Симметричные водородные связи

Cтраница 2

Таким образом, исключительно большая поляризуемость водородной связи в группе HsOj обусловливает аномально большую проводимость водных растворов кислот. В соответствии с тем, что мы теперь знаем, аномально большая протонная проводимость может быть не только в водных системах. На самом деле она всегда должна наблюдаться при выполнении следующих условий: во-первых, если система содержит симметричные водородные связи и, во-вторых, если молекулы системы образуют по крайней мере две водородные связи, так что избыточный протон может совершать туннельный переход в любой из них. Оба эти условия выполняются, например, в спиртах или в азотистых основаниях - имидазоле, пиразоле и триазоле. [16]

Схема, объясняющая природу групп Н9О в сетке гидратной структуры полистиролсульфоновой кислоты. Для простоты показан только один. [17]

Туннельный переход избыточного протона происходит в группе HgOi точно так же, как и в группе HsOj, без каких-либо различий. Это следует и из рассмотрения изменений, которые происходят в водородных связях, образованных группой HsOj, при туннельном переходе протона. При перескоке протона электроны мгновенно следуют за протоном; таким образом, каждая из трех водородных связей, окружающих группу Н3О, имеет симметричную потенциальную функцию с двумя минимумами. Группа Н3О является центром группировки HgOj. Это значит, что в противоположность прежней концепции [96] избыточный протон не флуктуирует по трем связям группировки HgOl, а сама эта группировка перемещается в водных растворах кислот. Вообще говоря, протон совершает туннельный переход только в одной из трех водородных связей группы HgOt, поскольку две другие симметричные водородные связи обычно изогнуты; это означает, что барьер достаточно высок и переход протона в этом месте затруднен ( см. также обсуждение аномальной протонной проводимости в разд. [18]

Страницы: 1 2