Дипольный момент межмолекулярные взаимодействия

К первой группе относятся неполярные растворители, не обладающие дипольным моментом, межмолекулярное взаимодействие которых с растворяемым осуществляется за счет дисперсионных сил. Неполярными (или слабополярными) растворителями являются низкомолекулярные жидкие или сжиженные алканы, бензол, а также соединения с очень небольшим дипольным моментом — толуол, четыреххлористый углерод, этиловый эфир, хлороформ и т. д. [c.475]

В результате ориентационного взаимодействия расстояние между полюсами и заряды полюсов в диполях молекул несколько увеличиваются, что приводит к возрастанию их дипольного момента (рис. 35, 2, в). Составляющая дипольного момента, которая возникает (индуцируется) при ориентационном взаимодействии молекул, называется индуцированным дипольным моментом. Индуцированный дипольный момент усиливает взаимодействие между полярными молекулами по сравнению с их ориентационным взаимодействием. Часть межмолекулярного взаимодействия, которая вызвана индуцированным дипольным моментом в молекулах, называется индукционным взаимодействием. Индукционное взаимодействие составляет очень малую долю общего межмолекулярного взаимодействия. [c.208]

Обычно при расчетах полярность и поляризуемость молекул определяют в зависимости от диэлектрической проницаемости, молекулярной массы и плотности ПАВ и растворителя. Однако применительно к маслорастворимым ПАВ эти расчеты оказываются недостаточно точными, поскольку такие ПАВ, попадая в малополярную среду, принимают участие в межмолекулярных взаимодействиях между собой и средой, а энергия этого взаи-. модействия может быть весьма значительной. Поэтому для определения дипольного момента предлагают определять относи- [c.202]

Известна линейная зависимость поверхностного натяжения жидкости а (а также парахора) от дипольного момента молекул р, и, следовательно, от величины сил межмолекулярного взаимодействия (рис. 1У-7). [c.80]

Рассмотрим результаты расчета некоторых свойств объемной фазы воды для двух моделей. В модели межмолекулярного потенциала ST2 [340] используются четыре точечных заряда, расположенных в вершинах тетраэдра. Электростатическое взаимодействие плавно выключается при малых расстояниях между молекулами. Короткодействующие силы отталкивания учитываются потенциалом Леннарда — Джонса 6-12 между атомами кислорода. Дипольный момент. молекулы воды равен 2,35 Д, а абсолютный минимум энергии.-димера воды составляет 28,4 кДж/моль при расстоянии 0,285 нм между атомами кислорода. [c.120]

Межмолекулярные силы взаимодействия при растворении компонентов масляных фракций в полярных и неполярных растворителях различны. Неполярные растворители, как например, низкомолекулярные жидкие или сжиженные углеводороды, ССЦ или соединения с небольшим дипольным моментом (хлороформ, этиловый спирт и др.) характеризуются тем, что притяжение между молекулами растворителя и углеводородов нефтяных фракций, обусловливающее образование растворов, происходит за счет дисперсионных сил. Неполярные растворители смешиваются с жидкими углеводородами нефти в любых соотношениях. [c.46]

Взаимодействие между неполярными молекулами (дисперсионный эффект). Дисперсионные силы возникают в результате смеш,ения электронных оболочек в момент сближения молекул, что приводит к кратковременной и многократной их поляризации. При определенной ориентации и наличии кратковременной поляризации молекулы способны притягиваться друг к другу. Это наиболее распространенный и универсальный вид сил межмолекулярного взаимодействия, К неполярным растворителям относятся пропан, бензол и все другие углеводородные растворители. Толуол также следует отнести к группе неполярных растворителей, так как имеющийся у него небольшой дипольный момент решающей роли не играет. В масляном сырье все углеводороды являются неполярными, за исключением некоторой части ароматических, обладающих слабо выраженной полярностью. [c.70]

Изолированные молекулы алканов обладают небольшим электрическим дипольным моментом. В жидкой фазе группы СН3 и СН2 образуют, как правило, межмолекулярные водородные связи С-Н...С1. Возникновение водородных связей сопровождается перераспределением электронной плотности взаимодействующих молекул и, следовательно, изменением их электрических дипольных моментов (поляризацией). [c.163]

Энергия индукционного взаимодействия зависит от дипольного момента, поляризуемости и межмолекулярного расстояния, но, как правило, она вносит небольшой вклад. [c.302]

В случае адсорбции цеолитом полярных неорганических молекул О2, N2, СО, СО2 и ЫНз, состоящих из нескольких атомов и имеющих электрический дипольный и (или) квадрупольный моменты, расчет вкладов энергии дисперсионного и индукционного притяжения и энергии отталкивания в общую потенциальную энергию Ф также можно провести в атом-ионном приближении. Однако кроме этого здесь надо учесть вклады в энергию межмолекулярного взаимодействия электростатического ориентационного взаимодействия электрических моментов молекулы с ионами решетки цеолита. Таким образом, в этом приближении потенциальная энергия Ф равна [c.216]

Поляризационное взаимодействие молекул, соединенных водородным мостиком. При этом полярные химические (ковалентные) связи в каждой из них растягиваются, дипольные моменты возрастают. Это, в свою очередь, еще усиливает межмолекулярную связь. [c.101]

Назовите физические причины межмолекулярного взаимодействия в жидком аммиаке, иодоводороде и тетрахлориде углерода. При ответе используйте справочные данные по их дипольным моментам. [c.57]

Дипольный момент связи — векторная величина. Принято считать, что он направлен от (+) к (—), т. е. его направление совпадает с направлением смещения суммарного электронного облака. Дипольный момент более чем двухатомной молекулы зависит не только от наличия полярных связей, но определяется также их числом и направленностью. При межмолекулярном взаимодействии полярность молекул играет большую роль (см. 13, табл. И). [c.93]

Подобное поведение наблюдается и во многих других случаях. Значит, дипольный момент молекул существенно влияет на энергию межмолекулярного взаимодействия. Иначе свойства жидкости не замечали бы имеют или не имеют молекулы дипольный момент. Природа влияния дипольного момента молекул следующая. [c.37]

Предположим, что молекула X взаимодействует с молекулой V, причем происходит перераспределение электронной плотности. Молекула X приобретает некоторый отрицательный заряд —8, а молекула V — равный по величине положительный заряд +8. Таким образом, межмолекулярное взаимодействие сопровождается возникновением дипольного момента Пусть л,, — дипольный момент свободной молекулы X Од. — нормальная координата г нормального колебания свободной молекулы X Q. — координата I нормального колебания в системе Х...У. Когда межмолекулярные силы много слабее внутримолекулярных, различием между и (3, можно пренебречь при условии, что частоты колебаний выше 9-10 Гц (300 см М, так как в этих случаях различия между и относительно малы. [c.75]

Водородная связь. Связи атома водорода с наиболее электроотрицательными атомами Р, О, N частично имеют ионный характер. Поэтому молекулы НР, НаО и ЫНз обладают постоянными дипольными моментами. Между такими молекулами возможно значительное дипольное взаимодействие с образованием ассоциаций между ними, а при соответствующих температурах — и образование кристаллов. На рис. 20 схематически показано образование межмолекулярных Водородных связей между молекулами Н2О. Кратчайшие расстояния между соседними молекулами, показанные на рис. 20 пунктиром и изображающие межмолекулярные водородные связи, зависят от взаимной ориентации молекул. [c.52]

Представление потенциала в виде (23) или (24) четко показывает, что он может быть выражен через такие суммарные характеристики системы частиц, как ее полный заряд q, дипольный момент (1, квадрупольный момент О и т.д. Это представление широко используется при исследовании межмолекулярных взаимодействий, когда расстояние между молекулами заметно превышает их некие средние размеры , т.е. линейные размеры той области, где в основном сосредоточена плотность вероятности распределения каждой из частиц молекулы. [c.130]

Самые слабые силы взаимодействия между частицами существуют в молекулярных кристаллах, к числу которых относятся, например, кристаллы диоксида углерода, серы, бензола, иода и азота. Эти вещества состоят из молекул, слабо взаимодействующих друг с другом. Взаимодействие между их молекулами относится к такому же типу, который описывается поправочным членом в уравнении Ваи-дер-Ваальса. В кристаллических веществах рассматриваемого типа расположение молекул определяется в основном их формой, дипольным моментом и поляризуемостью. Поскольку силы межмолекулярного взаимодействия невелики, для молекулярных кристаллов характерны низкие температуры плавления или сублимации, мягкость или хрупкость, а также необычайно высокое давление паров над их поверхностью. Наличие запаха у таких твердых веществ, как камфора, нафталин или иод, свидетельствует о том, что их молекулы легко испаряются с поверхности твердого вещества. Электропроводность молекулярных кристаллов очень мала, потому что в их молекулах существует ковалентная связь, и способность электронов перемещаться между молекулами оказывается чрезвычайно низкой. [c.176]

Для описания межмолекулярного взаимодействия в расчетах методом Монте-Карло использовали потенциал Роулинсона [343]. В модели Роулинсона (КШЬ) на атомах водорода воды располагаются положительные заряды, отрицательные заряды помещаются на линии, проходящей через атом кислорода перпендикулярно плоскости молекулы. Дипольный момент молекулы в этой модели равен 1,85 Д. Энергия связи димера воды 22,6 кДж/моль при равновесном расстоянии 0,269 нм. [c.122]

С другой стороны, химический состав среды и ее полярность определяют, будут ли и в какой степени растворяться в ней конкретные ПАВ, что зависит от ван-дер-ваальсовой составляющей энергии связи этого ПАВ со средой. Чем эта энергия связи выше и чем растворимость ПАВ лучше, тем хуже его поверхностные (в частности, защитные и противокоррозионные) свойства. Молекулы среды способны вступать в межмолекулярное взаимодействие с молекулами ПАВ с образованием Н-ком-плексов, я-комплексов и комплексов с переносом заряда. Тем самым молекулы ПАВ поляризуются, увеличивается их дипольный момент и относительная степень ионности. Все это приводит к возрастанию общего энергетического взаимодействия. [c.207]

Занятие 2. Химическая связь. Валентность. Ковалентная связь, ее сво -ства. Неполярная и полярная связь. Ионная связь. Определение дипольных моментов. Геометрическая /Тюрмула молекул. Расчет э г ективныу зарядов. Занятие 3. Донорно-акцепторняя, водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие. Метоп МО. [c.181]

Дисперсионные силы. Несмотря на симметричное распределение зарядов в иеполяриых молекулах электроны неполярной молекулы А в любой момент могут образовать такую конфипурацию, в результате которой молекула приобретает мгновенный дипольный момент. Этот дипольный момент поляризует другую неполярную молекулу В, что приводит к взаимному притяжению молекул А и В. В результате непрерывного возникновения кратковременных диполей и их согласованной ориентации действие дисперсионных сил постоянно возобновляется. Дисперсионное взаимодействие не зависит от температуры и проявляется при любой температуре и при взаимодействии не только неполярных, но и полярных молекул, т. е. является наиболее универсальным по сравнению с другими силами межмолекулярного взаимодействия. [c.71]

При растворении компонентов- нефтяного сырья в растворителях могут в той или иной степени проявляться все составляющие сил межмолекулярного взаимодействия. Очевидно, с повыщением температуры роль ориентационного взаимодействия и водородных связей снижается, роль дисперсионных сил возрастает. По способности растворять углеводороды органические и некоторые неорганические растворители можно разделить на две группы. К первой группе относятся растворители, при обычной температуре смешивающиеся с жидкими компонентами сырья практически во всех отношениях растворимость твердых компонентов в них подчиняется общей теории растворимости твердых веществ в жидких. Такими растворителями являются, например, неполярные соединения — низкомолекуляряые жидкие и сжиженные углеводороды парафинового ряда, а также соединения с очень небольшим дипольным моментом — четыреххлористый углерод, этиловый 5фир, хлороформ и т. д. [c.72]

Для молекул, имеющих дипольные моменты, существенное зпа-чепне имеет энергия орнентацпонпого взаимодействия, которая пропорциональна величине квадратов дипольных моментов взаимодействующих частиц н обратно пропорциональна температуре и межмолекулярному расстоянию в шестой степеип. [c.302]

Прн подборе стационарной фазы для хроматографического анализа решающее значение имеют ее полярность и селективность. Эти ПОНЯТИЯ еще четко не определены и трактуются различно. При подборе стационарных фаз приходится руководствоваться качественными соображениями, основанными на представлениях о характере сил взаимодействия. В последнее время при выборе стационарных фаз чаще начинает использоваться термодинамический подход. Поляр но сть стационарной фазы можно оценить ее снособ но-стью к различным вендам межмолекулярных взаимодействий лове-лич,1[не дифференциальной мольной свободной энергии растворения АС. Полярность фазы необходимо оценивать по ряду веществ,специфичных для различных типов взаимодействий. В настоящее время для оценки дисперсионного взаимодействия широко используется метиленовое звено н-алканов. Значение АО для бензола характеризует способность к образованию я-комплексов, бутанол-1—к образованию водородной связи с электронно-донорными связями стационарной фазы. Пентанон-2 — слабый донор электронов и может применяться для характеристики донорно-акцепторных комплексов. Нитропропаи-1 имеет относительно большой дипольный момент /) = 3,6 Кл-м и может выявить способиость фаз к ориентационному взаимодействию. Одновременно он может с рядом фаз давать и донорно-акцепторные комплексы. [c.303]

Введение в состав звеньев макромолекул различных функциональных или полярных групп вызывает поляризацию этих звеньев и придает им свойства диполя. Величины дипольного момента каждого звена макромолекулы зависят от степени поляризации, вызванной присутствием полярных групп, от количества полярных групп и их взаимного сочетания. В тех случаях, когда межмолекулярные расстояния сравнимы с расстояниями между зарядами, между молекулами, имеющими структуру диполей, возникают дополнительные связи, вызванные притяжением противо-. положиых полюсов соседних молекул, т. е. дипольные силы межмолекулярного притяжения. Взаимной ориентации молекулярных диполей противодействует тепловое движение молекул, поэтому величина дипольных сил в значительной степени зависит от температуры. Макромолекулы, состоящие из полярных звеньев, представляют собой совокупность диполей, создаваемых каждым звеном. Взаимодействие таких макромолекул в полимере вызывает взаимную ориентацию звеньев соседних цепей и притяжение их друг к другу. Чем больше дипольные моменты отдельных [c.28]

Молекулы взаимодействуют друг с другом. Для объяснения межмолекулярных взаимодействий были созданы химическая и физическая теории, предполагающие только химическую или только физическую природу межмолекулярных сил. Среди физических рассматривались ван-дер-ваальсовы силы, которые возникают в связи с ориентационным взаимодействием полярных молекул, обладающих постоянным моментом диполя, индукционным взаимодействием молекул, способных поляризоваться под действием соседних молекул, и дисперсионным взаимодействием мгновенных атомных диполей, имеющих постоянно меняющийся дипольный момент за счет несимметричного распределения зарядов колеблющихся ядер и двигающихся электронов. [c.25]

Рассмотрим возможность молекулярно-статистического расчета термодинамических характеристик адсорбции в атом-ионном приближении для потенциальной функции межмолекулярного взаимодействия молекула — ионный адсорбент. Заряды на образующих молекулы атомах, как и истинные заряды ионов адсорбента, часто неизвестны с нужной для расчета константы Генри точностью. Поэтому следует найти атом-ионные потенциалы межмолекулярного взаимодействия и уточнить их параметры, используя экспериментальные значения константы Генри для адсорбции опорных молекул данного класса адсорбатов. Далее, как и в рассмотренном в лекции 9 случае адсорбции на ГТС, надо проверить возможность переноса полученных атом-ионных потенциалов на другие молекулы данного класса. Использование атом-ионного приближения при адсорбции на ионных адсорбентах неполярных молекул требует учета дополнительного вклада в атом-ион-ный потенциал, вносимого поляризацией неполярной молекулы электростатическим полем ионного адсорбента (индукционное притяжение, см. табл. 1.1). Кроме того, при адсорбции ионными адсорбентами полярных молекул в рамках классического электростати- ческого притяжения надо учесть взаимодействие жестких электри- ческих дипольных и квадрупольных моментов молекулы с электростатическим полем ионного адсорбента (ориентационное притяжение, см. табл. 1.1). Затруднения, связанные с локализацией этих моментов в молекуле, значительно усложняют расчеты константы Генри для адсорбции полярных молекул на ионном адсорбенте. [c.205]

Специфическое межмолекулярное взаимодействие в этом случае включает образование направленных водородных связей (например, с силанольными группами поверхности силикагеля) или является электростатическим ориентационным (на ионных адсорбентах). Поэтому удерживание, кроме протонодонориой способности и значения электрических дипольного и квадрупольного моментов молекулы, в сильной степени определяется доступностью полярных групп поверхности для полярных групп молекул дози- [c.292]

Ван-дер-ваальсово взаимодействие двух молекул на сравнительно больших расстояниях имеет характер возмущения электронного облака одной молекулы электронным облаком другой. При этом энергия системы понижается на величину энергии возмущения, называемую энергией межмолекулярного взаимодействия. Она состоит, как показывает квантовомеханический расчет, из энергии возмущения первого порядка, так называемой электростатической, и энергии возмущения второго порядка — индукционной и дисперсионной. Электростатическое взаимодействие возникает между электрически заряженными атомами (ионами), постоянными дипольными моментами полярных молекул, квадрупольными, октупольными и другими электрическими моментами молекул. Взаимодействие между ионами рассматривается особо. Для нейтральных же молекул в электростатическом взаимодействии важно так называемое ориентационное взаимодействие постоянных дипольных моментов молекул. Ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействия— три важнейшие составляющие ван-дер-ваальсовых сил притяжения. Эти силы называют дальнодействующими, так как энергия взаимодействия довольно медленно спадает с расстоянием и пропорциональна г ", где н<6. [c.255]

Для молекул, имеющих дипольные моменты, существенное значение имеет энергия ориентационного взаимодействия, которая пропорциональна вел ичине квадратов дипольпых моментов взаимодействующих частиц и обратно пропорциональна температуре и межмолекулярному расстоянию в шестой степени. [c.301]

Энергия реактивного взаимодействия полярных молекул с окружающей средой, как показывает формула (11.38), в основном определяется величиной дипольного момента ц, и статической диэлектрической проницаемостью е , В не очень плотных парах мало отличается от единицы, поэтому мала, хотя и сравнима по величине с энергией дипольного и лондоновского межмолекулярных взаимодействий. В жидкостях, если е . > 1, энергия реактивного взаимодействия полярных молекул с окружением может быть довольно большой. Например, статическая диэлектрическая проницаемость чистого жидкого М, М-диметилформамида (СНз)гМСНО при 20° С = 38 [11]. Молярный объем V = 77,4 мл, дипольный момент = 3,80, показатель преломления По == 1,429. Подставляя эти значения в уравнение (П.38), получим Ег = —19,4 кДж/моль. Благодаря реактивному взаимодействию потенциальная энергия молекул диметилформамида в жидкой фазе на 19,4 кДж/моль ниже, чем в паре. Это одна из причин того, что температура кипения Н,М-диметилформамида равна 153° С, т.е. на 117° превышает температуру кипения пентана. Хотя пентан имеет поч-ти ту же молярную массу, дипольный момент его молекул равен 0,083 D, т. е. в 46 раз меньше, чем дипольный момент молекул М,Ы-диметил-формамида. Следовательно, реактивное взаимодействие в пентане очень слабое. Потенциальная энергия жидкого пентана мала, его летучесть значительно выше, чем летучесть Ы,Ы-диметилформамида. [c.48]

Вторая стадия растворения, обусловленная силами межмолекулярного взаимодействия, зависит от строения молекул растворяемого вещества и растворителя. В табл. 34 были приведены некоторые данные по растворимости различных газов в воде. Растворимость неполярных газов Hj, N2, 02(ц=0) в воде очень мала, так как между ними и полярными молекулами воды могут возникать лишь дисперсионные силы взаимодействия, что приводит к малой энергии связи. Молекулы двуокиси углерода 02 ( ji = 0) обладают полярными связями и при взаимодействии с молекулами воды могут приобрести большой индуцированный дипольный момент — растворимость СО2 в воде значительная. Полярные газы НО (jj = l,07D) и NH3 х = 1.46D) в воде растворяются очень хорошо и ориентационные силы межмолекулярного взаимодействия не только создают услоЕ ия для растворения, но и меняют строение молекул газов, растворенных в воде (диссоциация). [c.193]

Вещества с различными молекулярной массой и молекулярнь(м строением существенно отличаются друг от друга структурой и энергетикой межмолекулярных взаимодействий - (наличием дипольного момента, водородных связей, эффектами ассоциаций и т.д.). Для общеупотребляемого показателя, как полярность, до сих пор не приняты единицы количественного измерения и нет четкой классификации химических веществ иа полярность. [c.62]

Вещества, молекулы которых характеризуются ковалентной неполярной связью, могут в твердом состоянии образовывать молекулярные и атомные кристаллические решетки. В молекулярных решетках наблюдается очень слабое межмолекулярное взаимодействие. В узлах кристаллической решетки молекулы удерживаются за счет образования в них мгновенных и наведенных диполей. Разделение центров тяжести отрицательных и положительных зарядов в молекуле происходит вследствие вращения пары электронов и расположения ее в какой-то момент времени за одним из ядер. Такое состояние в молекуле наблюдается очень малое время. Поэтому такой диполь носит название мгновенного. Однако этого времени бывает достаточно для того, чтобы индуцировать диполь на другой молекуле. Силы, связывающие молекулы за счет образования мгновенных и наведенных диполей, часто называют ван-дер-ваальсовыми. В общем случае к ван-дер-ваальсовым силам относят любые силы межмолекулярного взаимодействия диполь-дипольного, ориентационного, дисперсионного и т. п. Ван-дер-ваальсовы силы являются очень слабыми, вследствие чего кристаллическую решетку легко разрушить незначительным нагреванием. Все вещества, имеющие молекулярные кристаллические решетки, обладают низкими [c.45]

К. э. при известных дипольных моментах молекул позволяет определить параметры их эллипсоидов поляризуемости. К. э. используют для установления конфигурации и конформации молекул, исследования внутримол. взаимод. путем сравнения экспериментально определенных постоянных Керра с вычисленньтш значениями для разл. пространственных структур на основании ад дитивной схемы, а также как метод физ.-хим. изучения жидких смесей и р-ров-для обнаружения и количеств, описания комплексо-образования и др. межмолекулярных взаимодействий. В технике К э применяют для модуляции света. [c.374]

Среди факторов, определяющих величину константы экранирования протонов, в начале разд. 1 упоминалось и влияние растворителя. В общем можно полагать, что все эффекты, которые мы до сих пор обсуждали как внутримолекулярные, проявляются также и на межмолекулярном уровне. Например, установлено, что резонансные сигналы веществ, растворенных в ароматических растворителях, проявляются в более сильном поле, чем в растворителе алифатической природы. Этот эффект был приписан диамагнитному кольцевому току бензола и его производных. Подобное же влияние соседних молекул, связанное, однако, либо с экранированием, либо с дезэкранированием, может проявляться в результате магнитной анизотропии кратных связей или влияния электрического поля молекул с большими дипольными моментами. Эффекты растворителя становятся особенно значительными, если межмолекулярные взаимодействия в растворе приводят к образованию специфических комплексов. За счет диполь-дипольных или вандерваальсовых взаимодействий некоторые взаимные пространственные ориентации взаимодействующих молекул становятся более предпочтительными, чем другие. В результате могут наблюдаться специфические изменения резонансных частот отдельных протонов растворенного вещества. Их в свою очередь можно использовать для получения сведений о строении таких комплексов. Поэтому спектроскопия ЯМР оказалась важным методом исследования межмолекулярных взаимодействий. Изменения химических сдвигов под влиянием растворителя обычно меньше 1 м. д. Мы уже рассмотрели в гл. П1 их специальные применения и последствия для резонансных частот эталонных веществ. Для избежания осложнений, вызванных влиянием растворителя, рекомендуется использовать такие инертные растворители, как тетрахлорид углерода или циклогексан. Можно исключить, кроме того, и концентрационные эффекты, если провести измерения при нескольких концентрациях вещества и экстраполировать данные к бесконечному разбавлению. Измерения в газовой фазе, где межмолекулярные взаимодействия сводятся к минимуму, стали осуществимы и для веществ с высокой упругостью паров только после развития импульсных Методов с фурье-преобразованием. [c.109]