Индукционные взаимодействия
Периодическая система / Межмолекулярные взаимодействия / Индукционные взаимодействия
Страница 1

Отдельно от электростатических сил в рамках классических представлений можно рассматривать явление индукции. В случае точечного диполя и нейтральной молекулы, не обладающей постоянным электрическим моментом, электрическое поле Eext

диполя индуцирует небольшое перераспределение заряда в форме противоположно направленного дипольного момента:

Энергия индуцированного диполя задается взаимодействием индуцированного дипольного момента с приложенным полем за вычетом энергии, необходимой для создания диполя в поле. В индукционном взаимодействии участвует много тел, т.е. индуцированный дипольный момент зависит от всех постоянных, а также от всех индуцированных дипольных моментов.

Рассмотрим две молекулы с постоянными дипольными моментами и поляризуемостями. Электрическое поле от молекулы 1, влияющее на молекулу 2, приблизительно равно , а соответствующий индуцированный диполь молекулы 2 равен

Взаимодействие постоянного дипольного момента молекулы 1 с наведенным диполем молекулы 2 описывается соотношением:

Если сравнить уравнение с уравнением, описывающим взаимодействие постоянных диполей, получим

Поскольку поляризуемость имеет порядок молекулярного размера, можно заключить, что энергия индукционного взаимодействия может быть по величине одного порядка с C/dip - dip на расстояниях, сравнимых с молекулярным размером, тогда как постоянные дипольные моменты доминируют на больших расстояниях.

Типичные значения поляризуемостей приведены в табл. Бензол, имеющий систему делокализованных р-связей, обладает очень высокой поляризуемостью. Очевидно, что чем больше молекула, тем больше наведенные дипольные моменты, которые она может приобрести под влиянием небольших полярных молекул, например молекул воды. Дипольный момент молекулы в растворе не является строго определенной величиной. Если сделать приблизительную оценку для молекулы воды в водном растворе, то обнаружится, что дипольный момент увеличивается от 1.85 Д в газовой фазе до ~2.3 Д в растворе. Такое увеличение "эффективного" или полного дипольного момента оказывает огромное влияние на свойства жидкой воды. Приближенная оценка показывает, что индукционные взаимодействия в жидкой воде увеличивают температуру кипения на 100°!

Поляризуемость некоторых небольших молекул:

H2O

1.5

Не

0.20

CO2

2.9

Ar

1.63

со

2.0

Xe

4.0

Глицин

5.9

H2

0.81

C6H6

10.6

Cl2

4.6

C2H4

4.3

Страницы: 1 2

Смотрите также

Электрохимическое поведение германия
Германий является рассеянным элементом и распространен в природе только в виде соединений в различных минералах. Такие минералы встречаются редко и содержат мало Ge. Наиболее распространенны ...

Ртуть (Hydrargyrum), Hg
Каждому, кто хоть раз держал в руках термометр - "градусник", знакома ртуть. По своим химическим свойствам - это настоящий металл, но в отличие от других металлов жидкий при комнатной темпер ...

Сравнительный анализ: методы получения синтез-газа
...