Водородные связи длина связи

Энергия и длина водородной связи в значительной мере определяются электрическим моментом диполя связи и размерами атома. Длина связи уменьшается, а энергия водородной связи возрастает с увеличением разности ЭО у атомов X и V и соответственно электрического момента диполя связи X—Н и с уменьшением размера атома V. Например, у молекул воды, у которых разница ЭО кислорода и водорода равна 0,5, длины связи в триаде О—Н---0 равны 0,096 нм для О—Н и 0,204 нм для Н---0, энергия водородной связи Н---0 составляет 21,51 кДж/моль. У молекул НР, у которых разница ЭО фтора с водородом равна [c.59]

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]

Поскольку водородная связь длиннее ковалентной, структура льда довольно рыхлая и имеет много свободных полостей. Этим объясняется необычно малая плотность льда и способность образовывать так называемые кЛатратные соединения. Если для льда координационное число атома кислорода равно 4, то в воде при 15 ° С оно составляет 4,4, а при 83 ° С [c.119]

Трехмерная сетка водородных связей, построенная из тетраэдров, существует и в жидкой В. во всем интервале от т-ры плавления до критической. Увеличение плотности при плавлении, как и в случае плотных модификаций льда, объясняется искривлением водородных связей и отклонением углов между ними от тетраэдрических. Искривление связей увеличивается с ростом т-ры и давления, что приводит к возрастанию плотности. С др. стороны, при иагр. средняя длина водородных связей становится больше, в результате чего плотность уменьшается. Совместное действие двух факторов объясняет наличие максимума плотности В. при 3,98 °С. [c.395]

Жидкая вода при Т—0 °С плотнее, чем лед I приблизительно на 10%. Это свидетельствует о том, что структурный беспорядок в жидкой воде обладает своими преимуществами в смысле упаковки молекул. Каждая молекула воды -в воде, как и во льдах, имеет четырех соседей, и межмолекулярное взаимодействие в воде определяется водородными связями. Отсюда следует, что водородные связи в жидкой воде обладают особенностями, допускающими более плотную упаковку молекул, чем во льду. Чтобы понять, в чем эти особенности, рассмотрим сначала те экспериментальные факты, которые характеризуют энергетику водородных связей в воде. К ним относятся данные о длине водородной связи 0—0, о длине О—Н-связи, частотах 0—0 и ОН-колебаний, а также данные относительно межмолекулярных колебаний и об амплитудах колебаний отдельных атомов молекулы Н2О в воде. После этого рассмотрим явления переноса, которые наиболее ярко характеризуют жидкое состояние. [c.104]

В том случае, когда гидроксильная группа и атом-донор находятся в одной и той же молекуле и расстояние между ними соответствует длине водородной связи, возникает внутримолекулярная водородная связь. Образующийся при этом цикл может либо не содержать кратных связей (например, в случае 1,2-диолов), либо имеет сопряженные связи (так называемая водородная связь хелатного типа). Первому типу водородных связей соответствует узкая полоса поглощения в области 3590—3420 см . Водородная связь хелатного типа проявляется в виде очень широкой размытой полосы поглощения в области 3200—2500 вследствие чего ее иногда трудно обнаружить. [c.34]

При возникновении водородной связи расстояния между атомами (табл. 1-8) будут иными, чем в рассмотренных выше случаях. Необходимо отметить, что такие связи могут образоваться, когда расстояния между атомами не слишком велики (<ЗА). При ассоциации двух молекул муравьиной кислоты общая длина О—Н—0 составляет 2,73 А. При ковалентной связи атомов водорода и кислорода расстояние между ними 1,07 А. Следовательно, расстояние атома водорода от атома кислорода, присоединенного водородной связью, 1,64 А. [c.25]

Сравнение теплот испарения таких жидкостей, как вода, спирты, карбоновые кислоты и т. п., с теплотами испарения углеводородов ряда метана (табл. 28) показывает, что в первых межмолекулярное взаимодействия значительно более сильное. Высокие теплоты испарения ( 40 к Дж/моль) не могут быть объяснены лишь ван-дер-ваальсовым взаимодействием, энергия которого на порядок меньше. При исследовании свойств таких жидкостей обнаруживается объединение их молекул в димеры, тримеры и более сложные ассоциаты. Карбоновые кислоты димеризованы и в парах. В этих так называемых ассоциированных жидкостях помимо универсального ван-дер-ваальсового взаимодействия между молекулами существует еще специфическое взаимодействие, называемое водородной связью (Н-связью). Особенность такого взаимодействия состоит в том, что атом водорода, входящий в состав одной молекулы (R,A—Н), образует вторую, обычно более слабую связь с атомом В другой молекулы (BR,) в результате чего обе молекулы объединяются в комплекс RjA—H...BR2 через так называемый водородный мостик —А—И...В—, в котором вторая связь изображается пунктиром (рис. 111). Обычно длина водородной связи jRhb> г. Примером комплекса с Н-связью может служить димер муравьиной кислоты [c.267]

Грани рассматриваемого двенадцатигранника образованы 30 водородными связями длиной около 2,8 А, которые создают клетку объемом 169 А . [c.61]

Типы водородных связей , встречающиеся в структурах аминокислот и их производных, определяются наличием в них групп СОО , СООН, ]ЧНз+, СО, КНг+, ОН, ионов С1 , Вг , молекул воды НгО и т. д., активных в смысле образования этих связей. Их длины и соответствующие им углы X — У. .. (У-донор, -акцептор, Х-атом, с которым атом У связан ковалентно) приведены в табл. 57. На рис. 81, а, б, приводятся диаграммы распределения длин водородных связей и размеров углов для наиболее распространенных типов связей [124]. Они построены на основании данных, полученных ронтгеноструктурным, электронографическим и нейтронографическим методами для разных классов соединений. На вертикальных осях диаграмм отложено количество связей, наблюдаемых в определенном интервале длин (А = 0,05 А) и углов (А = 5°), а иа горпзонта.льных — сами интервалы, с указанием их средних значений. Черные прямоугольники соответствуют связям, определенным с точностью 0,05 А и выше, заштрихованные — с точностью ниже 0,05 А. Кроме того, на диаграммах приводятся средние значения длин, углов и стандартные отклонения для различных типов связей. Из сравнения табл. 57 и диаграмм видно, что длины водородных связей и размеры углов, встречающиеся в кристаллах амршокислот, варьируют в пределах, обычно наблюдаемых для других соединений. [c.151]

Фторид аммония имеет плотность 1315 кг/м , возгоняется без плавления. По своей структуре он существенно отличается как от фторидов щелочных металлов, так и от других галогенидов аммония, что объясняется образованием водородных связей (длина связи для N—Н---Р 0,28 нм, для N—H--- I — 0,34 нм), тетраэдрически расположенных вокруг атома азота и препятст- [c.89]

К настоящему времени нейтронографически исследовано уже несколько десятков соединений с водородной связью. Точная локализация водорода позволяет уже сейчас систематизировать материал и сделать выводы. Здесь будут рассмотрены соединения, содержащие либо кристаллизационную воду, или О — Н - - О-связи. Основными вопросами будут следующие точная локализация Н по длине связи (центрированность или асимметрия связи), корреляция межядерных расстояний О — Н и О — Н---0, корреляция между углами Н — О — Н и 0 — 0 — О, геометрический характер связи О—Н- - О (угол О — Н — О), характер тепловых колебаний атомов Н. [c.93]

Водородная связь возникает в тех случаях, когда атом водорода становится связующим звеном между двумя электроотрицательными атомами, например О—H---N, О—Н---0, F—H---F и т. п. В структурной формуле водородную связь обычно обозначают тремя точками. Ее длина зависит от природы связуемых и [c.132]

Во всех остальных случаях водородная связь длиннее и слабее обычной. Это видно на показанном примере димера муравьиной кислоты, образовавщегося благодаря возникновению водородной связи О- -Н [c.141]

Возможность подобного рода ассоциации, воды показана для пидрата аденозянфосфата [363], в котором молекула 1В0ДЫ вписывается между гетероциклической частью одной молекулы и фосфатной труппой другой, образуя две водородные связи длиной 2,863 и 2,824 А по схеме [c.148]

