Водородная молекула энергия

Авторы работы [399] попытались использовать также независимый от критериев способ определения числа водородных связей, основанный на вычислении площади под первым максимумом пика функции распределения расстояния / он(й он). На условность и неоднозначность методов подобного рода для анализа структурных особенностей ансамблей /-структур уже указывалось ранее [386]. Обратим внимание, что применение критерия он приводит к числу водородных связей, равному или даже большему, чем полученное с энергетическим критерием Инв = = 8,37 кДж/моль (2 ккал/моль). Как показывает опыт численного моделирования, среди пар молекул, энергия взаимодействия которых близка к этому значению, встречаются такие, кон- [c.141]

Сравнение длин связей, например для муравьиной кислоты, показывает, что ковалентная связь в исходной молекуле мономера испытала деформацию. Ее длина увеличилась от 0,097 в мономере до 0,107 нм в димере. Большее или меньшее удлинение связи Н—X и ее разрыхление наблюдается и в других веществах. С другой стороны, укорочение межатомного расстояния Н. .. V упрочняет водородную связь. Энергия водородной связи невелика и лежит в пределах 8—40 кДж. Энергия этой связи примерно в 10 раз больше энергии ван-дер-ваальсового взаимодействия и на порядок меньше энергии ковалентной связи. Так, энергия водородной связи Н. .. Р равна 42 кДж, Н. .. О 21 кДж, Н. .. N 8 кДж. Водородная связь проявляется тем сильнее, чем больше относительная электроотрицательность и меньше размер атома-партнера. Поэтому она легко возникает с атомами неметаллических элементов второго периода Периодической системы и в меньшей степени характерна для хлора и серы. Несмотря на малую прочность водородной связи, она определяет иногда структуру вещества и существенно влияет на его физические и химические свойства. Благодаря водородным связям молекулы объединяются в димеры и более сложные ассоциаты, устойчивые при достаточно низких температурах. Ассоциаты могут представлять собой одномерные образования [c.138]

Несмотря на значительную ионность молекул НГ, водный раствор его — плавиковая кислота — представляет собой кислоту средней силы в отличие от остальных сильнейших галогеноводородных кислот. Аномальное поведение плавиковой кислоты объясняется большой склонностью полярных молекул НГ к ассоциации за счет водородных связей. Энергия водородной связи между молекулами НГ больше, чем между молекулами воды, и составляет 83 кДж/моль. Возникающая система водородных связей затрудняет гетеролитический распад НГ в воде. Кроме того, первичный акт ионизации НГ в воде [c.459]

Геометрические параметры НООН в комплексе с HjO практически не отличаются от таковых в изолированных молекулах. Более сильной водородной связью является та, в которой вода выступает донором электронов. Эта связь короче, а угол О—Н—О более раскрыт, что характерно для нормальных водородных связей. Энергия связывания в комплексе составляет -26.8 0.8 кДж/моль, а расстояния между атомами кислорода удовлетворительно согласуются с данными в кристалле НООН HjO, приведенными в табл. 2.1. [c.78]

Водородные связи определяют строение и свойства воды, они играют очень важную роль в формировании структур биополимеров и в их взаимодействиях с малыми молекулами. Энергии водородных связей имеют порядок 4—29 кДж/моль. Подробнее о ниг рассказано в 4.3. [c.58]

Водородная связь — особый вид химической связи, осуществляемый посредством водорода двух атомов одной молекулы или разных молекул. Энергия водородной связи равна 10—40 кДж/моль. [c.6]

Если способность меди вызывать ионизацию приблизительно равна ионизационной энергии водорода, то водородные молекулы, адсорбированные на меди, [c.111]

Шерман и Эйринг [128] вычислили энергию для различных расстояний между углеродными атомами и различных положений приближающихся молекул. Они нашли, что энергетически самый легкий — это путь от состояния молекулярного водорода к состоянию, в котором каждый водородный атом связан с одним из углеродных атомов. Они нашли, что требуемая энергия активирования очень чувствительна к расстоянию между углеродными атомами в твердом веществе. Вследствие отталкивающих сил, действующих между четырьмя атомами, при малых атомных расстояниях в твердом теле, энергия активации высокая. При больших атомных расстояниях в твердом теле энергия активации тоже высокая, так как в процессе должно происходить полное разделение атомов водородной молекулы. При некотором промежуточном расстоянии атомов в твердом веществе энергия активации проходит через минимум. На основании изложенного Шерман и Эйринг утверждали, что существует расстояние, соответствующее минимальной энергии активации, которое определяет наиболее активные центры, и что изменение атомных расстояний связано с изменением энергии активации. [c.164]

Вода и спирты относятся к ассоциированным жидкостям, т. е. к таким, у которых силы, действующие между молекулами, имеют определенное направление в пространстве и локализованы в определенных частях молекулы [20]. Известно, что чистая вода при температуре около 0° С имеет ажурную тетраэдрическую структуру, обусловленную наличием направленных водородных связей, энергия которых оценивается в 5—6 ккал/моль. Координационное число для жидкой воды при 0°С почти точно равно 4. При повышении температуры координационное число постепенно увеличивается и при 83° С равно 4,9 [21], что связано с частичным разрушением квазикристаллической решетки воды и попаданием значительного числа свободных молекул в полости структуры [21]. [c.151]

Ассоциация низших спиртов происходит также благодаря способности их молекул к образованию водородных связей, энергия которых оценивается примерно в 6 ккал/моль [22, 23]. Однако, структура низших спиртов в жидком состоянии существенно отличается от структуры воды. На основании результатов спектральных и рентгенографических исследований рядом авторов [24—27] сделаны заключения о том, что спирты ассоциированы в цепочки или плоские кольца. Координационные числа для метилового, этилового, н-пропилового и н-бутилового спиртов принимаются равными 2 [28]. Степень ассоциации спиртов уменьшается с увеличением молекулярного веса, для изомерных спиртов она несколько меньше, чем для нормальных [29, 30]. Для низших спиртов, по-видимому, характерна очень высокая степень ассоциации в жидком состоянии. Так, например, Левин [23] указывает на основании своих спектральных данных, что при комнатной температуре около 95% молекул чистого жидкого н-пропилового спирта ассоциированы. Имеются данные [22], что [c.151]

Согласно первой теореме подобия, процессы и явления в трех рассматриваемых категориях должны быть общими и пропорциональными [65]. В нашем случае соблюдается подобие химических, физических, физико-химических и электрохимических процессов и явлений. Так, очевидно, что основой ПИНС, как и основой любых нефтепродуктов, является химическое строение веществ, стерические факторы, полярность и поляризуемость молекул, энергии основных химических связей (ковалентная, координационная, ионная связь) и молекулярные взаимодействия — электроно-донорно-акцепторные (эда-взаимодей-ствия), комплексы с переносом заряда (кпз), водородные связи, взаимодействия, обусловленные силами Ван-дер-Ваальса (индукционное, ориентационное, дисперсионное взаимодействие), комплексы свободных стабильных радикалов (кср), а сле- [c.41]

Для интерпретации структурных результатов численных экспериментов очень важен вопрос формального определения водородной связи между молекулами воды. При анализе/-структур водородная связь вообще не может быть определена однозначным образом [386, 405, 406]. Это заключение согласуется с выводом Ю. И. Наберухина о том, что водородная связь может быть строго определена только для собственных структур, в частности, для / -структур [383]. Тем не менее вопрос о водородных связях в ансамбле /-структур столь важен, что, начиная уже с первых работ по моделированию водных систем, предлагались различные подходы к их поиску. При этом наметились две группы критериев водородных связей энергетические и геометрические. Согласно геометрическим критериям, любая пара молекул считается соединенной водородной связью, если расстояние между атомами кислорода, угол О—Н. .. О и (или) расстояние между атомом водорода и атомом кислорода не выходят за пределы некоторых значений, установленных на основании анализа данных о структурах кристаллов. Поскольку структуры кристаллов — это собственные (К) структуры, то прямое перенесение полученных для них зависимостей на мгновенные (/) структуры, собственно говоря, не правомерно. Согласно энергетическим критериям, любая пара молекул, энергия взаимодействия которой по модулю больше некоторой величины инв, считается соединенной водородной связью. Энергетический крите- [c.140]

Водородные связи образуются при пониженных температурах, так как повышение температуры приводит к их разрыву вследствие усиления теплового движения молекул. Энергия водородной связи составляет 16,8—29,4 кДж/моль, а энергия всех типов ван-дер-ваальсовых взаимодействий л 41,9 кДж/моль, т. е. все эти межмо-лекулярные силы могут существовать в одной и той же комбинации веществ. [c.45]

Структура граничных слоев при прочих равных условиях обусловлена физико-химическими свойствами образующих ее веществ. По А. И. Китайгородскому, в межмолекулярных взаимодействиях основную роль играет форма молекул, иначе говоря, их локальные микрополя, а не результирующие силовые направления. Межмолекулярные силы в полимолекулярных граничных слоях в большинстве случаев имеют физическую природу. Среди межмолекулярных связей физической природы особый интерес представляют водородные связи, энергия которых сравнительно велика ( 10 ккал/моль). Этот вид связи составляет одну из неотъемлемых характеристик межмолекулярного взаимодействия молекул углеводородов. Такая связь наблюдается во всех агрегатных состояниях она определяет многочисленные виды ассоциаций молекул. [c.68]

Это допущение является грубым, и об этом не следует забывать при оценке сопоставления теории с опытом. Однако, во-первых, в общих чертах оно правильно, особенно при цепной ассоциации с -образованием водородных связей, энергия которых постоянна или мало зависит от длины цепи ассоциированных молекул, и, во-вторых, оно полезно, поскольку оно позволяет получить уравнение двухмерного состояния ДАВГ с максимальным числом констант. [c.237]

Значения параметров а, Ь, с, йи т. д. могут быть найдены посредством минимизации энергии системы по каждому параметру. Подобный расчет для молекулы водорода показывает, что связь имеет на 17% ионный характер. Надо заметить, что потеории молекулярных орбиталей и простая волновая функция для водородной молекулы содержит ионные члены, соответствующие структурам III и IV, но им придан такой же вес, как и гомеополярным структурам. Это можно увидеть, раскрыв уравнение волновой функции (5-37). [c.165]

Свойства полимеров определяются не только гибкостью макромолекул, но и их взаимным расположением, т. е. структурой. Для полимерных веществ с линейными и разветвленными макромолекулами характерны два типа связей. Между атомами в цепных молекулах действуют прочные ковалентные химические связи длиной 0,1 0,15 нм. Взаимодействие между цепными молекулами осуществляется за счет сил Ван-дер-Ваальса, проявляющихся на расстоянии 0,3 0,4 нм. Иногда между макромолекулами возникают и водородные связи. Энергия межмолекулярного взаимодействия на 1—2 порядка меньше энергии химической связи. Например, энергия химической связи С—Н (в углеводородах) составляет 415, С—С-связи — 332 кДж/моль, а энергия взаимодействия между молекулами углеводородов — приблизительно 4,18кДжна группу СНз.При увеличении молекулярной массы вещества (например, у полимеров) суммарный эффект межмолекулярных сил резко возрастает. [c.327]

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]

Некоторые особенности ассоциированных растворов, были отмечены во введении. Ассоциированными мы назвали растворы, в которых наряду с ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями имеют место специфические взаимодействия типа водородной связи. Энергия специфической связи (например, водородной связи —О—Н. .. О<) — порядка 10—20 кДж/моль. Образование такой связи сопровождается изменением вращательного движения молекул, изменяются некоторые внутренние колебательные движения. Наличие сильных направленных взаимодействий, обусловливающих изменение статистических сумм [c.429]

С помощью обобщенной решеточной теории удалось достигнуть хорошего согласия рассчитанных функций смешения с экспериментальными в системах весьма сложного типа. Для примера на рис. 65, б представлены рассчитанные и найденные из опыта значения функций смешения в системе н-бутанол—циклогексан (модель молекулы спирта была описана ранее для циклогексана (В) было принято, что гв = 5 и все контактные участки принадлежат к одному классу, число их 12). Значение обобщенной теории состоит также в том, что она позволяет оценить, как влияют различные молекулярные факторы (энергия водородной связи, энергия ван-дер-ваальсовых взаимодействий, размеры молекулы) на термодинамические функции. смешения и процессы ассоциации в растворе. [c.433]

Следует подчеркнуть, что существенного различия между ку-лоновской и обменной энергиями нет. Полная энергия связи молекулы обусловлена электростатическими силами между электронами и ядрами. Классическая трактовка приводит только к ку-лоиовакому члену и поэтому, оч ввидно, неполноценна. Рассмотрение же проблемы с позиций квантовой механики обусловливает появление дополнительных членов, учитывающих возможность обмена электронов между ядрами. Эти члены не выражают новых сил, но принимают во внимание те факторы, которые не предусматриваются классической теорией. Например, есл водородная молекула представлена одной из двух структур Ях(1)Яв(2) или Яа(2)Яв(1), где индексы А и В соответствуют двум водородным ядрам, а (1) и (2) — электронам, то вычисленное значение энергии системы оказывается заниженным. Допуская, что эти две конфигурации являются одинаково возможными, достигается значительное уточнение в расчетах. [c.128]

Боковые цепи. Результаты предшествующего рассмотрения в определенной степени предопределяют и ответ на вопрос о соответствии конформационных состояний боковых цепей аминокислотных остатков в белках и свободных молекулах метиламидов N-ацетил-а-аминокислот. В самом деле, трудно представить наличие полного соответствия у основных цепей и отсутствие такового у боковых цепей. Тем не менее анализ конформационных состояний последних с точки зрения ближних взаимодействий не лишен целесообразности. Для удобства рассмотрения боковые цепи аминокислот можно разделить на гидрофобные (неполярные) и гидрофильные (полярные). Конформации гидрофобных боковых цепей определяются прежде всего ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, которые могут иметь как стабилизирующий, так и дестабилизирующий характер, В первом случае они называются дисперсионными, или лондоновскими, взаимодействиями. У монопептидов из-за небольшого числа атомов в молекулах энергия дисперсионных взаимодействий невелика, и поэтому их конформационные состояния определяются в основном мощными силами отталкивания. У полярных боковых цепей значительную роль могут играть также (но не исключительно ) электростатические взаимодействия и водородные связи. Среди боковых цепей гидрофобных остатков можно выделить цепи, имеющие разветвление при атоме СР (Val, Не) и не имеющие такого разветвления. К последним относится группа аминокислотных остатков Phe, Туг, Тгр, His с ароматическими боковыми цепями. Изложенные в предшествующем разделе результаты теоретического конформационного анализа метиламида N-aцeтил- -фeнилaлaнинa (см. табл. 11,14) свидетельствуют о том, что в этой молекуле пространственные формы основной и боковой цепей взаимосвязаны каждой форме основной цепи соответствуют определенные энергетически выгодные положения заместителя, На рис, 11.26 представлена конформационная карта ср-у фенил аланинового монопептида, разделенная пунктирными линиями на области, [c.186]

Более сильными и дальнодействующими являются специфические взаимодействия. К их числу относится водородная связь, возникающая между молекулами, содержащими подвижщ й аз Омы водорода, и сильноэлектроотрицательными атомами других молекул. Энергия такой связи составляет 20—40 кДж/моль, что достаточно До1я образования молекулярных ассоциатов и димерных молекул. Весьма сильные специфические взаимодействия могут возникать между молекулами с ти-электрон-ной системой электрона) и молекулами, имею- [c.785]

Более сильными и дальнодействующими являются специфические взаимодействия. К их числу относится водородная связь, возникающая между молекулами, содержащими подвижные атомы водорода, и сильноэлектроотрицательными атомами других молекул. Энергия такой связи составляет 20-40 кДж/моль, что достаточно для образования молекулярных ассоциатов и димерных молекул. Весьма сильные специфические взаимодействия могут возникать между молекулами с я-электронной системой (донор электрона) и молекулами, имеющими большое сродство к электрону (акцептор электрона). Результатом может быть образование комплексов с переносом зарядов. Имеются данные, что прочные комплексы могут также образовываться за счет взаимодействия неспаренного электрона свободных радикалов с делокализованными 7с-электронами конденсированных ароматических фрагментов молекул. Такие взаимодействия характерны для процессов образования ассоциатов из асфальтенов и смол. [c.752]

Водородная связь (водородный мостик). Атом водорода имеет один электрон и потому может участвовать только в одной ковалентной связи. Однако в некоторых груннах, например в О—Н или С—О, связи имеют характер частично ковалентных, частично ионных связей. Атом водорода, отдав свой электрон, остается в виде ядра очень малого размера, почти лишенного электронной оболочки. Он не испытывает отталкивания от электронной оболочки другого атома и, притягиваясь ею, может вступать с ней во взаимодействие. Новая связь, образующаяся между атомом водорода одной молекулы и атомами кислорода, азота, фтора, хлора или серы другой (или той же) молекулы, является одной из причин ассоциации или сольватации молекул. Энергия водородных связей составляет 3,5—10 ккал1моль. [c.19]

Следует оценить, хотя бы приблизительно, энергию, необходи1 1ую для изменения структуры воды. Трудно найти первопричину, но часто указывается, что разрыв водородных связей является обязательной предпосылкой изменения структуры воды. Следовательно, для такого изменения необходимо затратить энергию порядка 16,7— 25,1 кДж/моль (4—6 ккал/моль). Однако имеется ряд веских соображений, прежде всего в работах И. Попла [9], свидетельствующих о необязательности разрыва водородных связей. Структурные изменения под влиянием различных внешних воздействий — температуры, давления или магнитных полей — определяются также большим или меньшим изгибом связей (изменением угла между линией, соединяющей центры ближайших молекул воды, и направлением связи О—И одной из этих молекул). Энергия, необходимая для изгиба водородных связей, неизмеримо меньше энергии их разрыва. К тому же одновременная деформация угла и длины связи молекул энергетически более выгодна, чем деформация только угла или только длины связи [7]. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология