ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Межмолекулярные силы из "Общая химия ( издание 3 )" Системы, предельно сжатые действием межмолекулярных сил, называются конденсированными. Сюда относятся тела твердые и жидкие. Характерная их особенность — большое сопротивление всестороннему сжатию под воздействием внешних сил. В газообразных телах меж-молекул ярн да взаимодействия выражены в наименьшей степени. Онн приближаются к нулю, если давление минимально, а температура высокая. Такое состояние газа практически считается идеальным. [c.124] Аттракционное поле молекул и их отдельных звеньев служит основой явлений адгезии и когезии. [c.124] Когезия — явление аттракции между однородными матекулами данного вещества (например, в кристалле сахара) или между атомами (например, в кристалле алмаза). Когезионные силы можно наблюдать при сжатии двух кусков свинца по свежей поверхности их среза. Когезия противодействует рассеиванию частиц данного тела и проявляется при измельчении твердых тел, при растворении, испарении (чем выше действие когезионных сил, тем труднее плавится или растворяется данное тело). Пример-, молекулы (макромолекулы) синтетического полимера тефлона (гл. 15, 6) проявляют большое когезионное взаимодействие, и этот полимер практически нерастворим в большинстве известных растворителей. [c.125] Силы межмолекулярного сцепления при данных условиях температуры и внешнего давления в равновесии с силами отталкивания вместе с массой молекул определяют плотность вещества (кг/м ). [c.125] Образование индуцированных диполей связано с деформацией электронных оболочек частиц (молекул или атомов). Поэтому такой вид поляризации получил название деформационной, или электронной, в отличие от чисто ориентационной поляризации, характерной только для постоянных ( жестких ) диполей. [c.126] С атомными ядрами наиболее слабо связаны валентные электроны, застраивающие внешние энергетические уровни частиц. Эти электроны и играют главную роль в степени податливости в отношении деформации электронной оболочки частиц при поляризационном на них воздействии. Атомные остовы также деформируются в электрическом поле, но в гораздо меньшей степени. Большое влияние на поляризуемость частицы оказывает степень удаленности внешних электронных слоев от ядра и экранирующее действие промежуточных электронных слоев в частице. Например, в атоме гелия электронами застроен лишь уровень К (т. е. в нем имеется только один электронный слой), а в атоме ксенона таких слоев пять, и деформируемость атома ксенона в 20 раз превышает деформируемость атома гелия. Это непосредственно отражается и на химической подвижности элемента. Так, в настоящее время уже получен целый ряд химических соединений ксенона (гл. 27, 2), а вывести гелий из его химической инертности не удается и до сих пор. Далее малое число электронов во внешнем слое благоприятствует поляризационной деформации электронной оболочки. Наоборот, накопление электронов во внешнем слое препятствует деформации. Такая частица уже сама способна оказывать возрастающее поляризующее действие на другие частицы. [c.126] Вообще следует заметить, что индукционные явления в микромире имеют большое значение для химии, так как индукционная деформация электронной оболочки частицы (молекулы, атома) является важной предпосылкой возникновения химического взаимодействия между частицами. [c.126] Сказанное о молекуле А можно отнести и к любой другой неполярной молекуле Б и в ее недрах возникают состояния полярности с переменным направлением вектора. Однако когда молекулы А и Б сближаются, то между ними возникает индукционное взаимовлияние. В результате последнего изменение направления векторов полярности в обоих молекулах начинает проходить синхронно, в такт друг другу, причем соседство разноименных полюсов этих молекул возобновляется практически непрерывно. В результате между частицами возникают силы притяжения, которые получили название дисперсионных. Таким образом, дисперсионным называют взаимодействие между молекулами, возникающее у них как у своеобразных диполей, вектор которых быстро, но согласованно меняет свое направление внутри каждой из взаимодействующих частиц . [c.127] Ион водорода занимает особое положение в то время, как ионы всех других элементов имеют электронные оболочки, у Н -иона их нет. Последний представляет собой голое ядро — протон. По своим размерам ион водорода в тысячи раз меньше иона любого другого элемента. [c.128] Вследствие отсутствия электронных оболочек Н -ион не только не испытывает отталкивания от электронных оболочек других атомов или ионов, а наоборот, притягивается ими. Это позволяет ему ближе подходить к другим атомам или ионам и вступать во взаимодействие с их электронами. Возможно даже внедрение иона водорода в электронные оболочки других атомов, что не свойственно ни одному из ионов какого-либо другого элемента. Этим, в частности, объясняется тот факт, что -ион в жидкостях большей частью не существует в виде отдельной (самостоятельной) частицы, а химически связывается с молекулами других веществ. Так, в воде Н -ион соединяется с молекулой НоО, образуя ион гидроксония НзО , с молекулой ЫНз — ион аммония ЫН/. [c.128] Энергия водородной связи лежит ниже химической, но значительно выше ван-дер-ваальсовой. На основании этого водородную связь считают самой слабой химической и самой сильной межмолекулярной связью. [c.128] Наиболее легко водородные мостики возникают между атомами таких электроотрицательных элементов, как фтор, кислород, азот. Реже водородная связь проявляется между атомами С1 и 5. В некоторых случаях она наблюдается и между атомами С и О, также С и Ы, но при том, однако, условии, если остальные валентности углерода насыщены сильно электронофильными атомами или атомными группами (например, Р, С1, — ОН и т.п.). [c.128] Водородная связь может проявить себя во всех трех агрегатных состояниях вещества. Она может возникать как между однородными, так и разнородными молекулами (последнее, например, в растворах). [c.128] Ниже приводятся примеры веществ, молекулы которых образуют между собой водородные связи. В этих записях черточки обозначают внутримолекулярную химическую связь, а отточие — межмолекуляр-ную водородную связь ( водородные мостики ). [c.128] Аналогичное строение имеет и днмер уксусной кислоты (СНзСООН)з. [c.129] Длина связей химической (О — И) — 0,099 нм, а водородной (О Н) — 0,176 нм. [c.129] Число водородных связей, наблюдаемых в данной массе воды, в большой степени зависит от телшературы. Так, лед заключает наибольшее число водородных мостиков. При плавлении льда рвется около 15% связей, при нагревании воды до 40 С — около 50% их. В парах воды водородных связей практически нет. [c.129] Вернуться к основной статье