Вода, водородные связи

Можно рассмотреть такой пример водородной связи. В обычной воде водородная связь имеет место между атомами водорода одной молекулы и атомами кислорода другой молекулы, что может быть представлено такой структурной формулой [c.29]

Катионы связаны с молекулами воды донорно-акцепторной связью донором являются атомы кислорода, имеющие две свободные электронные пары, акцептором — катионы, имеющие свободные электронные ячейки. Чем больше заряд иона и чем меньше его размер,тем значительнее будет катионная доля поляризующего действия К на Н2О. Анионы связаны с молекулами воды водородной связью. Сильное влияние может привести к полному отрыву протона — водородная связь становится ковалентной. Донорная активность А" будет тем значительнее, чем больше я и меньше га . В зависимости от силы поляризующего влияния К"" и А" на молекулы Н2О будут получаться различные результаты. Так, катионы элементов побочных подгрупп и непосредственно следующих за ними элементов подвергаются более интенсивному гидролизу, чем другие ионы одинаковых с ними заряда и радиуса, так как ядра первых менее эффективно экранируются -электро-нами. [c.202]

Катионы связаны с молекулами воды донорно-акцеп-торной связью донором являются атомы кислорода, имеющие две свободные электронные пары, акцептором — катионы, имеющие свободные электронные ячейки. Чем больше заряд иона и чем меньше его ра шер, тем значительнее будет катионная доля поляризующего действия К" на Н2О. Анионы связаны с молекулами воды водородной связью. Сильное влияние может принести к полному отрыву протона— водородная связь становятся ковалентной. До-норная активность А" будет тем значительнее, чем больше п и меньше В зависимости от силы поляризующего [c.208]

Ассоциация молекул и структура жидкостей. Молекулы таких жиД Хостей, как НР, вода и спирты, могут при образовании водородных связей выступать как акцепторы и доноры электронного заряда одновременно. В результате этого образуются димеры (НР)2, (НзО) , (СНзОН)2 и т. д. Однако ассоциация на этом не останавливается, образуются тримеры, тетрамеры и т. д., пока тепловое движение не разрушает образовавшеюся кольца и]ш цепочки молекул. Энергия на одну водородную связь в таких цепочках возрастает с числом молекул в димере воды 26,4, в тримере 28,4 кДж/моль, Для фтористого водорода в цепочках (НР)2, (НР)з, (НР)4 и (НР)5 и в кольце (НР)б на одну водородную связь приходится 28,9 32,5, 34,6 36,9 и 39,5 кДж/моль соответственно [к-32]. Когда тепловое движение понижено (в кристалле), через водородные связи создается кристал тическая структура. Известная аномалия плотности воды и льда обусловлена водородными связями в кристаллах льда каждая молекула воды связана с четырьмя соседями водородными связями через две неподеленные пары атома кислорода молекула образует две донорные Н-связи и через два атома Н — две акцепторные. Эти четыре связи направлены к вершинам тетраэдра. Образующаяся гексагональная решетка льда благодаря этому не плотная, а рыхлая, в ней большой объем пустот. При плавлении порядок, существующий в кристалле (дальний порядок), нарушается, часть молекул заполняет пустоты и плотность жидкости оказывается выше плотности кристалла. Но в жидкости частично сохраняется льдообразная структура вокруг каждой молекулы (б.иижний порядок). Эта структура воды определяет многие свойства воды и растворов. Структурированы и спирты, но по-иному, так как молекула спирта образует одну донорную и одну акцепторную связь. Эта структура разрушается тепловым движением значительно легче. Возможно структурирование и смещанных растворителей, как водно-спиртовые смеси и др. Оказывая особое влияние на структуру воды, водородные связи налагают отпечаток на всю термодинамику водных растворов, делая воду уникальным по свойствам растворителем. [c.274]

Поскольку гидратация анионов осуществляется за счет водородной связи, в результате поляризационного взаимодействия между комплексообразователем (анионом) и молекулами воды водородная связь может перейти в ковалентную. При этом может происходить отрыв протона от молекулы воды и присоединение его к аниону [c.239]

Подобные ассоциаты образуют также НР, спирты и вода. Водородные связи определяют возникновение характерной структуры воды (рис. А.44). [c.108]

В этом случае образование Н-связи не определяется дипольным моментом молекулы (или полярностью связи ОН), а только донорно-акцепторными свойствами вещества. Возможность образования молекулой воды водородной связи объясняется ее способностью поляризоваться под влиянием молекулы, с которой эта связь образуется. Перераспределение электронной плотности в молекуле воды эквивалентно появлению диполя, положительный конец которого располагается на протоне, а отрицательный — в центре деформированного электронного облака, создаваемого неподеленной парой электронов атома кислорода. Это как бы эффективный диполь ный момент молекулы воды, который зависит от распределения электронной плотности в водородном мостике [103]. Если облако неподеленной пары электронов имеет ось симметрии, то энергетически выгодной должна быть такая конфигурация ассоциата, при которой линия связи ВА — Н примерно совпадает с направлением этой осн, поскольку в этом случае перекрывание орбит атомов В п Н будет наибольшим. Теория донорно-акцепторного [c.18]

Число водородных связей, наблюдаемых в данной массе воды, в большой степени зависит от температуры. Так, лед заключает наибольшее число водородных мостиков. При плавлении льда рвется около 15% связей, при нагревании воды до 40 — около 50% их. В парах воды водородных связей практически нет. [c.102]

Согласно механизму а, во время атаки воды основание оттягивает протон, поэтому общим результатом будет присоединение ОН . Такое возможно, так как основание еще до атаки связано с молекулой воды водородными связями. Согласно механизму б, поскольку между НВ и кислородом карбонильной группы уже существует водородная связь, при атаке воды происходит [c.326]

Ассоциация молекул спиртов, так же как и воды, происходит благодаря возникновению так называемых водородных связей. Водородная связь — особый вид связи она осуществляется между двумя электроотрицательными атомами (О, Ы, Р) водородом, соединенным с одним из них ковалентной связью (стр. 26). У молекул воды водородные связи образуются между атомами кислорода. [c.106]

При дальнейшем нагревании воды водородные связи разрываются в еще большей степени, однако, освобождаемые молекулы еще входят в сохранившиеся остатки кристаллической структуры льда, поэтому плотность воды увеличивается. Только при температуре выше -t-4 °С начинает преобладать тепловое движение молекул, объем ее начинает возрастать, а плотность уменьшаться. Аномально высокие температуры замерзания и кипения воды также обусловлены водородными связями между ее молекулами. [c.28]

Для растворов водяного пара в газах, образующих с водой водородные связи (диоксид углерода, сероводород), парциальный молярный объем водяного пара в газовой фазе может быть весьма малым уже при давлениях 5—13 МПа (см. гл. IX). [c.98]

При низких температурах жидкая вода имеет аномально высокую энергию взаимодействия молекул друг с другом. Эта энергия взаимодействия обусловлена существованием между молекулами воды водородных связей. Наиболее эффективные водородные связи образуются в условиях, в которых каждая молекула воды окружена четырьмя ближайшими молекулами воды, ориентированными к центральной молекуле приблизительно под равными углами. В жидкой воде при низких температурах описанное расположение молекул воды является преобладающим. Это расположение молекул воды напоминает структуру твердого льда . Из-за малого числа ближайших соседних молекул (четыре) указанная структура далека от "плотной упаковки" и имеет пустоты. [c.161]

Речь идет не просто о полярных газах, а о полярных газах, образующих с водой водородную связь (например, аммиак). [c.161]

В заключение следует отметить, что водородные связи не являются единственным видом сильного межмолекулярного взаимодействия между растворенным веществом и водой. Весьма эффективное взаимодействие происходит между атомом кислорода воды и тг-электронами ароматических неполярных углеводородов (образование тг-комплексов). По этой причине растворимость в воде ароматических углеводородов имеет некоторое сходство с растворимостью веществ, образующих с водой водородные связи. [c.164]

Наряду с частотой валентных ОН-колебаний воды представляет интерес проанализировать положение полосы деформационного ее колебания для изученных кристаллогидратов [27, 181, 183]. Частоты этих полос приведены, в табл. 4. Из таблицы следует, что деформационные частоты чувствительны к изменению прочности образуемых водой водородных связей. При переходе от перхлоратов к фосфатам они испытывают смещение, хотя менее значительное, чем частоты валентных колебаний. Таким образом, для изученных нами кристаллогидратов с увеличением прочности водородных связен воды с анионом происходит смещение частот и валентных и деформационных колебаний молекулы воды. Смещения имеют, однако, противоположные направления. [c.68]

