Фтористый водород энергия водородной связи

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]

Фтористоводородная (плавиковая) кислота, в отличие от остальных галогеноводородных кислот, является слабой, что объясняется также склонностью молекул фтористого водорода к ассоциации путем образования водородных связей по схеме Н—F---H—F. Энергия такой связи составляет около 33 кДж/моль, т. е. она прочнее, чем водородная связь между молекулами воды ( 16,5 кДж/моль). [c.147]

Фтористый водород в жидком и газообразном состояниях значительно ассоциирован вследствие-образования сильных водородных связей ( Nf. разд. 2,8). Энергия водородных связей в HF составляет 42 кДж/моль, средняя степень полимеризации в газовой фазе при температуре кипения 4. В кристаллическом состоянии НР имеет цепеобразную структуру [c.470]

Как отмечалось ранее, при растворении галогеноводородов в воде происходит их диссоциация на иоНы и образуются водные растворы соответствующих галогеноводородных кислот. Причем при растворении Н1, НВг и НС1 диссоциируют почти полностью, поэтому образующиеся кислоты относятся к числу сильных (сравните степени диссоциации этих кислот, приведенные в табл 9), В отличие от других галогеноводородов фтористый водород диссоциирует в воде слабо, в связи с этим образующаяся фтористоводородная кислота является слабой, эта кислота лишь немного сильнее уксусной. Такое аномальное поведение фтористого водорода объясняется ассоциацией молекул фтористого водорода вследствие возникно-вення между ними водородных связей (см. 7, гл. III), Т. е. тем, что при диссоциации НР на ионы требуется дополнительная затрата энергии на разрыв водородных связей. Таким образом, сила кислот сильно уменьшается от Н1 к НР, если йодистоводородная кислота Н1 явля-.ется одной из самых сильных неорганических кислот, то [c.273]

К нему относится имеющая большое значение водородная связь. Эта связь осуществляется, в частности, при ассоциации карбоновых кислот. На рис. XVI.5 показана структура комплекса двух муравьиных кислот (НСООН)2. Атомы водорода, находящиеся между двумя атомами кислорода, осуществляют связь с чужим кислородом с энергией 14 ккал (58,8 кДж). Подобные связи атом водорода может давать также с азотом и галоидами. Водородная связь, например, определяет устойчивость комплексов фтористого водорода. Для разрушения комплекса (HF)e на шесть молекул НР требуется затратить 40 ккал/моль (168 кДж/моль), т. е. 6,7 ккал (28,1 кДж) на одну водородную связь. Водородная связь определяет структуру и прочность многих твердых тел. [c.341]

Водородная связь (обозначается тремя точками) по своему характеру в основном является электростатической. Энергия водородной связи значительно ниже энергии ковалентной связи (примерно 1—8 ккалЬюль), тем не менее она играет значительную роль в определении как химических, так и физических свойств соединений. Водородная связь МО кет оказаться достаточно прочной для существования независимых частиц в растворе, например катиона оксония (НзО)+. Более слабые водородные связи приводят к образованию ассоциированных систем. Наличием водородных связей в таких соединениях объясняется уменьшение летучести, увеличение вязкости и изменение других физ-ических свойств. Эти явления наблюдаются во многих чистых жидкостях, например в амлшаке, воде, фтористом водороде, первичных и [c.29]

Возникновение водородной связи имеет место также и в случае аммиака. Известно, что теплота испарения жидкого аммиака, равная 23,3 кДж/моль, по существу и есть энергия разрыва водородных связей, поскольку каждая молекула аммиака имеет одну неиспользованную МО. Другим характерным примером соединений с водородными связями могут служить молекулы фтористого водорода, которые при конденсации и полимеризации связываются прочными водородными связями [c.358]

При растворении в воде молекулы фтористого водорода диссоциируют с образованием ионов Н+ и Р . При этом частично разрываются водородные связи, так что диссоциация НР на ионы требует значительной затраты энергии. Поэтому фтористый водо- род диссоциирует в водных растворах в значительно меньшей степени, чем другие галогеноводороды константа диссоциации фтористоводородной кислоты равна 7 10" так что по силе эта кислота лишь ненамного превосходит уксусную. [c.358]

Фтористый водород, в котором также существуют водородные связи, обладает совершенно другими свойствами теплота и энтропия испарения довольно низкие, поскольку пар также состоит из ассоциированных молекул, образующих зигзагообразные цепи со средним составом (НР)з,5. Таким образом, испарение полимерной молекулы требует меньшей энергии, чем разложение ее на мономеры. Можно считать, что в жидком НР сила сцепления между молекулами велика вдоль полимерной цепи и мала в перпендикулярном направлении. [c.37]

В группе галогенов фтор занимает особое место из-за малого размера атома. Мы уже отмечали, что в водном растворе фтор является очень сильным окислителем и что окислительная способность обусловлена в основном большой энергией гидратации иона фтора. Другая характерная особенность фтора заключается в том, что фтористый водород по свойствам отличается от других галогеноводородов. Это объясняется особым характером взаимодействия между фтор-ионом и протонами, называемого водородной связью (см. раздел 17-2.6). [c.538]

Низкая энергия активации, наблюдаемая при отрыве атомов водорода атомами фтора, объясняется очень высокой прочностью связи Н—Р в фтористом водороде. На относительную ве-личину прочности различных связей С—Н в алифатических соединениях оказывает сильное влияние стабильность образующегося алкильного радикала, и вообще, чем больше резонансная стабилизация алкильного радикала, тем меньше О С—Н). Так. легкость отщепления водородною атома от алифатических углеводородов, которая неизменно следует порядку третичный> вторичный>первичный, может быть объяснена стабилизацией образующегося радикала посредством сверхсопряжения. Получены экспериментальные доказательства в пользу такого объяснения. [c.389]

Водородная связь определяет диссоциацию фтористого водорода. Энергия диссоциации, например, HeFe составляет Q Q 40 ккал/моль, т. е. 6,7 ккал/моль на одну водородную связь. [c.493]

Обратимся к реакции горения водорода в кислороде и фторе связи в исходных молекулах (водород, кислород, фтор) значительно слабее связей в молекулах продуктов реакции (вода, фтористый водород). Вот почему эти реакции легко осуществимы и проходят с выделением большого количества энергии в форме тепла, причем наиболее энергоемкой оказывается реакция между водородом и фтором. Сравните температура кислородно-водородного пламени 2800 °С, кислородно-ацетиленового-3500 °С, при горении же водорода во фторе может развиться температура до 4500 °С. Эта реакция нашла интересное практическое применение в высокотемпературных фторо-водородных горелках для резания тугоплавких металлов, столь широко используемых в современной промышленности. [c.24]

Электронографическое исследование, так же как и нейтронографическое, позволяет фиксировать атомы водорода в структурах. Но, кроме того, с его помощью удалось установить повышенную полярность атома водорода в соответствующих связях, что позволило трактовать водородные связи как донорно-акцепторное взаимодействие. Интересный результат электронографического исследования борной кислоты, который, впрочем, имеет общее значение, состоит в обнаружении перескоков атома Н с одной позиции на другую, в результате чего в структуре фиксируется некий усредненный слой с двумя полуато-мами водорода в симметричных позициях. В борной кислоте атомы Н не лежат точно на прямой О... О, что, по-видимому, обусловлено жесткостью валентного угла О—В—О. Другими словами, поскольку энергия водородной связи в большинстве случаев мала (порядка 3— 8 ккал1моль) и не может изменить всю систему связей в кристаллической структуре, водородная связь, как правило, приспосабливается к реально существующей структуре вещества. Однако добавление к имеющейся системе межатомных сил дополнительно направленных связей, каковыми являются Н-связи, может препятствовать, в частности, плотнейшей упаковке ионов и тем самым понижать симметрию кристалла. Например, фтористый калий имеет высшую категорию симметрии, а фтористый аммоний — среднюю и т. д. [c.167]

Водородная связь определяет диссоциацию полимера фтористого водорода. Энергия диссоциации, например, НбРб составляет 166 кДж/моль, т.е. 27,5 кДж/моль на одну водородную связь. [c.627]

Средняя энергия водородной связи НР в газовой фазе около 33,5 кДж/моль, максимальная—56,5 кж/Дмоль. Фтористый водород в отличие от других галогеноводородов легко конденсируется в жидкость (температура кипения 19,6 °С), что также связано с наличием водородной связи. В жидком НР энергия водородной связи равна 29 кДж/моль. [c.358]

Водородная связь определяет диссоциацию фтористого водорода. Энергия диссоциации. Например HeFe, составляет 40 ккал моль, т. е. 6,7/скал/ло- б на одну водородную связь. [c.478]

Ароматические углеводороды А гН при растворении в жидком фтористом водороде образуют карбоний-ионы АгН . По форме линии (стр. 237) в широком интервале температур можно определить скорость внутримолекулярной миграции протона и обмена с НР". Эти реакции имеют большие энергии активации, порядка 8 ккал -молъ это можно было ожидать, так как должны разрываться С—Н-связи, что происходит без участия водородных связей. [c.251]

Тетраэдрическое расположение гибридных 5р -облаков, которому подчиняются как сами связи, так и уединенные пары электронов, объясняет и тетраэдрическое строение льда из молекул воды, притягиваемых друг к другу водородными связями (рис. 42). Таким же образом трактуют и стремление НР дать при полимеризации не прямолинейную цепочку, а согнутую (рис. 43). Поразительно большую разницу в энергии разрыва молекул Рг и НР естественно объяснять с той точки зрения, что Ра имеет большой избыток внешних электронов (всего их 14, т. е. по 7 от каждого Р), вследствие чего шесть из них оттесняются с эндоэффектом на антисвязевые орбиты. В отличие от двухатомных молекул фтора фтористый водород имеет всего восемь внешних электронов, из которых шесть являются связевыми, а остальные два хотя и могут быть причисленными к ан-тисвязевым, но с количественной стороны своего влияния на энергию молекулы практически почти индифферентны. [c.77]

Действительно, жидкий фтористый водород имеет самые сильные водородные связи из всех известных растворителей, их энергия составляет приблизительно 8 ккал1молъ, таким образом, в жидком состоянии и даже в газовой фазе, фтористый водород сильно ассо- [c.82]

Водородная связь по величине энергии является промежуточной между физической связью — ван-дер-ваальсовыми силами — и химической — донорно-акцепторным взаимодействием. Энергия Н-связи составляет 20—30 кДж/моль (в воде 25,5), достигая во фтористом водороде 34 кДж/моль. [c.114]

Из величины изотопных эффектов также невозможно сделать каких-либо выводов о водородных связях в водном растворе. Концентрация связанных водородной связью олигомеров имидазола в нафталиновом растворе на 8% меньше для имидазола- , что соответствует разности свободных энергий 80 кал/моль (334 Дж/моль), и может указывать на то, что водородные связи ослабляются при дейтериевом замещении [70]. С другой стороны, образование связанных водородными связями олигомеров фтористого водорода в газовой фазе оказывается на 50 кал/моль (209 Дж/лшль) более выгод- [c.216]