ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретическое описание водородной связи во льду из "Структура и свойства воды" Большинство авторов обходило эти трудности, рассматривая энергии водородной связи как суммы нескольких составляющих энергий с последующим вычислением каждой из них приближенными методами. В общем, считается, что имеется четыре типа составляющих энергии (см. [64, 66]). [c.148] Вероятно, расчет энергии водородной связи во льду на основе составляющих энергий впервые был сделан Берналом и Фаулером [23]. Они нашли, что электростатический вклад равен 7,1 ккал/.моль водородных связей, использовав при расчете модель точечного заряда для молекулы Н2О, сходную с моделью, описанной в п. 1.2.1. Вклад дисперсионных сил они вычислили с помощью модифицированной формулы Лондона, а энергию отталкивания — из условия, что суммарная сила на молекуле должна быть равна нулю. Величина полной энергии водородной связи, полученная ими, равна 5,7 ккал/моль (табл. 3.18). Энергии водородной связи, найденные с помощью расчетов ряда авторов [31, 306, 362], оказались близким к экспери-меитально величине, несмотря на простоту моделей молекулы воды. [c.149] Кемпбелл и другие [64], выполнив обширные расчеты электростатической энергии с использованием различных моделей мультипольных моментов молекулы воды, получили величины электростатической энергии в интервале от 4 до 4,5 ккал/моль водородных связей. [c.149] Такое большое увеличение диполыгого момента требует значительного искажения зарядового облака молекулы воды. Наблюдаемое изменение градиента электростатического поля на деп-тероне ОгО в процессе образования водородной связи (см. п. 3.5.3) является другим казанием па то, что электронный заряд в окрестности атома водорода искажен. Результаты определения увеличения эиергии водородной связи во льду (табл. 3.18), вызванного делокализацией, вероятно, являются достаточно точными. [c.151] Расчеты с помощью модели мультипольного момента показывают, что несмежные соседние молекулы также вносят вклад в эффект искажения водородной связи [70]. Это означает, что присутствие несмежных соседних молекул увеличивает притяжение между данной молекулой и соседними молекулами или, наоборот, удаление несмежных соседних молекул уменьшает это притяжение. Другими словами, разрыв одних водородных связей может ослаблять другие водородные связи. [c.151] Шаг в направлении расчетов аЫп111о энергии водородной связи во льду был сделан Вейссманом и Коэном [382]. Они вычислили энергию системы Од—Н... Об, используя метод ССП-молекулярных орбиталей. Несмотря на то что их модель включает только четыре электрона и едва ли может быть строгим описанием льда, вычисленная ими энергия водородной связи очень близка к экспериментальной величине (табл. 3.18). Найденная этими авторами величина электростатической энергии, подобно величине, вычисленной с помощью большинства моделей точечного заряда, больше, чем расчетная общая энергия водородной связи. Трехцентровые интегралы в их расчете были вычислены приближенными методами. [c.151] Вернуться к основной статье