Физическая связь
Физическая связь
Страница 14

Водородная связь занимает промежуточное положение между химической и физической связями также и по своей природе. Эта связь обусловлена тем, что смещение электрона от атома водорода превращает его в частицу с уникальными свойствами. Если рассматривать эту частицу как катион, то она: во-первых не имеет электронов и поэтому в отличие от других катионов не отталкивается электронными оболочками от других частиц, а испытывает только притяжение, и во-вторых обладает ничтожно малым размером (протон и дейтрон в тысячи раз меньше остальных ионов).

Водородная связь проявляется тем сильнее, чем больше электроотрицательность атома-партнера, и чем меньше его размеры; поэтому она характерна прежде всего для соединений фтора, а также кислорода, в меньшей степени азота, в еще меньшей степени для хлора и серы соответственно. Соответственно меняется и энергия водородной связи. В общем случае она зависит как от вида и состояния атома-партнера, так и от того, с какими атомами последний соседствует. Так, энергия водородной связи H……F (Здесь и вдальнейшем эта связь обозначена точками) равна ≈10 ккал, связи H……O ≈5 ккал, связи H……N ≈2 ккал. Соседство сильно электроотрицательных атомов (F, O, N, Cl) может активизировать к образованию водородной связи и атомы CH‑групп (хотя электроотрицательности углерода и водорода почти одинаковы). Этим объясняется объясняется возникновение водородных связей в таких, например, соединениях, как альдегиды, хлорсодержащие и фторсодержащие углеводороды, содержащие нитрогруппу органические соединения и др.

С усилением водородной связи уменьшаются и соответствующие расстояния. Так если в структуре конденсированного аммиака расстояние H……N превышает расстояние N—H значительно более чем вдвое то в структуре воды (и льда) расстояние H……O больше расстояния O—H лишь на ≈70%, а для фтороводорода оба расстояния (F—H и H……F) одинаковы, т.е. протон располагается строго по середине между ионами фтора.

Благодаря водородным связям молекулы объединяются в ассоциаты (димеры или полимеры). Последние могут иметь линейное, разветвленное или кольчатое строение. Так, муравьиная кислота как в жидкой, так и в газообразной фазе существует главным образом в виде димера; его структура установлена методом электронографии (см. рис.3). Способность к ассоциации отличает воду, спирты, и многие другие жидкости от неассоциированных жидкостей (например от углеводородов). Ассоциация приводит к повышению температуры плавления, температур сублимации и кипения, теплоты парообразования, а также к изменению взаимной растворяющей способности веществ.

Как уже указывалось, энергия водородной связи обычно значительно меньше энергии ковалентной связи. Поэтому повышение температуры приводит к разрыву водородных связей; однако этот процесс как правило, растянут на сравнительно широкий интервал температур; в карбоновых кислотах, например, ассоциация сохраняется даже при их парообразовании. Следует однако заметить, что при более существенном повышении температуры разрушаться начинают и донорно-акцепторные, а также ковалентные связи, разрушение химических связей является основной возможной причиной образования, так называемой, горячей плазмы.

Страницы: 10 11 12 13 14 15 16 17 18

КАМЕРЛИНГ-ОННЕС (Kamerlingh Onnes) Хейке (1853-1926) , нидерландский физик, один из основателей физики низких температур, организатор и первый директор криогенной лаборатории в Лейдене (1894, ныне им Камерлинга-Оннеса), иностранный член-корреспондент АН СССР (1925). Первым достиг температур, близких к абсолютному нулю, и получил (1908) жидкий гелий. Открыл (1911) сверхпроводимость. Нобелевская премия (1913).

БИАТЛОН (от би ... и греч. athlon - состязание, борьба), зимний вид спорта, лыжная гонка со стрельбой из винтовки на определенных рубежах. В Международном союзе современного пятиборья и биатлона (UIPMB; основан в 1948) св. 70 стран (1991). В программе зимних Олимпийских игр с 1960, чемпионаты мира с 1958.

БЕРЕГОВАЯ ОБОРОНА , силы, средства флота и береговые укрепления для обороны военно-морских баз, портов, побережья и островов. Оборона морского побережья осуществляется совместными усилиями сухопутных войск, ВМФ (ВМС), ВВС и войск ПВО.