При повышении температуры эндотермичность процесса растворения увеличивается, что может быть связано со смещением аномерного равновесия в сторону увеличения доли а-аномера, который менее, чем Р-аномер, приспособлен к образованию с водой водородных связей. Необходимо также учитывать изменение с температурой способности к гидрофобной гидратации, которая по мере разрушения структуры воды ослабляется. Если структуру воды нарушить иным способом, то это может привести к прямо противоположным последствиям. Так, например, добавление мочевины уменьшает эндотермичность процесса растворения [67], что связано с интенсивным взаимодействием молекул углеводов с мочевиной. [c.85]

Измеренные нами спектры поглощения полностью гидратированного цеолита NaA имеют широкие полосы при 1645 и 3400 см , которые приписаны колебаниям воды 8 (НОН) (ОН). Этой форме сорбированной воды (которая может быть без остатка удалена вакуумной десорбцией уже при температуре нагрева образца облучением) следует приписать структуру, эквивалентную структуре чистой воды (водородные связи). [c.40]

Ионы, а также некоторые неионизированные группы и атомы, в частности атомы кислорода, образуют с молекулами воды водородные связи (см. сноску на стр. 302), в результате чего по-верхностно-активные вещества растворяются в воде. [c.329]

Анионы А"- связываются с молекулами воды водородной связью. Сильное воздействие анионов может привести к полному отрыву протона — водородная связь становится ковалентной — анион входит в состав молекулы кислоты (или аниона видй HS , НСОз и т.п.). Взаимодействие анионов с протонами А"-Тем значительнее, чем больше п и меньше г (А"-). В зависимости от силы поляризующего влияния К"" " и А" на молекулы Н2О будут получаться различные результаты. Так, KaTHOHiJ элементов побочных подгрупп и непосредственно следующих за ними элементов подвергаются более интенсивному гидролизу, чем другие ионы одинаковых с ними заряда и радиуса, так как ядра перБых менее эффективно экранируются -электронами, [c.265]

Бромид-ион образует с молекулами воды водородные связи и тем самым стабилизируется. Образующийся карбкатион также стабилизируется сольватацией растворителем, однако прежде всего этот карбкатион должен быть стабилизирован внутримолекулярными электронными эффектами, т. е. быть третичным или резонансно-стабилизированным. [c.598]

Ряд необычных структур, таких, как НР и димер уксусной кислоты в газовой фазе (рис. 14.11), служат доказательством образования водородных связей. Необычно высокая константа кислотной диссоциации салициловой (орто-оксибензойной) кислоты по сравнению с мета- и яара-нзомерами также свидетельствует об образовании водородной связи. Водородная связь образуется тогда, когда протон поделен между двумя электроотрицательными атомами, такими, как Р, О или Ы, которые находятся на соответствующем расстоянии друг от друга. Протон водородной связи притягивается отрицательным зарядом высокой плотности электроотрицательных атомов. Фтор образует очень сильные водородные связи, кислород — более слабые, а азот — еще более слабые. Необычные свойства воды обусловлены в значительной степени водородными связями, включающими четыре неподе-ленные пары электронов на кислороде (разд. 11.6). Лед имеет тетрагональную структуру, причем каждый атом кислорода связан с четырьмя атомами водорода. В этом случае водородные связи образуются вдоль оси каждой неподеленной пары электронов в жидкой воде их существование ответственно за высокую температуру кипения по сравнению с температурой кипения гидридов других элементов той же подгруппы периодической таблицы (—62° С для НгЗ, —42° С для НгЗе, —4° С для НгТе). При испарении воды водородные связи разрываются, [c.445]

Яснее стала роль водородной связи в специфических молекулярных взаимодействиях, в частности с поверхностными гидроксильными группами чистого кремнезема. Съемка спектра без разогревания образца радиацией (стр. 168) позволила впервые вычислить из спектров изотерму вовлечения во взаимодействие с водой свободных гидроксильных групп поверхности и показать, что все они образуют с молекулами воды водородные связи. Противоречия спектроскопических и термодинамических исследований были устранены усовершенствованием опытов, позволившим применить разные методы в одинаковых условиях. Это открывает возможности получения из спектроскопических данных количественной информации об адсорбционном взаимодействии. Это сделало, в частности, излишним предположение о негидроксильных центрах молекулярной адсорбции воды на гидроксилированной поверхности чистого кремнезема [1, 2]. [c.204]

