Ионная потенциальная энергия

К ионам на поверхностном слое кристалла притягиваются противоположно заряженными концами полярные молекулы растворителя (рис. 55). При сближении молекул с ионами потенциальная энергия уменьшается и ионы переходят в раствор. По мере накопления ионов в растворе усиливается обратный процесс — кристаллизация. При выравнивании их скоростей наступает равновесие раствор становится насыщенным. [c.172]

К ионам на поверхностном слое кристалла притягиваются противоположно заряженными концами полярные молекулы растворителя (рис. 64). При сближении молекул с ионами потенциальная энергия уменьшается и ионы перехо- [c.179]

При захвате электрона нейтральной молекулой с образованием отрицательного иона потенциальная энергия частицы уменьшается. Разность энергий нейтральной молекулы и соответствующего ей отрицательного иона называется сродством к электрону, а вещества, молекулы которых способны захватывать электроны — электроноакцепторами. Вероятность захвата электрона молекулой зависит от энергии электрона и природы молекулы, причем захват может осуществляться в процессах следующих типов [c.74]

Переменная г не является координатой какого-либо иона. Потенциальная энергия конфигурации ионов С/ не зависит от г. Поэтому, усредняя р ( ) и ф (г) по всем конфигурациям остальных ионов, считая ион а неподвижным, мы получим ) [c.416]

Внутренняя энергия любой системы складывается из энергии входящих в нее атомов и молекул. Она представляет собой сумму кинетической энергии движения частиц (атомов, молекул или ионов), потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия, энергии взаимодействия электронов и ядер в молекулах и энергии, отвечающей массе покоя частиц согласно уравнению Эйнштейна. В термодинамике внутренняя энергия системы и определяется с точностью до аддитивной постоянной. Эта постоянная обычно не представляет интереса для химии, так как в нее входят те составляющие энергии атомов и молекул, которые не изменяются при химических процессах. [c.5]

Величина х входит и в другое важное уравнение, позволяющее вычислить потенциальную энергию иона. Потенциальная энергия иоиа больше соответствующей энергии частицы, лишенной заряда, вследствие существования ионной атмосферы. Эту избыточную энергию W иона и можпо выразить через х [c.187]

Чтобы применять метод переходного состояния к реакциям с участием заряженных или полярных частиц, необходимо знать зависимость коэффициентов активности этих частиц от условий эксперимента. Электростатические взаимодействия проявляются на большом расстоянии на заряженные частицы в растворе влияют не только ближайшие соседние частицы, но и ионы и молекулы, находящиеся на довольно значительном расстоянии. Любые изменения удаленных частиц будут влиять на потенциальную энергию ионов и, таким образом, на их коэффициент активности. Для удобства можно разделить эти взаимодействия на два типа взаимодействие ионов с другими ионами в растворе и взаимодействие ионов с нейтральными полярными или неполярными молекулами. [c.446]

Энергия адсорбции неполярных молекул на поверхности ионных решеток. Если адсорбент построен не из атомов, а из ионов, то к рассмотренным дисперсионным силам притяжения добавляются индукционные силы притяжения диполя, индуцированного в молекуле адсорбата электростатическим полем, создаваемым ионами решетки адсорбента. Доля индукционных сил в величине потенциальной энергии адсорбции пропорциональна поляризуемости молекулы адсорбата 2 и квадрату напряженности электростатического поля над поверхностью адсорбента [c.493]

Преимущество методов статистической термодинамики перед методами классической термодинамики заключается в том, что молекулярно-статистическим методом можно макроскопические свойства системы (константы равновесия, тепловые эффекты, теплоемкости и т. п.) связать со свойствами образующих систему частиц (молекул, атомов, ионов)—с их строением, потенциальной энергией и характером их движения. Так, зная зависимость потенциальной энергии молекулы адсорбата от координат, можно с помощью молекулярно-статистической теории вычислить термодинамические свойства. [c.507]

Теперь можно найти потенциальную энергию взаимодействия ионов в растворе, которая определяется взаимным электростатическим притяжением ионов. Эта энергия является слагаемым в выражении для изобарного потенциала раствора. [c.409]

Потенциальная энергия двух противоположно заряженных ионов на этом расстоянии равна 2 кТ, при этом кинетическая энергия недостаточна для преодоления взаимного притяжения ионы остаются связанными в пару, которая не участвует в электропроводности, хотя и не является настоящей молекулой. Можно подсчитать число ионов, которые находятся вокруг иона противоположного знака между критическим расстоянием д и расстоянием наибольшего сближения. Таким способом определяется число ионных пар, степень их диссоциации и константа диссоциации ионных пар по закону действия масс. Б воде при 25° С для одно-одновалентного электролита критическое расстояние невелико (( = 3,57 А), число ионных пар очень мало, имеется почти полная диссоциация. Для ионов с большими зарядами, а также в растворителях с небольшой диэлектрической проницаемостью величина д имеет большие значения, и ассоциация увеличивается. Ассоциация зависит также от радиуса ионов и растет с уменьшением этого радиуса (т. е. увеличением расстояния наибольшего сближения), Так, в растворах ЬаРе (СМ) 6 в смешанных растворителях, диэлектрическая проницаемость которых О <57, константа диссоциации ионных пар уменьшается с уменьшением О в количественном согласии с теорией. Это падение константы лежит в пределах от 10" до 10 . В растворе с /п=0,01 степень диссоциации ионных пар по мере уменьшения О изменяется от 0,3 до 0,03 число ионных пар очень велико. В водных растворах с 0 = 81 содержание ионных пар при малых концентрациях составляет доли процента. [c.416]

Если количества ионов НзО и ОН- одинаковы, то число перескоков протонов по схеме Нз0+ + Н20 Н20 + Нз0+будет больше, чем число перескоков по схеме Н2О + НО-ОН + НгО, тах как энергетическое состояние водорода в молекуле воды соответствует более глубокому минимуму потенциальной энергии потенциальной яме), чем в ионе Н3О+. Этим и объясняется меньшая подвижность иона гидроксила. [c.433]

Рассмотрим газ в цилиндре с поршнем (рис. 15-3) и допустим, что давление внутри цилиндра Рд утр больше постоянного внешнего атмосферного давления Р. Когда газ расширяется и перемешает поршень на бесконечно малое расстояние ( в, сила, действующая на поршень снаружи, остается постоянной и равной произведению давления Р на площадь А поршня. Выполненная газом работа, как указано в подписи к рис. 15-3, равна произведению приращения объема газа на внешнее давление, против которого осуществляется расширение = Р(1У. Поскольку в рассматриваемом случае преодолеваемое давление остается постоянным, выполненная работа связана с приращением объема газа (ДК) соотношением = РДК Хотя приведенные здесь соотношения получены для газа, расширяющегося в цилиндре, они справедливы в отношении любого процесса расширения газа. Работа, подобная описанной выше, часто называется работой расширения или работой типа РУ. Существуют и другие виды работы. Мы совершаем работу против силы тяжести, поднимая груз в положение, где он имеет большую потенциальную энергию и откуда он может упасть в исходное положение. Электрическая работа осуществляется при перемещении заряженных ионов или других заряженных тел в электрическом потенциальном поле. Мы можем выполнить магнитную работу, отклоняя иглу компаса от направления, куда она указывает в спокойном состоянии. Все эти виды работы включаются в обобщение, известное под названием первого закона термодинамики. [c.14]

Это уравнение выводится просто потенциальная энергия иона еУ превращается в кинетическую энергию (где т — масса, а V — скорость). При полном ускорении [c.313]

Соответственно потенциальная энергия между ионами с зарядами Zj и Zj составляет [c.34]

Наконец, для наведенного диполя с моментом цу = аЕ потенциальная энергия взаимодействия с ионом заряда Z составляет [c.34]

При рассмотрении комплексов или кристаллов с выраженным ионным характером можно воспользоваться очень простыми электростатическими соображениями. Система сферических ионов образует структуру с минимальной потенциальной энергией, и при увеличении отношения ионных радиусов катионов и анионов (гд /гв) можно предсказать появление следующих координационных многогранников [c.16]

Рис. 28. Схема изменения потенциальной энергии металлического иона при пере ходе от энергетически более выгодного места Я на поверхности металла в междоузлия решетки окисла Ql, ( 2 и т. д. (а — расстояние первой кристаллической плоскости окисла от поверхности металла можно считать, что а а)

При 1/1 > и2 (см. рис. 107) переход части катионов в раствор сопровождается снижением средней потенциальной энергии поверхностных катионов (точка / перемещается вниз), появлением на металлической поверхности избыточных отрицательных зарядов и повышением энергетического барьера (За- Повышение концентрации ионов у поверхности металла сопровождается ростом запаса их энергии (точка 2 перемещается вверх), приобретением раствором избыточного положительного заряда и снижением энергетического барьера Таким образом, образующийся двойной электрический слой затрудняет протекание прямого процесса и облегчает протекание обратного процесса. [c.153]

На рис. 138 приведено изменение потенциальной энергии ионов металла, склонного к самопроизвольному окислению (растворению). На этом рисунке кривые 1 w 2 воспроизводят рис. 107, иллюстрирующий механизм возникновения скачка потенциала на границе [c.198]

Простейшая из всех атомных систем — водородоподобный атом — состоит из ядра с зарядом +2е и одного электрона с зарядом —е. При 2 = 1 это атом Н, при 2 = 2 — ион Не"" и т. д. В водородоподобном атоме электрон движется в центрально-симметричном куло-новском поле ядра. Считая ядро неподвижным, всю энергию Е атома можно рассматривать как сумму кинетической энергии электрона Т и его потенциальной энергии 11 в поле ядра. [c.24]

Этот гамильтониан сохраняет свой вид и для одного электрона в молег куле, но вьфажение для потенциальной энергии U изменится. Для молекулярного иона потенциальная энергия [c.81]

Здесь Уиои-ион — потенциальная энергия ион-ионного взаимодействия, ге — заряд иона, г — расстояние между ионами, ео и гг — диэлектрическая проницаемость вакуума и среды соответственно.) [c.75]

Соотношение потенциалов для МаС1 представлено на рис. 5.3 как функция расстояния между ионами. Потенциальная энергия между двумя частицами решетки определяется как функция результирующей силы (см. рис. 2.5). Равновесному расстоянию Со соответствует минимум потенциальной энергии. В соответствии с принятым выше определением энергия Е, необходимая для разъединения пары ионов, равна [c.74]

Одна нз первых попыток теоретического расчета энергий гидратации отдельных ионов принаддежит Борну (1920). Его метод основан на предиоложении, что энергия гидратации (сольватации) иоиа и с равна разности потенциальной энергии иона в вакууме /у и в растворе 7], [c.53]

В обоих случаях потенциальная энергия иона отождествляется с его элект[)ической энергией, определяемой как [c.53]

На рис. 22 приведены возможные уронни энергии Н2 в зависимости от расстояния между ядрами. По оси абсцисс отложено расстояние между ядрами, а по оси ординат — потенциальная энергия системы. Нетрудно догадаться, что основному состоянию молекулярного иона На отвечает наиболее низкий энергетический уровень. Характер нижней кривой на рис. 22 можно объяснить тем, что по мере сближения протона и атома водорода вначале преобладают силы прр тяжения, а затем силы отталкивания, поэтому вначале наблюдаете 1 монотонное понижение потенциальной энергии системы, по достижении же минимума — резкое ее увеличение. Минимум на кри-во потенциальной энергии отвечает наиболее устойчивому состоя- [c.45]

В процессе растворения в результате притяжения происходит сближение И0НС1В с соседними молекулами растворителя, причем потенциальная энергия их уменьшается и выделяется теплота. Растворение сопровождается сжатием, которое можно рассматривать как уплотнение растворителя вокруг ионов и образование около каждого иона слоя более тесно связанных с ионом молекул растворителя Этот процесс называется сольватацией. [c.417]

Расплавы солей обладают ионной проводимостью, поэтому к ним применим закон Фарадея. Расстояния между ионами в расплавах малы, следовательно электростатические взаимодействия ионов очень велики. С другой стороны, ионы в расплавах обладают большой кинетической энергией, поэтому трудно говорить о степени диссоциации расплавов. Можно предполагать полную диссоциацию солей в расплаве. Однако при сравнительно низ-К1Х температурах плотная упаковка ионов препятствует более или менее сиободному их движению. Каждый ион в расплаве занимает (в среднем по времени) место, соответствующее минимальной потенциальной энергии отно-С1тельных соседних ионов положение ионов аналогично положению их в кэисталлической решетке при равновесии. В связи с миграцией энергии каждый ион колеблется около положения равновесия, потенциальная энергия eio при отклонении от равновесного состояния увеличивается. Такое смещение ионов вызывает нарушения структуры расплава, подобные дефектам кри- [c.451]

В табл. 8.7 суммируются результаты нащих численных экспериментов по моделированию кластеров Na(H20)n и К(Н20) . Энергия выражена в кДж/моль. Для /-структур координационное число равно среднему числу молекул в сфере радиусом 310 пм для Na(H20) и 350 пм для К (НгО),,. Критерий водородных связей геометрический / оо" = 330 пм, / он = 260 пм Еполн, Еъъ, ви — полная потенциальная энергия кластера и вклады в нее взаимодействий между молекулами воды и ионами со всеми молекулами воды. Все /-структуры получены для температуры 300 К. [c.145]

Таким образом, / -структуры кластеров Ма(Н20)ч разделяются на два типа с координационным числом (КЧ) 6 и 7. Первые получаются чаще, чем вторые, и их потенциальная энергия ниже. Средние расстояния между ионом натрия и атомом кислорода воды первой координационной сферы для кластеров с КЧ = 6 составляют 242 пм, а для кластеров с КЧ = 7 они равны 250 пм. Среди / -структур кластеров КСНгОп явно преобладают структуры с КЧ = 7. В нашей работе [386] указывалось, что кластеров с другими координационными числами [c.145]

Для перехода в раствор поверхностный катион металла должен преодолеть лишь энергетический барьер (рис. 107, кривая 1—2), причем < Ссольв, Т. е. этот процесс является значительно более вероятным. Разность уровней потенциальных энергий в точках / и 2, равная Л, отвечает работе процесса перехода 1 г-иона металла в раствор. Для перехода из раствора в металл находящийся в растворе сольватированный катион должен преодолеть энергетический барьер (рис. 107, кривая 2—/), причем Qк > Qa, т. е. этот процесс (катодный) является менее вероятным, чем первый (анодный). [c.152]

Для этой реакции характерно превращение ковалентной спязи исходной молекулы в ионную связь конечной молекулы. Тогда в качестве нулевого приближения можно рассматривать пересекающиеся поверхности, одиа из которых отвечает взаимодействию атома М с ковалентной люлекулой Хг ( ковалентная поверхность), а другая — взаимодействию иона с X —X ( ионная поверхность). Линия пересечения этих поверхностей определяется условием компенсации разности потенциала ионизации атома М и сродства к электрону молекулы Xg кулоновским притяжением между М и парой Х —Х. Для таких реакций типичные величины координаты точки пересечения составляют 5—10 А. На столь больших расстояниях взаимодействие меясду ионным и ковалентным состояниями оказывается таким малым, что приближенно истинная поверхность потенциальиой энергии может быть построена из участков ковалентной и ионпой поверхностей, линия пересечения которых является линией пересечения диабатических поверхностей потенциальной энергии [98]. [c.68]

Зависимость вероятности диссоциации мопекул)1[ от эпергии электрона при одновременном образовании отрицательного иона получает истолкование на основании кривых потенциальной энергии, приведенных на рис. 48. Кривые 1 являются кривыми потенциальной анергии молекулы АВ, кривы [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология