Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Особенности растворителей с пространственной сеткой водородных связей

Диссертация: Особенности растворителей с пространственной сеткой водородных связей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Выбор объектов обусловлен не только важностью и распространенностью этих растворителей, но и особенностями их строения, так вода обладает наиболее совершенной сеткой Н-связей и может служить модельным веществом для исследования поставленных в настоящей работе задач, а сравнение свойств представителей трех рядов растворителейдиаминов, диолов и аминоспиртов, различающихся природой функциональных… Читать ещё >

Содержание

  • Введение. Постановка задачи. Выбор объектов и методов исследования
  • Глава 1. Основные особенности трехмерной сетки Н-связей и физико-химические свойства растворителей, определяемые этой сеткой

Особенности растворителей с пространственной сеткой водородных связей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. ВЫБОР ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ.

ИССЛЕДОВАНИЯ.

Растворители с пространственной сеткой водородных связей могут быть выделены в отдельную группу, поскольку особенности их свойств и ряда процессов, происходящих в них, определяются наличием трехмерной, близкой к тетраэдрической, сетки Н-связей. К этой группе относятся такие жизненно важные и широко применяющиеся в технологии растворители, как вода, диамины, диолы и аминоспирты, серная и фосфорная кислоты, глицерин и другие, в молекулах которых имеется не менее двух протонодонорных и протоноакцепторных центров.

Выявление основных свойств пространственной сетки Н-связей, особенностей растворителей, обладающих этой сеткой, исследование процессов в растворах этих растворителей, обусловленных наличием трехмерной сетки, выяснение механизмов таких явлений как отрицательная и сольвофобная сольватация и микрорасслаивание на сетке Н-связей, исследование подвижностей частиц, составляющих пространственную сетку, возможность предсказания свойств растворителей с пространственной сеткой Н-связей — все это является актуальной задачей не только науки о растворах. Знание всего этого весьма важно при исследовании многих природных и технологических процессов, таких, например, как образование осадочных пород и гидротермальный синтез, биологические мембраны и денатурация белков, активация полимеров, процессы экстракции и другие.

Исследованию особенностей трехмерной сетки Н-связей и свойств растворителей и растворов, определяемых наличием пространственной сетки, и посвящена настоящая работа.

Основные объекты исследования: вода и водные растворы, диамины, диолы и аминоспирты и их растворы.

Методы исследования: денсиметрия, вискозиметрия, пьезометрия-измерение изотермической сжимаемости и термического коэффициента объемного расширения, термохимия смешения и термический анализИК-и Раман-спектроскопия, ЯМРи диэлектрическая релаксация, спин-эхорассеяние света и рассеяние холодных нейтроновметоды компьютерного моделирования и квантовой химии.

Выбор объектов обусловлен не только важностью и распространенностью этих растворителей, но и особенностями их строения, так вода обладает наиболее совершенной сеткой Н-связей и может служить модельным веществом для исследования поставленных в настоящей работе задач, а сравнение свойств представителей трех рядов растворителейдиаминов, диолов и аминоспиртов, различающихся природой функциональных групп, позволяет выявить влияние таких характеристик сетки, как энергии водородных связей и степень связанности, на характеристики растворителей и их растворов.

Выбор методов исследования подчинен поставленной задаче — широкому изучению физико-химических свойств указанных растворителей и их растворов, получению энергетических, структурных и динамических характеристик процессов, происходящих в растворах растворителей с пространственной сеткой Н-связей. Особое внимание уделено изучению подвижности молекул, составляющих сетку Н-связей. С этой проблемой тесно связан вопрос о механизме отрицательной и сольвофобной сольватации. Отдельная глава диссертации посвящена весьма интересному и важному вопросу микрорасслаивания на сетке Н-связей. Исходя из такого важного свойства сетки как упругость, дана физическая картина этого явления. Она объясняет те теоретические и экспериментальные данные, которые связаны с неравномерностью распределения растворенных частиц и дефектов сетки. Все это относится к фундаментальным проблемам науки о растворах и физики жидкого состояния.

Выводы данной главы.

1. Для растворителей с пространственной сеткой Н-связей наиболее характерна френкелевская картина теплового движения — активированные скачки, а не дрейф в поле гидродинамических флуктуаций частицы вместе со своим окружением.

2. Понятие структуры жидкости связано не только с пространственными координатами её частиц, но и с временной координатой.

3. Наиболее совершенной сеткой Н-связей обладает вода, что обусловлено строением ее молекулы. Именно в воде наиболее ярко проявляются явления, обусловленные наличием трехмерной сетки.

4. Подвижность молекул на сетке Н-связей происходит по ее дефектам, а не по пустотам. В качестве дефекта пространственной сетки может выступать «бифуркатная» Н-связь.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Методы исследования быстрых реакций. М.: Мир. 1977.716 с.
  2. Я.И. Кинетическая теория жидкостей. M.-JI.: АН СССР. 1959. 458 с.
  3. И.З. Статистическая теория жидкостей. М.: физ.-мат. лит. 1961. 280 с.
  4. К.А., Иванов E.H. //Успехи физ.наук 1973.Т.109. № 1. С. 31−54.
  5. Evans M.W., Coiley W.T., Evans G.T., Grigolini P. Molecular Dynamics. Wiley, N.Y. 1982
  6. И.З. //ЖЭТФ 1981.T.81. № 2. C.540−546
  7. Buslaeva M.N., Samoilov O.Ya. in The Chemical Physics of Solvation, Part A. P. 391 414. Elsevier. 1985
  8. И.З. //ЖЭТФ 1971. T.61. № 4. С. 1647−1649.
  9. И.З., Затовский A.B., Маломуж Н.П.//ЖЭТФ 1973. Т. 65. № 1. С. 266−306.
  10. Н.П., Трояновский, B.C. в сб. «Физика жидкого состояния» № 10. Киев: Высшая школа. 1982. С.81−87.
  11. Н.П., Трояновский B.C. // Ж. физ. химии 1983. Т.57. № 12. С.2967−2970.
  12. Н.П., Фишер И. З. // Ж. структ. химии 1973. Т. 14. № 6. С. 1105−1106.
  13. B.C. // Физика тв. тела 1963. Т.5. № 3. С. 1082
  14. А. Г. Рассеяние медленных нейтронов и молекулярная динамика воды в широком диапазоне температур и давлений. Авт. реф. докт.дисс. физ-мат.наук. Дубна. 1989.
  15. А.Г. //Ж.физ.химии 1987. Т.61. № 2. С.3338−3340.
  16. Ж. структ. химии 1984. Т.25.№ 2. С.51−97.
  17. И.З. // Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо. 1960. № 6. С.76−80.
  18. Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. Л.: Гидрометиздат. 1975. 280 с.
  19. A.C., Rice S.A., Sceats M.G. // Chem. Phys.Lett. 1981.V.77. P.455−469.
  20. F., Rossky C.J. //J. Chem. Phys. 1981.V.74 P. 6867−6874.
  22. Ю.И. // Ж. структ. химии 1981. Т.22. № 6.0.62−80.
  23. Г. Г., Теплухин A.B., Полтев В. И. // Ж. структ. химии 1989. Т.30. № 4. С.89−97.
  24. Stillinger F.H., Weber Т.А.// J.Phys. Chem. 1983. V, 87 P. 2833−2840.-3425. Наберухин Ю. И. //Ж.структ. химии 1984. Т.25. № 2.С.60−67.
  25. J.D. //Nature 1960. Y.185. Р.68
  26. А.И. Органическая кристаллохимия. М.: изд-во АН СССР 1955
  27. К.Е., Dahlborg U. //J.Nucl.Energy 1962. V.16.P.81
  28. Н.Д. //Докл. АН СССР 1948. Т.60. С.825
  29. H.G., Денисов Г. С., Шрайбер В. М. в кн."Водородная связь" 1981. М.: Наука. С. 212.
  30. В.П., Соколов Н. Д. в кн. «Водородная связь» 1981. М.: Наука, с. 10.
  31. И. П., Харламов К. Н., Гурьянова Е. М. // Журн. орган. химии 1968. Т.38.С. 1984
  32. A.B. в кн. Прикладная спектроскопия. Минск.: Ин-т физики АН БССР 1974. с. 167
  33. Rahman А., Stillinger F.H.// J.Chem.Phys. 1971.У.55.Г.3336
  34. Barnes P. Progress in liquid physics. Ed. C.A.Croxton. N.Y.- Wiley. 1978.p.391
  35. Kalinichev A.G., Bass J.D.//Chem.Phys.Lett. 1994. V. 231. P. 301
  36. Г. Г., Франк-Каменецкий М.М., Гривцов А. Г. // Журн. структ.химии. 1987. Т. 26. № 2. С. 81
  37. Smith B.J., Swanton D.J., Pople J.A., Schaefer H.F.//J.Chem.Phys. 1990.V.92.p. 1240
  38. Maguet P.P., Robinson G.W., Bassez-Muguet M.-P.// International J. Quant.Chem. 1991.V.39.P.449
  39. Hagen W., Tielens A.G.G.M. //J.Chem.Phys. 1985. V. 75. P.4198
  40. FalkM., Knop O. in «Water.A comprehensive treatise». Ed.F.Franks. V.2. P.55.1973.
  41. P.A. //J.Raman.Spectr. 1984.V.15.N5.P.354
  42. P.A. // J.Chem.Phys. 1987. V.87. N.8.P.4835
  43. Schultz J.W., Hornig D.F.//J.Phys.Chem. 1961.V. 65. P. 2131
  44. Scherer J. R" Go M.K., Kint S. //J.Phys.Chem. 1974. V.78. № 13. P. 1304
  45. Walrafen G.E. in «Water. A Comprehensive Treatise». Ed.F.Franks. VI. P.131. 1972.
  46. .З., Наберухин Ю. И. //Журн. структ. химии 1975. Т. 16. М. С. 703
  47. G., Dore J. // Mol.Phys. 1983. V.48. P. 1031.
  48. Bureiko S.F., Pihiaja K. et all. // J.Mol.Struct. 1995.V.349.P.53
  49. Родникова М.Н.//Журн. физ. химии 1993. T.67. № 2. C.275−3551. Rice S.A., Sceats M.G.// J.Phys.Chem. 1981.V.85. P.1108
  50. Stillinger F.H.// Science 1980.V.209.P.451
  51. Stanley H.E., Teixeira J.//J.Chem.Phys. 1980.V.73.P.3404
  52. Зацепина Г. Н, «Физические свойства и структура воды» 1987. М.: изд-во МГУ.С. 171
  53. L. «The nature of the chemical bond». 3rd edn.Cornell. Ithaca. 1960.
  54. Angell C.A. In «Water. A Comprehensiv Treatise» 1982. V.7. P.13. Ed. F.Franks. Plenum Press. N.Y.- London
  55. C., Finney J.L., Kliha W.F. //Nature 1998. V.391. P.268
  56. Li J., Ross D.K. //Nature 1993. V.365. P.327
  57. J.A. // Proc.Roy.Soc. A. 1951.V.205.P. 163
  58. Wall T.T., Hornig D.F.//J.Chem.Phys. 1965.V.43. P.2079
  59. О. Я. «Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов» М.:изд-во АН СССР 1957. с. 182
  60. G., Scheraga H.A. //J.Chem.PhySo 1964.V.41. P.680
  61. A.A., Юхневич Г. В. в кн. «Теплофизические свойства веществ и материалов» № 21. М.:изд-во стандартов. С. 11.1984.
  62. Ю.И., Лучников В. А., Маленков Г. Г., Желиговская Е. А. // Журн. структ. химии 1997. Т.38.М. С. 713.
  63. А.Н., Danford M.D., Levy H.A. // Discuss.Faraday Soc. 1967. V.43.P.97
  64. A.B., Яковлев И. И. «Клатратообразование и физико-химический анализ экстракционных систем». Новосибирск: изд-во «Наука» 1975
  65. Г. Г. // Журн.структ.химии 1966.Т.7.№ 3.C.331
  66. Ray А.//Nature 1971.V.231 N.5301.P.313
  67. Bjerrum NM Science 1952 V. l 15.P.385
  68. Newton M.D.//J.Phys.Chem. 1993. V.87.P.4288
  69. Geiger A., Stanley H.E.// Phys.Rev.Lett. 1982.V.49.P. 1895
  70. Blumberg R.L., Stanley H.E., Geiger A., Mausbach P.// J.Chem.Phys. 1984.V.80.P.5230
  71. F., Geiger A., Stanley H.E. //Nature 1991. V.354.P.218
  72. Sciortino F., Geiger A., Stanley H.E.// J.Chem.Phys. 1992. V.96. P. 38 57
  73. Geiger A., Kowall TM Hydrogen bond network. Ed. F.C.BellissentFunel, J.C.Dore 1994. NATO
  74. Geiger A., MausbachP.// Hydrogen bonded liquids. Ed.J.C.Dore, J.Teixeira.1991. Dordrecht. P. 171.
  75. ГЛАВА 3 Микродинамика гидратации
  76. Отрицательная гидратация связана с таким свойством пространственной сетки, как устойчивость.
  77. Модель гидратации О.Я.Самойлова
  78. Модель Самойлова была тщательно проанализирована нами. Как и всякая модель она имеет свои ограничения и соответствует тому уровню научных знаний, который имеется в момент ее создания. Основные приближения данной модели следующие:
  79. Предэкспоненты в выражении т=т0еЕ/кт для чистой воды и вблизи иона считаются равными. Это конечно неверно, но для слабо гидратированных ионов, которые являются основой нашего рассмотрения, это допущение можно принять.
  80. Подтверждением этому служит подобие спектров заторможенных трансляций молекул воды вблизи ионов NH4+ и С1- и вблизи 1-й чистой воды (объемной воды этих растворов), полученных методом молекулярной динамики
  81. Наш расчет характеристик гидратации AEi и х/т для однозарядныхионов
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?