Растворение друг в друге веществ, ассоциированных посредством водородных связей, может привести либо к распаду последних, либо к образованию новых связей. Так, при растворении спирта в воде водородные связи в воде и спирте могут разрушиться. При этом возможно образование новых связей между молекулами воды и спирта [c.129]

I Согласно современным представлениям, в водных растворах большинство анионов связано с молекулами воды водородными связями [27—29а]. [c.247]

Одно время химики-коллоидники объясняли большинство явлений существованием сольватационных оболочек. Однако с современной точки зрения влияние гидратации не так велико. Даже наиболее сильные гидрофильные группы, а именно ионы, связывают только один или два молекулярных слоя воды, в то время как умеренно гидрофильные группы (такие как —ОН, —СООН, —ХНа) просто соединяются в воде водородными связями. Поэтому гидратированная поверхность (например, целлюлозы) не оказывает значительного действия на расстоянии нескольких ангстрем . [c.83]

Благодаря наличию в воде водородных связей и тетраэдрическому характеру структуры в расположении ее молекул отмечается высокая степень упорядоченности — они объединяются в рои (рис. 1.6). Внутренняя часть роев содержит молекулы воды, сохраняющие четыре водородные связп не нарущенными, т. е. объединенными в тетраэдрический льдоподобный каркас. При такой ажурной льдоподобной структуре в воде возникают многочисленные пустоты, обусловливающие большую ее рыхлость. [c.23]

Анионы А " связываются с молекулами воды водородной связью. Сильное воздействие анионов может привести к полному отрыву протона от молекулы НгО - водородная связь становится ковалентной. В результате образуется кислота или анион типа Н5 , НСОГ и т. п. Взаимодействие анионов К с протонами тем значительнее, чем больше заряд аниона и меньше его радиус. Таким образом, интенсивность взаимодействия вещества с водой определяется силой поляризующего влияния К" и А " на молекулы Н2О. Так, катионы элементов побочных подгрупп и непосредственно следующих за ними элементов подвергаются более интенсивному гидролизу, чем другие ионы одинаковых с ними заряда и радиуса, так как ядра первых менее эффективно экрлнируюгся с/-электронами. [c.283]

ВЛАГОПРОНИЦАЕМОСТЬ полимеров, способность полимерных материалов пропускать водяные пары при наличии перепада давления последних. Зависит от хим. состава и структуры полимера, концентрации воды в нем и т-ры. Коэф. В. (Й ) определяется массой паров воды, прошедшей в единицу времени через единицу площади прн единичных толщине и перепаде давления водяных паров связан с коэф. р-римооти (5) и коэф. диффузии (О) ур-нием W= = 03, Диффузия паров воды в гидрофобных полимерах (полиолефинах, фторопластах, фенопластах и др.) происходит так же, как диффузия инертных газов (см. Газопроницаемость). Гидрофильные полимеры (напр., целлюлоза, поливиниловый спирт, полиамиды) содержат полярные группы, способные образовывать с водой водородные связи. Коэф. диффузии таких полимеров зависят от содержания в них воды. Изменение О с содержанием воды в полимере м.б. оценено с хорошим приближением по формуле [c.391]

Несомненно, что наблюдаемые изменения полосы поглощения воды связаны с влиянием ионов на структуру воды, однако вряд ли будет правильным объяснять эти изменения лищь появлением низкочастотной компоненты, относящейся к более сильно связанной воде, и высокочастотной компоненты, принадлежащей воде, водородные связи которой с окружением ослаблены. Возможно, немалую роль в изменении формы полосы поглощения играет и время пребывания молекулы воды в поле иона. Интерпретация наблюдаемых изменений осложнена и тем, что полоса поглощения первого обертона является составной полосой с неразрещенной структурой, в которую вносят вклад по меньщей мере три компоненты 2г1, 2хз и (VI-Ь + Vз). [c.103]

Полосы же поглощения валентных колебаний воды для всех соединений смещеяы в низкочастотную область по сравнению с хлорофиллом а и й. В связи с существующей зависимостью между прочностью образования молекулой воды водородной связи и амещением частоты ее валентного колеба(Ния следует, что в oдa в указанных веществах образует водородную овязь более сильную, чем в хлорофилле. Проведенная оценка энергии Н-связи воды в анализируемых кристаллических веществах подтвердила это предположение. Результаты расчета сведены в табл. 25. Представленные в таблице значения энергии свидетельствуют о том, что в исследуемых соединениях существуют различные по прочности Н-связи воды. [c.146]

Водородная связь образуется в тех случаях, когда положительно заряженный конец одного из диполей (одной из поляризованных связей) притягивается к отрицательно заряженному концу другого днполя. Способность к образованию водородных связей ярко выражена у молекул воды при этом каждый атом кислорода может образовывать водородные связи с двумя другими молекулами воды. Водородные связи имеют резко выраженный направленный характер наиболее сильной связь бывает в том случае, когда все три атома оказываются на одной прямой. Энтальпия образования водородной связи вдоль прямой, АЯ , может достигать —20 кДж-моль (—5 ккал-моль" ). [c.76]

Грин, Марчелия и Пайлторп [139] методом молекулярной динамики исследовали структуру воды в тонкой прослойке ъ = 31,4 А) между поверхностями, которые моделировали строение поверхности раскола слюды. На каждой из поверхностей располагалось по 16 атомов О, 6 атомов 81 и 2 атома А1 в их кристаллографических позициях. Над ионами А1 находились нротивоионы Ка , что делало поверхность электронейтральной. В прослойку вводилась 81 молекула воды. Водородная связь между молекулами воды моделировалась другим известным потенциалом — Стиллинджер-2 [169]. Для взаимодействия молекул воды с поверхностями слюды использовался потенциал Леннард—Джонса и электростатический потенциал. [c.231]

В последующих работах по исследованию спектров паров воды большее внимание уделялось длинноволновой области спектра [148—150, 160, 287, 295, 341], особенно в применении к парам воды в атмосфере [148, 160, 340]. Неменьшее внимание уделялось вопросам уширения вращательно-колебательных линий за счет соударений молекул и образования ими комплексов. Повышение давления в исследуемом объеме при введении в него посторонних газов с сохранением парциального давления вещества приводит к уширению вращательно-колебательных линий [100, 375]. Линии разных ветвей испытывают различные уширения [100], при зтом уширение идет быстрее, если молекулы постороннего газа образуют с молекулами воды водородную связь [99]. Влияние на вращательные линии воды около 3500 и 600 таких газов, как Не, Аг, Nj, СО2, при давлении 1 атм и температурах 20—80° С, прослежено в работах [25, 303, 375]. [c.119]

Наиболее важным достижением в области улучшения низкотемпературных свойств топлив является разработка Энглиным с сотрудниками [170, 176] присадки (жидкости И ) для предотвращения образования кристаллов льда в реактивных топливах при отрицательных температурах. Эта присадка, представляющая собой ионоэтиловый эфир диэтиленгликоля, при добавке в реактивные топлива, содержащие до 0,014% растворенной воды, не только позволяет предотвратить забивку топливных фильтров при охлаждении до —50°, но и способствует быстрому (3—30 мни.) растворению инея, который может попадать в топливо со стенок топливных баков и резервуаров. Этот метод получил широкое признание не только у нас в стране, но и за рубежом. В США для этих целей в последнее время начали использовать монометиловый эфир диэтилеигликоля с добавкой 0,4% глицерина (PFA55MB), который вводится в топливо в -количестве 0,1—0,15% [92, 180, 181]. Механизм действия присадок, предотвращающих образование кристаллов льда, типа жидкости И заключается, во-первых, в образования с водой водородной связи, обеспечивающей повышение растворимости воды в реактивном топливе, во-вторых, в тех случаях, когда содержание воды в топливе превышает то количество, которое в состоянии удержать присадка, она частично в соответствии с коэффиициентом распределения ее между топливом и водой, переходит в водную фазу, значительно снижая ее температуру кристаллизации. [c.48]

Как было показано в разделе I, минеральные соли влияют на структуру воды (укрепляют или разрушают ее). Ионы СО3 , и sol укрепляют структуру воды и способствуют уменьшению растворимости ряда органических веществ (например, анилина), образующих с водой водородные связи. Вещества с внутримолекулярной водородной связью мало реагируют на изменение структуры воды, поэтому растворимость антраниловой (о-амино-бензойпой) кислоты очень мало изменяется в присутствии солей [c.160]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология