Cтраница 3
Как видно по рис. 3.16, тетраэдральная сетка водородных связей во льду вынуждает соседние молекулы располагаться таким образом, что компоненты их дипольных моментов выстраиваются в направлении дипольного момента центральной молекулы. Ясно, что т зависит как от величины т, так и от относительных ориентации соседних молекул. [31]
![]() |
Кривые g ( T для цепочечно ассоциированных соединений. [32] |
Применительно к ориентационнои корреляции это свойство должно проявляться в явно выраженных тенденциях к преимущественной параллельной ( cos т 0) или антипараллельной ( cos у 0) ориентации ближайших соседей центральной молекулы. В соответствии с общей теорией диэлектрической проницаемости для этих случаев значения g по мере увеличения температуры приближаются к единице сверху или снизу соответственно. Как видно из рис. 1, для цепочечно ассоциированных веществ наблюдаются, с одной стороны, высокие значения g, a с другой - сильное падение g с температурой. Учитывая данные по другим веществам подобного типа, такое поведение следует считать признаком цепочечной ассоциации; благодаря ей структура жидкостей в ближнем порядке сохраняется той же, которая наблюдается для этих веществ в кристаллическом состоянии. [33]
Аналогично случаю поступательного движения, энергия активации U может быть определена как наименьшая энергия или, точнее, свободная энергия, требующаяся для такой переупаковки группы молекул, происшедшей в результате резкого изменения ориентации центральной молекулы. Детали такого процесса переориентации ( и в частности эффективное число вовлеченных в вето молекул) пека еще не ясны. Неясно, в частности, в какой мере изменение ориентации связано с изменением положения, если такая связь имеет место. [34]
Например, во всех полиморфных формах льда каждая молекула соединяется водородными связями с четырьмя ближайшими соседями, и эти четыре соседа образуют тетраэдр ( искаженный до некоторой степени во льдах II, III, V, VI) около центральной молекулы. Конечно, проявление этой особенности во всех полиморфных формах льда свидетельствует о том. [35]
Рассмотрим сначала молекулу, находящуюся в точке г, в центре сферы, радиус которой мал по сравнению с длиной световой волны, но в то же время достаточно велик, чтобы можно было пренебречь корреляцией между молекулами, находящимися вне рассматриваемой сферы, с данной центральной молекулой. При обсуждении после формулы ( 89) уже отмечалось, что влияние молекул, находящихся внутри указанной корреляционной сферы, либо исчезает ( в модели Лоренца), либо может быть учтено переходом к новым значениям констант А, В и В ( в модели Масканта - Тервиля); поэтому мы не будем рассматривать такие молекулы. [36]
Помимо вкладов, учтенных в этой формуле, необходимо принять во внимание так называемое реактивное поле, связанное с действием полярной молекулы на самое себя через посредство окружающей среды: дипольная молекула в центре сферы поляризует окружающие молекулы и в результате возникает добавочное поле, действующее на центральную молекулу. [37]
Стремление к образованию упорядоченных структур с максимальным числом водородных связей ( по четыре на молекулу) заставляет молекулы воды располагаться вокруг органической молекулы таким образом, что три водородные связи каждой молекулы воды направлены также к молекулам из ближайшей координационной сферы, а четвертая направлена в сторону от центральной молекулы растворенного вещества и связывает молекулы воды в гидратной оболочке с молекулами воды в остальном объеме системы. Силы притяжения между молекулой растворенного вещества и окружающими молекулами воды кооперативно стабилизируют положение молекул воды в координационной сфере с максимальным числом водородных связей и с пониженной свободой крутильных колебаний. Разумеется, при этом вовсе не предполагается, что молекулы воды вблизи органической добавки неподвижны или жестко фиксированы, как в твердых телах, однако на их движения накладываются несколько большие ограничения, чем на молекулы в объеме, удаленные от растворенных частиц. [38]
![]() |
Элементарный тетраэдр льда. [39] |
Атом водорода оказывается обобществленным между двумя атомами кислорода и осуществляет водородную связь между соседними молекулами воды. Центральная молекула выступает по отношению к двум молекулам воды, находящимся в вершинах тетраэдра, в качестве акцептора электронов, когда эти молекулы-поставляют ей атомы водорода, а по отношению к двум другим она действует как донор электронов. [40]
Перераспределение зарядов приводит к увеличению полярности связей. В этом комплексе центральная молекула находится почти в том же положении, что и в жидкой воде. Атомы водорода, с которыми центральная молекула образует Н - связи. [41]
Число точек соприкосновений с каждой молекулой не имеет значения. На рис. 282 центральная молекула касается пяти молекул в одной точке, а одной ( верхней) - в двух точках. [42]
![]() |
Температуры кипения гидри. [43] |
Вокруг молекулы, в вершинах углов тетраэдра, находятся четыре соседних атома кислорода. С двумя из них центральная молекула воды образует водородные связи в качестве акцептора электронов. По отношению к двум другим соседним атомам она действует как донор электронов, а соседи любезно предоставляют ей свои атомы водорода. Энергия водородной связи между двумя молекулами воды составляет 5 - 6 ккал / моль. [44]
Таким образом, если молекулы могут занимать больше одного узла, то возникает своего рода конкуренция между молекулами за соседние узлы решетки. От вида и расположения центральной молекулы зависит вероятность той или другой конфигурации соседних молекул. [45]