Ван-дер-Ваальса взаимодействия кристаллическая структура

В первой части настоящего обзора последовательно рассмотрены статистические данные о топологии органических кристаллических структур и их интерпретация на основе представлений о симметрии потенциальных функций, аппарат ван-дер-ваальсо-вых атомных радиусов и теория плотной упаковки молекул, описание межмолекулярных взаимодействий в атом-атомном приближении. Это дает возможность осветить три важных аспекта (три варианта) статической модели органического кристалла. Во второй части рассмотрены данные о динамике органических кристаллических структур (фононные спектры и тензоры среднеквадратичных смещений атомов и молекул), а также пути прямого расчета термодинамических функций органического кристаллического вещества. [c.136]

Молекулы веществ, находящиеся в твердом, жидком и газообразном состоянии, взаимодействуют друг с другом с разными по энергии силами — силы Ван-дер-Ваальса, водородная связь, химическая связь и др. Такое взаимодействие определяет конденсированное состояние вещества. Эти силы приводят к появлению в жидкостях и газах сольватов и ассоциатов, обусловливают диссоциацию молекул и других частиц в любых агрегатных состояниях вещества, они же характеризуют появление структуры (полиэдры, ансамбли полиэдров или кластеры) в веществе в разных его агрегатных состояниях, определяя аморфную или кристаллическую структуру. Межмолекулярное взаимодействие частиц в системе приводит к отклонению их свойств от идеальных. Такие системы называют неидеальными или реальными. Свойства индивидуальных реальных систем (веществ в чистом виде) могут быть рассчитаны с помощью уравнений состояния вещества. Этих уравнений в литературе приведено несколько сотен. Свойства же смесей расчету пй уравнениям состоянию не поддаются. Это определяется сложностью изменения свойств смесей с изменением их состава. [c.220]

Высвобождение из комплекса при его дроблении некоторой части входящих В него молекул также подтверждает физическую природу комплексообразования. Некоторые исследователи [5, 15] считают, что взаимодействие карбамида с н-алканами аналогично взаимодействию их с цеолитами. Однако точка зрения на структуру комплекса как на физическое явление не подтверждается величиной энергии связи углеводорода с карбамидом, приходящейся на каждую группу СН2. Установлено [I, 15], что она равна 6,7 - 11,76 кДж, в то время как силы Ван-дер-Ваальса равны всего 4,19 кДж на каждую СН2. Другие исследователи [25, 2б] относят кристаллические комплексы углеводородов и их производных с карбамидом к чисто химическим соединениям, поскольку реакция комплексообразования подчиняется общим законам течения химических реакций, в частности закону действующих масс. Изменение условий комплексообразования оказывает влияние на равновесие, скорость образования комплекса, эффективность разделения и на другие пока- [c.36]

Заканчивая изложение материала о соединениях с не-валентными связями, следует отметить, что слабые взаимодействия атомов и молекул в отличие от валентных имеют место в любых химических соединениях между любыми частицами, расположенными достаточно близко друг к другу. Это обстоятельство заставляет учитывать силы Ван-дер-Ваальса во всех случаях, когда необходим достаточно строгий расчет энергии химической связи в молекулах, жидкостях и кристаллических структурах. [c.359]

Аморфное состояние снова восстанавливается после снятия растягивающей нагрузки, так как межмолекулярного взаимодействия с помощью слабых сил Ван-дер-Ваальса недостаточно, чтобы сохранить кристаллическую структуру (ср. также условия, необходимые для образования волокон, стр. 205). Поскольку требуемая эластичность связана с аморфным состоянием вещества, то целью химических превращений (вулканизации) является устранение возможности кристаллизации каучука. [c.85]

Высокие смазочные свойства графита объясняются его слоистой решетчатой структурой (табл. 54) слабые силы Ван-дер-Ваальса между слоями углерода не препятствуют скольжению плоскостей из атомов углерода, а сильное ван-дер-ваальсовое взаимодействие предотвращает проникновение микровыступов шероховатостей внутрь кристаллической решетки [7.10]. Низкий коэффициент трения графита, однако, определяется не только кристаллической структурой. Он также связан с адсорбированными пленками (особенно водяных паров), которые образуют поверхностный слой со слабой когезией. Следовательно, наиболее благоприятные смазочные свойства графита проявляются в присутствии влаги. В условиях вакуума графит утрачивает свои антифрикционные свойства обратимая адсорбция конденсированных паров (паров воды, бензола, аммиака и т. д.) значительно снижает трение [c.168]

Поверхностные связи по аналогии с объемными в твердом теле могут быть как электростатического (Е+), так и неэлектростатического (f ) происхождения. Электростатические взаимодействия относятся к адатому с постоянным зарядом. Под неэлектростатическими силами обычно понимается поляризационная и дисперсионная (Ван-дер-Ваальса) связь при физической адсорбции, обменные или нелокализованные силы — в случае металлической связи м и локализованное орбитальное перекрытие — при ковалентной связи к. Каждый из этих типов связи, входящих в Е ,. определяется электронной природой атомов адсорбируемого вещества (адсорбата) и адсорбента, а также кристаллической структурой подложки. В противоположность этому электростатические силы зависят преимущественно от локальной величины tp адсорбента [1269]. Как правило, поверхностные связи включают. несколько из перечисленных типов. [c.19]

При переходе вниз по группе температуры и энтальпии плавления и кипения простых веществ возрастают, что объясняется усилением межмолекулярных взаимодействий (силы Ван-дер-Ваальса) в структурах кристаллической и жидкой фаз при увеличении массы и размера атома. Энтропии плавления благородных газов почти не изменяются, но энтропии испарения (при температуре кипения) возрастают при переходе вниз по группе, что также свидетельствует об усилении межмолекулярных взаимодействий. [c.13]

Наиболее ценными свойствами обладают трехмерные цеолиты, полимерные тела, структура которых подобна структуре полевых шпатов. Рыхлые полианионные решетки этих кристаллических тел содержат множество пустот молекулярного размера. Большие полости и каналы, ведущие на поверхность кристалла (окна), имеют строго определенные размеры и в обычном состоянии заполнены молекулами воды и катионами металлов. При нагреве трехмерных цеолитов в вакууме они теряют воду, их внутренние полости освобождаются и могут быть заняты другими молекулами, размеры которых позволят им пройти через окна. Жесткие алюмосиликатные решетки не изменяются при удалении воды из цеолита, и это дает возможность получать пористые кристаллы сорбента со строго определенными размерами окон. Сорбируемые молекулы, особенно полярные, удерживаются в пустотах кристалла силами Ван-дер-Ваальса или электростатическим взаимодействием с функциональными группами алюмосиликатов. [c.158]

При изменении любой кристаллической структуры, как правило, в той или иной мере меняется тип химической связи. При вращении даже сильно полярных молекул (например, H I, NH3) мы не можем ожидать значительного вклада в. химическую связь ориентационного или индукционного взаимодействий. Основным видом сил Ван-дер-Ваальса в этом случае является лондоновское дисперсионное взаимодействие. При охлаждении же кристаллов, когда упорядочивается взаим1гое положение полярных. молекул и вращение исчезает, роль ориентационного взаимодействия возрастает и меняется кристаллическая рещетка. [c.92]

Одновременно с этим наночастицы порошка стремятся понизить эту энергию за счет взаимодействия с окружающей средой и в том числе с окружающими соседними частицами. Это взаимодействие вызывает диссипацию (рассеяние) энергии за счет агрегации частиц и изменения их кристаллической структуры. Частицы в агрегате могут удерживаться за счет сил Ван-дер-Ваальса, поверхностного натяжения в присутствии жидкой фазы, электростатических, скрепляющего действия твердотель-ньгх (кристаллических) мостиков, адгезионного действия органических и неорганических веществ. Таким образом, процессы афегации существенно влияют на структуру и свойства получаемых наноматериалов. [c.30]

Для графита характерна резонансная структура, которая создает возможность установления как трех, так и четырех валентных связей между атомами углерода в кристаллической решетке. Каждый атом углерода соединен с ближайшими соседними атомами при помощи ст-связей типа зр . Прочность этих связей выше, чем у обычной ковалентной С—С связи, благодаря взаимодействию между свободными электронами, ассоциирующимися с орбитами 2Р атомов углерода, расположенных внутри одной плоскости. Именно эта дополнительная связь обеспечивает высокую термическую стабильность графита и порождает л-электроны, которые повышают его электрически и магнитные свойства. Отдельные кристаллические слои, по всей вероятности, связаны между собой главным образом силами Ван-дер-Ваальса, которые значительно слабее внутриплоско-стных сил. Между плоскостями могут проникать молекулы, образующие так называемые междуслойные соединения, которые позднее будут рассмотрены более подробно. [c.66]

Существенные различия между графитом и нитридом бора можно объяснить их различной электронной структурой. Между основными кристаллографическими плоскостями решетки графита имеется очень активное электронное облако. В вакууме наличие свободных электронов повышает прочность связи между плоскостями в присутствии же некоторых газов, молекулы которых взаимодействуют с я-электронами, связь между смежными плоскостями в кристаллах графита ослабевает. В нитриде бора свободных электронов нет, поэтому реакция между бором и кислородом возможна только при высоких температурах. В нитриде бора все электроны, за исключением -электронной пары азота, расходуются на усиление связей между кристаллическими плоскостями. Остаточные электронные пары усиливают связь между ними. Однако согласна Роуэ [3], азот может образовывать органические комплексы, которые разрывают связи между указанными парами электронов. При этом между плоскостями будут действовать лишь слабые силы связи Ван-дер-Ваальса. [c.143]

Однако при совместном действии в системе сил притяжения и отталкивания Ван-дер-ваальса и кулоновских сил условие минимизации энергии цилиндрических тел с неравновесными зарядами на телах двух знаков достигается в случае преимущественно коллинеарного и эквидистантного расположения ассоциатов, при котором ассоциаты одного сорта выстраиваются в торец друг другу. В соответствии с данными представлениями положение стабильных ассоциатов (выстроенных в виде относительно жесткого полубесконечного кластера) будет определяться дальнодействующими (относительно сил Ван-дер-ваальса) кулоновскими силами статического электрического поля жидкости. Исходя из данных представлений, в емкостях различной формы подобные нематические структуры должны выстраиваться вдоль направления наибольшего размера. Отметим также то обстоятельство, что образование таких пространственных структур может свидетельствовать в пользу электрической нейтральности свободной жидкости, заполняющей пространство между ассоциатами. Это означает, что носителями зарядов являются ассоциаты, поэтому их структуры правильнее называть как ион-кристаллические ассоциаты, Ассоциаты, как коллоидные частицы, должны иметь униполярный заряд, что обусловлено не кулоновскими, а ван дер ваальсовыми взаимодействиями фрагментов молекул с поверхностью кристалла, имеющую электростатический потенциал. [c.54]