Водородные связи длиннее ковалентных, но заметно короче (на 0,06—0,08 нм) расстояний, которые соответствуют межатомным контактам, определяемым значениями вандерваальсовых радиусов. Следует помнить, что водородные связи всегда образуются между парами групп, одна из которых обращена к другой отрицательным концом днполя, а другая служит донором протона. Группа, являющаяся акцептором про- [c.76]

СоедЬнения с водородом Простые соединения с водородом НгЭ — ядовитые газы, кроме НгО и НгРо, с неприятным запахом Температуры плавления и кипения повышаются в ряду НгЗ—НгРо (табл 18 1) Термическая устойчивость молекул в ряду НгО—НгРо падает, реакции разложения обратимы Температуры плавления и кипения, плотность воды ле подчиняются общей закономерности изменения этих свойств в ряду Нг5—НгРо Аномальные свойства воды связаны с малым размером молекул НгО и образованием водородных связей между ними Известны высшие водородные соединения для серы — сульфаны (полисульфиды водорода) состава НгЗя ( = = 2 — 9, чаще 2), для кислорода — пероксид водорода НгОг Все сульфаны — желтые маслянистые жидкости, вязкость которых возрастает с увеличением длины гомоцепи —5—5— Они весьма реакционноспособны Сведения об НгОг приведены в гл 19 [c.352]

Есть, однако, основания полагать, что водородная связь представляет собой не просто очень сильное диполь-дипольное взаимодействие. Небольшая длина водородных связей свидетельствует о существенном перекрывании вандерваальсовых радиусов, что должно сопровождаться появлением сил отталкивания, если только последние не будут тем или иным образом компенсироваться. Кроме того, в рамках дипольной модели не удается объяснить существование симметричных водородных связей типа Р -Н---Р . Если расстояние между X и V достаточно мало, то перекрывание орбиталей связи X—Н и электронной пары У может привести к образованию ковалентной связи. Согласно уравнению (2.8), такую ситуацию можно описать с помощью двух протомерных структур, отличающихся друг от друга только положением протона [c.39]

VoH-частоты которых смещены на 200 см (Кон = И,7-10 см ), достигает значения заряда на атоме водорода невозбужденной молекулы воды [144, 161]. Приблизительно при той же силе водородной связи (iToH = 12,0-10 см ) производная d ldq обращается в нуль. Таким образом, можно предполагать, что в этом состоянии небольшое изменение длины ОН-связи молекулы воды не меняет ковалентности растягиваемой и соседней ОН-связей. [c.105]

Дипептид L, -конфигурации существует в растворе в растянутой конформации. Несмотря на правомерность существования стабилизованного внутримолекулярной водородной связью восьмичленного цикла, в этом состоянии при принятии амидной группировкой энергетически выгодной гране-конфигурации возникают отталкивающие взаимодействия между двумя боковыми группами. Однако -диастереомер в оксиде дейтерия принимает более компактную стабилизованную внутримолекулярной водородной связью структуру (рис. 23.7.8а) [20]. Приложение этих принципов к олигопептидам большей длины показывает, что введение остатка Д-ами-нокислоты в цепь из остатков -аминокислот изменяет направление растянутой конформации или разрушает упорядоченную конформацию. [c.431]

Такая сильная асимметрия приписывается влиянию окружения яо - 1а в кристалле она связана с тем, что атом Рг образует бо Ч е сильные водородные связи с соседними атомами азота, че . атом Р). Намного более длинные водородные связи в криста. ическом НР (2,49 А) и КН4Р5 (2,45 А) почти наверняка не-си.м.чстричны природа связи промежуточной длины в КН2Р3 (2.. Л Л) неизвестна. [c.27]

Данный тип связи реализуется в координационных (комплексных) соединениях, где атом-комплексообразоватепь образует большее число связей, чем допускает высшая формальная валентность зтого атома. Частным случаем координационной связи является водородная связь длина С. — среднее расстояние между ядрами двух химически связанных меткду собой атомов [c.268]

Так, в вакууме при увеличении длины алкильного радикала равновесие сдвигается в сторону образования структур (III, а), способствуя повышению выхода комплексов имидазолин — кислота (III, ИГ), и далее имидазолинов структуры (VIT), а при нормальном давлении и уменьшении длины алкильного радикала, вода, находящаяся в реакционной массе, способствует разрушению водородных связей в комплексах (111,6), обусловливая высокие выходы имидазолинов стру ктуры (VI, VI ). То есть, на стадии циклизации проявляется эффект, описанный для комплексов, получающихся на стадии ацилирования реакционная вода образует прочные водородные связи с аминогруппами имидазолинов и этиленаминов (при наличии последних в реакционной массе), подавляя в случае высших гомологов нуклео- [c.354]

В то же время оставшиеся еще эфирные группы препятствуют сближению цепей целлюлозы на столь близкое расстояние, когда возникают прочные водородные связи между гидроксильными группами соседних целлюлозных цепей. Эти оставшиеся эфирные группы должны быть распределены статистически равномерно вдоль макромолекулы. При удалении большого числа этих групп возникают прочные водородные связи между гидроксилами на отдельных участках длинных цепных молекул, играющих роль поперечных свяэей, препятствующих растворению. Таким обраяом, растворимость в воде ацетилцеллюлозы определяется как физическими факторами (аморфной структурой, равномерным распределением функциональных групп), так и химическими — сольватацией, как гидроксильных, так и эфирных групп. [c.165]

Установлено, что в соединении никеля (М—№) расстояние между атомами кислорода составляет только 2,44 Л [75], что указывает на образование исключительно прочной водородной связи. Хорошо известно наличие четкой зависимости между длинами водородных связей и частотами валентных колебаний связей с водородом [150]. Кроме того, при понижении частоты полосы становятся более широкими и менее интенсивными, вследствие чего их труднее обнаружить. Поэтому первоначально не было уверенности в том, где же у соединения никеля находятся частоты валентных колебаний связей с водородом, но впоследствии положение этой частоты было установлено отнесение его именно к данному колебанию было подтверждено Рандлом и Парасолем [178] путем использования дейтерированного соединения. Эта частота появляется в виде широкой полосы приблизительно при 1775 см . Рандл указал также на то, что столь короткая связь может быть симметричной [150, 178], и установил, что такие же симметричные короткие связи осуществляются в соединениях палладия и меди. Аналогичные спектроскопические исследования были проведены с кислотой дихлор-бис-(диметилглиоксимато)-кобаль-та (III) [71, 147], у которой частота валентного колебания ОН была идентифицирована нри 1725 см" . Имеются указания на то, что такие очень прочные водородные связи благоприятствуют плоской координации, повышают стабильность комплексов и уменьшают их гигроскопичность [147]. [c.362]

Естественно, нет оснований ожидать, что первый тезис теории плотной упаковки будет в полной мере справедлив для таких специфических контактов, как межмолекулярные водородные связи XH---Y, т. е. что расстояние ну будет близким к н+ + Ry или к 2yi H- Y. Однако в парадоксальной на первый взгляд форме закономерность, выражаемая этим тезисом, действует и здесь. Пиментел и Мак-Клеллан [54, 55] отметили, что усредненное но достаточно большому числу структур расстояние Rxy (средняя длина водородной связи) в пределах 0,025 нм совпадает с суммой ван-дер-ваальсовых радиусов Rx + Ry. Согласно результатам работы [56] еще лучш (в пределах 0,02 нм) выполняется приближенное равенство RxY 2yRxRy- Следовательно, длина связи XH---Y в среднем близка к длине межмолеку-ляного контакта X...Y в ней не находит отражения присутствие атома Н. Физический смысл этого обстоятельства становится ясным, если обратиться к данным расчетов аЬ initio, в которых изучалось перераспределение электронной плотности в результате образования водородной связи [57]. Эти расчеты показали, что электронная плотность атома Н в значительной мере смещается на связь ХН. По-видимому, поэтому отталкивание [c.152]

Те же законы, которые управляют образованием связей в неорганических соединениях, применимы в еще большей степени к органическим соединениям. Замечательной особенностью органической химии является способность атомов углерода связываться друг с другом с образованием цепей атомов, причем возможности их расположения и длина цепей почти неограничены. Эти цепи покрыты оболочкой из водородных атомов, прерванной в некоторых местах группами атомов, включающими кислород, азот, галогены или серу. Структура таких соединений изображается графическими формулами, в которых черточки означают связи (электронные пары), а атомные символы — атомы. Эти формулы основаны на шаростерншевых моделях органических соединений и представляют собой удобный способ обозначения порядка расположения атомов. [c.23]

Прямым указанием на образование водородных связей может служить изменение частоты валентного колебания гидроксильной группы при переходе от газа к жидкости. Путем исследования инфракрасных спектров хлорной кислоты в области 3600 — 2600 м Щукарев, Андреев и Баличева [3, 11] обнаружили, что максимум поглошения валентного колебания связи O—Н смещается от 3560 м в газообразной кислоте к 3390 м в жидкой H IO4. Эмпирически найденная пропорциональность между величиной смещения Av — газ — Va И ПрОЧНОСТЬЮ ВОДОрОДНОЙ связи позволила оценить энергию связи двух молекул H IO4. По данным Щукарева и др. [3], а также Жигера и Савуа [2], эта величина составляет 3 ккал. Силовая постоянная связи О—Н з жидкой кислоте F = 6,4-I0 5, длина связи О—Н 0,997 А [3], среднее расстояние между двумя атомами кислорода, связанными водородной связью, равно 2,85 А [2]. [c.35]

В настоящее время большинство авторов согласны с тем утверждением, что контур несвязанной валентной полосы О—Н (и О—В) воды является огибающей многих узких, но перекрывающихся полос, каждая из которых связана с О—Н (или О—В) осциллятором в данном окружении. Вероятно, то же самое справедливо и для составляющей рассматриваемой полосы, которую Уэлрафеп приписал молекулам, соединенным водородными связями в жидкости. Форма этой полосы должна определяться в значительной степени распределением расстояний О. .. О в водородных связях у этого компонента жидкости. Частота. отвечающая максимуму интенсивности, приблизительно соответствует наиболее вероятному расстоянию О. .. О, где частоты на каждой стороне соответствуют большим и меньшим расстояниям О... О. Далее, распределение этих расстояний почти наверняка не имеет гауссову форму, так как резкое увеличение энергии отталкивания на малых расстояниях, несомиенно,, ограничивает относительное изобилие водородных связей, имеющих длины меньшие, чем наиболее вероятное расстояние О. .. О.. Поэтому не следует ожидать, что компонент наблюдаемой полосы, который может быть обусловлен группами О—Н, соединенными водородными связями, имеет гауссову форму. [c.243]

Из данных рентгеноструктурных исследований [198] известно, что кольцо сукцинимида имеет плоское строение (за исключением водородного атома при азоте, который отстоит на 0,015 нм от плоскости), как показано в (86) (указаны углы и длины связей в нм для кристаллического сукцинимида). В то же время по данным диффракции электронов [199] ациклический имид — диацет-амид имеет г ис-транс-конфигурацию с двугранным углом около 36° между двумя карбонильными группами, как показано в (87) для водного диацетамида. Длины связей С=0 и С—N близки для обеих структур (0,121 и 0,140 нм соответственно), а кратность связи С (О)—N составляет примерно 1,38, т. е. эта связь имеет меньшую двоесвязанность, чем в амидах. Это согласуется с тем, что в имидах неподеленная пара электронов азота распределяется между двумя карбонильными группами. Найденная кратность связи находится в хорошем соответствии с предсказанием, основанном на теории валентных связей, согласно которой кратность связи в трех основных резонансных формах схема (119а) , имеющих плоское строение, составляет величину около 1,33. [c.444]

Смотреть страницы где упоминается термин Водородные связи длина связи: [c.137] [c.28] [c.431] [c.146] [c.449] [c.285] [c.30] [c.125] [c.188] [c.27] [c.28] [c.626] [c.82] [c.109] [c.117] [c.440] [c.353] [c.117] [c.137] [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология