотности) состав катионных аквакомплексов — их гидратация — изменяется, что сопровождается изменением окраски от фиолетовой до зеленой  [c.381]

    Степень протекания химических сольватационных процессов зависит от электронной структуры молекул и частиц компонентов растворителя и растворенного вещества, способности частиц к ком-плексообразованию, диссоциации, ассоциации, образованию ионных пар и т. д. При сольватационных близкодействующих взаимодействиях их энергия достигает 400 кДж/моль. К дальнодействующим силам взаимодействий относят электростатические взаимодействия между ионами, металлическую связь и силы Ван-дер-Ваальса. Молекулы растворителя ориентируются в структуры различной устойчивости вокруг растворенных частиц с образованием сольватных оболочек. Число частиц растворителя в первой сольватной оболочке определяют как координационное число сольватации (гидратации) Пс- Значение Пс в водных растворах достигает 6—8. [c.91]

    Найденное выражение для энергии гидратации содержит в качестве параметров координационное число иона и сумму радиусов иона и молекулы воды с учетом поправки 0,25 А, добавляемой к радиусу катионов и вычитаемой от радиуса аниона. Оказалось, что конечный результат зависит от расстояния между ионом и молекулой воды. [c.273]

    Расчеты основывались на трехпольной модели молекулы воды (рис. 46). При этом предполагалось, что угол между направлениями связи равен 121°, расстояние между атомами водорода 0,75 А, а высота 0,43 А. Радиус молекулы воды они приняли равным 1,38 А (сейчас большинство исследователей принимают другие данные для молекулы воды). При внесении иона в раствор происходит деформация кристаллической решетки воды. В центре тетраэдра становится ион. В этом случае координационное число иона равно 4. Бернал и Фаулер проделали значительную работу по подсчету координационных чисел, т. е. чисел гидратации, о которых говорилось выше. Произведя теоретические подсчеты, Бернал и Фаулер нашли три типа чисел гидратации 4, 6 и 8, но преимущественно 4. Следует обратить внимание, что эти же числа находят для координационных чисел комплексных соединений. [c.201]


    Различие в температурных коэффициентах подвижности может быть следствием и ряда других причин (например, изменение координационного числа с температурой). Однако различное влияние ионов на трансляционное движение, по-видимому, является фактом, установленным не только на основании сопоставления температурных коэффициентов, но и на основании прямых опытов по влиянию ионов на диффузию молекул воды различного изотопного состава на основании наблюдений иад особенностями изменения энтропии гидратации. Эти явления были объяснены на основании представлений о влиянии ионов на структуру воды вблизи сольватной оболочки. [c.152]

    Работа Фервея была посвяш ена доказательству того, что энергия гидратации катионов и анионов одного радиуса не одинакова. Фервей в своих расчетах исходит для всех одновалентных ионов из координационного числа 6. Он также не учел всех аффектов, которыми сопровождаются явления гидратации, хотя он впервые учел эффект взаимного отталкивания между ионами и молекулами воды при гидратации вследствие проникновения электронных оболочек. [c.175]

    Энергии сольватации (гидратации) иона, будучи близкими к сумме ионизационных потенциалов атома, никогда не превышают эту сумму. Энергия гидратации зависит от радиуса, заряда нона и его координационного числа. С уменьшением радиуса и увеличением заряда иона энергия гидратации растет. [c.64]

    В кинетическом подходе к гидратации, как и в термодинамическом, используется представление о координационном числе, имеющем, однако, несколько иной смысл под координационным числом нона в разбавленном водном растворе понимается среднее число молекул воды, составляющих ближайшее окружение иона. Оно может принимать дробные значения является статистической величиной, зависит от теплового и прежде всего трансляционного движения частиц. Кинетический подход развит для водных растворов и представляет в основном интерес для ионов, не слишком сильно взаимодействующих с ближайшими молекулами воды. Вместе с тем он обладает и достаточной общностью — прочное связывание ионами ближайших молекул воды можно представить как предельный случай уменьшения подвижности этих молекул. Подход к сольватации с кинетических позиций будет также справедлив при рассмотрении сольватации ионов во многих других растворителях. Основные положения кинетической [c.239]

    Различные методы определения чисел сольватации часто дают несовпадающие результаты, причем величины л во многих случаях оказываются меньше координационного числа п, т. е. того числа молекул растворителя, которые составляют ближайшее окружение иона. Для объяснения этих результатов можно воспользоваться предложенной О. Я. Самойловым следующей динамической картиной явлений сольватации. Все частицы раствора — ноны и молекулы растворителя — находятся в непрерывном хаотическом движении, которое осуществляется за счет периодических перескоков этих частиц на расстояния порядка размеров молекул. Пусть Т1 — среднее время, в течение которого ион находится в неподвижном состоянии, а тг — время, необходимое, чтобы диполь растворителя, находящийся вблизи иона, порвал связь с другими диполями, изменил свою ориентацию и вошел в состав сольватной оболочки иона. Если Т1 Т2, то молекулы растворителя успевают порвать водородную или диполь-ди-польную связь с другими молекулами растворителя и войти в сольватную оболочку иона. В этих условиях ион окрулоет прочная сольватная оболочка и пн = пь. Поскольку согласно уравнению (II.9) электрическое поле иона тем сильнее, чем меньше его радиус, то это характерно для небольших ионов. Так, например, результаты по сжимаемости водных растворов солей лития, по энтропии гидратации и по подвижности иона дают среднее значение лл=б, соответствующее координационному числу иона лития. При условии Х1<Ст2 диполи растворителя в сольватной оболочке очень быстро меняются, а экспериментальное значение пл==0. Такой результат получается для ионов большого радиуса и малого заряда, например для ионов 1 и Сз+. При сравнимых Т1 и Т2 числа сольватации принимают значения от О до Пк, причем различные методы в неодинаковой степени отражают процесс замены диполей в сольватной оболочке иона, и это приводит к значительному расхождению результатов для Пн. [c.32]

    При увеличении температуры гидратация ионов усиливается и координационное число гидратов раствора растет, так как направленные водородные связи разрушаются интенсивнее, чем менее направленные (ион-дипольное взаимодействие). [c.86]

    Иногда упрощенно представляют состав алюминатов в растворе как М АЮг, Мз АЮз и т. д. Ясно, что такой способ изображения не отражает истинного строения соединений А1(П1) в водных растворах, где благодаря возможности исчерпывающей гидратации А1(П1) всегда реализует координационное число 6 [2]. [c.58]


    Ионы, имеющие большие заряды [железо (III), алюминий], характеризуются и значительными величинами энтальпии и энтропии. Теоретическое вычисление теплот гидратации связано с учетом целого ряда слагаемых. После первых, грубо приближенных расчетов по Борну было сделано много попыток так или иначе улучшить теоретический метод. К. П. Мищенко и А. М. Сухотин, исходя из предположения, что эффективный радиус молекулы воды в гидратной оболочке равен 0,193 нм, предложили метод расчета, в котором были приняты во внимание экзоэффекты взаимодействия иона с жесткими диполями воды, а также ориентационной и деформационной поляризации диполей воды, дисперсионные силы между ионом и молекулами воды, взаимное отталкивание диполей в гидратной сфере, отталкивание иона и диполей при перекрытии их электронных оболочек, поляризация растворителя гидратным комплексом и взаимодействие между водой и гидратным комплексом, отвечающее экзоэффекту. Большое число факторов, принятых во внимание в этих расчетах, делает их результаты наиболее надежными. Между прочим указанные авторы пришли к выводу, что тепловое движение не может существенно влиять на координационные числа гидратации вероятность того, что данная молекула в гидратном слое покинет его и оставит свободное место в гидратной оболочке иона, колеблется по порядку величины от 10 (ион лития) до 10 (ион цезия), т. е. ничтожно мала. [c.255]

    Гидратация ионов, особенно больших, изменяет структуру воды. Влияние ионов на структуру воды различно и зависит от их размеров, концентрации, способности к гидратации. Ионы образуют с водой растворы внедрения или замещения. В случае образования растворов внедрения структура воды сильно изменяется. В концентрированных растворах электролитов образуются структуры, близкие к структурам кристаллогидратов с теми же координационными числами происходит переход от структуры чистой воды к структуре кристаллогидрата. [c.38]

    Отметим, что ступень окисления центрального катиона не меняется от координационного числа или числа однозарядных лигандных анионов, а также от гидратации и определяется, например, в приводимых примерах формально целыми числами электронов, мысленно использованных при образовании комплексного аниона из Fe и из заряженных лигандных анионов. [c.189]

    Хорошо известно, что в водных силикатных растворах, возникающих при растворении кремнезема в щелочи, протекают процессы полимеризации и деполимеризации. Структура образующихся силикатных ионов, по мнению некоторых исследователей, определяется pH. Предлагается несколько способов осуществления полимеризации без учета влияния гидратации, при этом координационное число кремния по отношению к кислороду может быть равно 4 или 6. Мы не приводим структурные формулы этих соединений, поскольку они справедливы лишь для низкотемпературных условий. Внутреннее строение, состояние и свойства многокомпонентных растворов при повышенных температурах и давлениях существенно иные, чем в обычных условиях. Одной из основных закономерностей поведения растворенного вещества в водных растворах электролитов является его стремление к ассоциации при повышении параметров, что приводит к полимеризации. Возникающие при этом полисиликатные ионы имеют весьма сложное строение. Точные данные относительно их структуры и молекулярной массы в литературе отсутствуют. Отмечается лишь, что силикатные полианионы, имеющие в ядре нейтральный ЗЮг с кремнием в четверной координации, а на поверхности несущие заряды группы с 6 координированными атомами кремния, взаимодействуя с натрием, [c.125]

    Зависимость теплоты растворения от концентрации указывает на то, что энтальпия гидратации снижается с ростом с. Из детального анализа экспериментальных результатов Мищейно зак люнил [60], что в растворах с концентрацией ниже предела полной гидратации координационное число гадратации, вероятно, не изменяется, а лишь ослабляются связи между ионами и молекулами воды, что можно назвать энергетической дегидратацией. Обычно при этом проявляется также и вклад изменений структуры водь1, вызванных присутствием ионов. В растворах с концентрацией выше предела полной гидратации координационное число снижается с ростом концентрации из-за некоторого недостатка воды (координационная дегидратация).. [c.571]

    Селективность пористых мембран. Обратимся к рис. IV-27, где показана зависимость концентрации Na l и КС1 в фильтрате от концентрации их в исходном растворе х. Вертикальная прямая 1 на рисунке соответствует той концентрации электролита, при которой воды в растворе достаточно лишь для заполнения первичной и вторичной гид-ратных оболочек ионов электролита, а прямая II — концентрации, при которой вся вода включена только в первичные гидратные оболочки, что соответствует границе полной гидратации (ГПГ). При расчете этих концентраций приняты следующие координационные числа гидратации лка+=6, /гк+ =6, лсг=8, с учетом, что с каждой молекулой воды в первичной гидратной оболочке соединяется 3 молекулы воды во вторичной оболочке [159]. [c.205]

    Показана [174] возможность использования обратного осмоса для определения координационных чисел гидратации на примере ионов К+ и Li+. В основе предлагаемого метода лежит явление прекращения перехода раствора через мембрану из ацетата целлюлозы, когда концентрация электролита превышает ГПГ. Опыты проводились в ячейках типа И или III (см. рис. III-3 и III-5). В предварительных экспериментах было подтверждено определенное ранее значение ГПГ для Na l, равное 3,96 моль/л воды. Исходя из принятых на основе литературных данных значений координационного числа гидратации л ча = 6 (см. стр. 202), [c.212]

    Под сольватацией понимают совокупность энергетических и структурных изменений, происходящих в растворе при взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя. Обычно рассматривают два вида такого взаимодействия взаимодействие за счет короткодействующих сил (близкодействие) и за счет дальнодей-ствующих сил (дальнодействие). Близкодействие относят к сильному взаимодействию, дальнодействие —к слабому. В связи с этим принято считать, что вокруг частицы растворенного вещества расположены две сольватные оболочки — первичная и вторичная. В первичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящиеся в непосредственной близости от частицы растворенного вещества и совершающие движение в растворе вместе с ней. Число молекул растворителя в первичной сольватной оболочке называется координационным числом сольватации данной частицы, значение которого зависит от природы растворенного вещества и растворителя. Во вторичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящиеся от частицы растворенного вещества на больших расстояниях. Молекулы растворителя вторичной сольватной оболочки влияют на протекающие в растворе процессы за счет взаимодействия их с первично сольватированной частицей. Сольватация частиц растворенного вещества оказывает влияние как на тепловое движение молекул растворителя, так и на обмен между частицами растворителя, находящимися вблизи частиц растворенного вещества, и частицами растворителя более удаленными. Сольватация очень сильно проявляется в водных растворах гидратация) и особенно в водных растворах электролитов благодаря взаимодействию заряженных ионов с поляр- [c.342]

    Согласно теории сольватации, вокруг частицы растворенного вещества расположены две сольватные оболочки первичная и вторичная. В первичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, совершающие движение в растворе вместе с частичкой вещества. Число молекул растворителя в первичной сольватной оболочке называют координационным числом сольватации. Значение его зависит от природы растворенного вещества и растворителя. Во вторую сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящиеся от частицы растворенного вещества на большом расстоянии. Сольватация сильно проявляется в водных растворах электролитов за счет взаимодействия ионов с полярными молекулами воды (гидратация). Термодинамическая устойчивость сольватов определяется величиной энергии Гиббса (ЛОсол)- Так как А О соя = АН СП.-,—ТА.8 СОЛ, то чем меньше АСсо.ч, тем устойчивее комплекс. Основной вклад в величину ДСсол вносит энтальпия сольватации АНсол, которую находят из соотношения [c.137]

    В отличие от катионов s-элементов 1 группы Периодической системы (Li, Na, К, Rb и s) катионы переходных металлов имеют целые координационные числа гидратации. Для большинства катионов они равны 4 или 6. Например, в водном растворе ионов Fe + нет, а есть ионы Ре(Н20)б +- Гидратированные ионы относят к комплексным ионам (см. ниже), если вода связана прочно и число молекул связанной воды отвечает координационному числу катиона. В то же время комплексный ион окружен шачительно менее прочной гидратной оболочкой с переменным числом молекул воды. [c.124]

    Надежно доказано, что координационное число А1(П1) в водных средах всегда равно 6. Поэтому точный состав гидроокиси и гидроксокомплексов А1(П1) следует выражать не ириведенными выше уирощен-ными формулами, не учитывающими гидратацию, а более сложными, включающими гидратную воду  [c.58]

    Метод ван Аркеля и де Бура основан иа разграничении описания эффектов первичной и вторичной гидратации. Первичная гидратация обусловлена взаимодействием иона с молекулами воды, находящимися в непосредственной близости от него . Их число определяется координационным числом иона и обычно равна 4, 6 или 8. Описание вторичной гидратации связано с рассмотрением взаимодействия образовавшегося а квакомплекса с растворителем как средой . В соответствии с этим общий процесс гидратации может быть представлен как совокупность трех стадий а) испарение п молекул (ВОДЫ, на которое расходуется энергия Хп, где Я, — [c.171]

    Большая прочность я-связей в оксидах зтлерода предопределяет их кислотно-основные свойства. В большинстве случаев уменьшение кратности связи элемент - кислород при увеличении координационного числа в результате гидратации оксидов ведет к образованию устойчивых гидроксопроизводных, как это имеет место при гидратации, например, Р4О10 или ЗОд. [c.309]

    Другой тип комплекса в органической фазе образуется при взаимодействии карбоксилатов металла с недиссоциированной, мономерной или димерной карбоновой кислотой, что приводит к образованию соединения MX j (НХ) , в котором сумма т — п не обязательно равна координационному числу металла (здесь X — органический остаток). В настоящее время еще недостаточно экспериментальных данны , чтобы определить факторы, влияющие на образование таких комплексов [80. 83—88]. Наиболее вероятными факторами являются энергия гидратации металла, степень межмолекулярного взаимодействия молекул экстрагента через водородные связи и сте-рпческая характеристика. Оба типа соединений в органической фазе способны к ассоциации [83, 84, 89]. [c.33]

    Несвязанная молекула воды всегда имеет высокое координационное число. Она может приобретать углеводородного соседа только в том случае, когда последний заменит соседнюю молекулу воды. Энергия при таком взаимодействии увеличивается относительно исходного состояния на величину так как при этом сильное диполь-дипольное взаимодействие заменяется гораздо более слабыми индукционными и дисперсионными силами между молекулами воды и растворенного вещества. В случае ароматических углеродов значение А 2 должно быть меньше, чем у алифатических углеводородов, так как молекулы воды могут более сильно взаимодействовать с л-электронными орбиталями, расположенными выше и ниже бензольного кольца [48]. Поскольку вандер-ваальсовские взаимодействия молекул ослабляются обратно пропорционально расстоянию между ними в шестой степени, речь может идти о взаимодействии растворенного вещества с молекулами воды в первом слое. Немети и Шерага [45] предполагают, что молекула углеводорода окружена неполной клеткой молекул воды, но эта частичная клетка является частью кластера. В случае большой растворенной молекулы наиболее вероятно, что молекула окружена двумя или более клетками, которые являются частями разных водных кластеров. Размер клеток вокруг молекул растворенного вещества непостоянен, как и количество кластеров, которые касаются растворенной мо.текулы. Однако существует средний размер клетки. Молекулы воды, находящиеся вокруг вещества в первом слое, могут иметь три, две, одну и не иметь ни одной водородной связи внутри этого слоя. Эти же молекулы воды имеют водородные связи с другими молекулами в кластере. Существование мерцающих кластеров в случае гидрофобной гидратации некоторых органических веществ подтвердилось ультразвуковыми исследованиями [49]. [c.18]

    Водные молекулы прочно связаны с ионами растворенного вещества и участвуют с ними как одно целое в броуновском движении. Второй вид гидратации объясняется взаимодействием ионов с молекулами воды, не входящими в ближайшее окружение. Молекулы воды испытывают лишь незначительное влияние ионных полей без потери поступательных степеней свободы. Толщина ближнего гидратного слоя имеет молекулярные размеры, а число молекул воды, удерживаемых ионами в этом слое, называется координационным числом (или лигандностью) и является важной количественной характеристикой гидратации. Лиганд-ность ионов зависит от их природы, концентрации электролита, температуры и некоторых других условий. [c.92]

    При растворении электролитов в воде наблюдается явление электро-стрикции — кулоновские поля образующихся в растворе ионов взаимодействуют с диполями молекул воды достаточно сильно, вследствие чего вблизи ионов происходит сжатие растворителя, это подтверждается измерениями скорости ультразвука в таких водных системах. Структура воды при этом заметно искажается находящимися в ней ионами ионы небольшого размера помещаются в пустотах надмолекулярных образований, ионы средних размеров (например, одновалентные ионы щелочных металлов и ионы двухвалентного бериллия) имеют координационное число, равное четырем, и, очевидно, замещают молекулы воды в структурных узлах. Гидратированные ионы двухвалентных кальция и магния и трехвалентного алюминия могут быть представлены в виде октаэдров, в центре которых находятся ионы этих металлов, электростатически связанные с шестью молекулами воды, расположенными в их вершинах. Эти шесть молекул воды и составляют первую координационную сферу гидратированных многозарядных катионов. Отмеченное ион-дипольное взаимодействие наиболее характерно для гидратации катионов, при гидратации анионов со значительным зарядом или малым радиусом типично присоединение молекул воды за счет водородных связей. [c.143]

    Наличие такой монотонной функции свидетельствует, что при бесконечном разведении все ионы обладают одним и тем же координационным числом, которое, в согласии с данными Самойлова, Капустинский принимает равным четырем. Такое число гидратации находится в согласии с представлениями о структуре жидкой воды и позволяет представить механизм гидратации состоящим в замещении ионом центральной молекулы воды в ее тетраэдрической ячейке, Капустинский предполагает, что при гидратации катионы оттягивают от кислорода четырех молекул воды четыре пары электронов, в результате чего вокруг катиона образуется дополнительный слой из восьми электронов. Уве.пичение радиуса гидратированного иона по сравнению с кристаллографиче- [c.316]

    В связи со сказанным нам кажется преждевременным отказыватьс5 от сложившихся представлений о том, что ион в растворе окружен облаком из молекул растворителя, движущихся вместе с ним. Однако механизм сольватации ионов, как будет показано дальше, далеко не ясен. Самым важным в связи с этим в работах Самойлова, нам кажется, является привлечение к рассмотрению свойств ионов в растворах (гидратация, подвижность) современных представлений о структуре жидкости. Большой интерес представляет обобщение Самойловым взглядов В. И. Данилова, М. И. Шахпаронова и других на изменение структуры растворов с концентрацией. Рентгеноструктурными исследованиями было показано, чтО концентрированные растворы электролитов, особенно при низких температурах, характеризуются структурами, близкими к структурам соответствующих кристаллогидратов, и координационные числа ионов соответствуют их координационным числам в кристаллогидратах. Таким образом, с ростом концентрации происходит переход от структуры чистой воды к структуре кристаллогидрата. Самойлов считает, что в некоторой области концентраций, особенно при низких температурах, в растворах [c.181]


Смотреть страницы где упоминается термин Гидратация координационное число: [c.80]    [c.144]    [c.482]    [c.380]    [c.28]    [c.173]    [c.25]    [c.18]    [c.100]    [c.518]    [c.84]    [c.296]    [c.334]   
Термодинамика и строение водных и неводных растворов электролитов (1976) -- [ c.111 , c.122 , c.136 , c.174 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Гидратации число

Координационное числ

Координационные по координационному числу

Число координационное



© 2025 chem21.info Реклама на сайте