Главная -> Словарь

Межмолекулярного взаимодействия

Образование комплекса — экзотермический процесс. По данным , теплота комплексообразования, отнесенная к числу атомов углерода в молекуле нормального парафина, составляет около 6,7 кДж , что вдвое больше теплоты плавления этих углеводородов и значительно меньше теплоты их адсорбции на твердой поверхности. Отсюда следует, что тепловой эффект комплексообразования есть результат экзотермического процесса адсорбции и эндотермического процесса перехода тетрагональной структуры карбамида в гексагональную в момент комплексообразования. Теплота образования комплекса складывается из теплот трех процессов: преодоления сил межмолекулярного сцепления молекул парафинового углеводорода, численно равных теплоте испарения; ориентации молекул карбамида в отношении молекул парафиновых углеводородов ; превращения кристаллической структуры карбамида из тетрагональной в гексагональную .

Образование комплекса — экзотермический процесс. По данным , теплота комплексообразования, отнесенная к числу атомов углерода в молекуле нормального парафина, составляет около 6,7 кДж , что вдвое больше теплоты плавления этих углеводородов и значительно меньше теплоты их адсорбции на твердой поверхности. Отсюда следует, что тепловой эффект комплексообразования есть результат экзотермического процесса адсорбции и эндотермического процесса перехода тетрагональной структуры карбамида в гексагональную в момент комплексообразования. Теплота образования комплекса складывается из теплот трех процессов: преодоления сил межмолекулярного сцепления молекул парафинового углеводорода, численно равных теплоте испарения; ориентации молекул карбамида в отношении молекул парафиновых углеводородов ; превращения кристаллической структуры карбамида из тетрагональной в гексагональную .

1. Преодоление сил межмолекулярного сцепления молекул парафиновых углеводородов, численно равных теплоте испарения; процесс эндотермический .

Учитывая подобие геометрического расположения атомов в неразветвленных цепях углеводородов и в углеродных цепочках поверхности кристаллитов угля и однотипность сил межмолекулярного сцепления, проявляющихся в тех и других цепочках при взаимодействии с другими молекулами, можно представить адсорбцию неразветвленных или слабо разветвленных углеводородных цепей на поверхности активных углей как ассоциирование углеводородных цепочек поверхности угля и углеводородов. Это ассоциирование происходит при такой ориентации, когда цепочки располагаются параллельно и над каждым атомом С поверхности угля находится атом С углеводорода.

Макромолекулы могут принимать различные формы, во многом определяющие свойства высокомолекулярных соединений. Так, например, линейные гибкие макромолекулы отличаются высокой эластичностью и пластичностью. Эластичностью считается способность высокомолекулярного соединения растягиваться при приложении внешнего усилия за счет выпрямления цепей макромолекул и затем, при снятии нагрузки, возвращаться в исходное, наиболее вероятное состояние. Под пластичностью понимают свойство высокомолекулярного соединения изменять форму за счет перемещения одних цепей макромолекул относительно других при наличии сдвигающего усилия, превосходящего силы межмолекулярного сцепления. Наличие полярных групп в высокомолекулярных соединениях делает их более жесткими. Жесткостью отличаются макромолекулы спиральной конфигурации. Различными свойствами в зависимости от условий существования обладают разветвленные макромолекулы. Указанные типы макромолекул связаны в высокомолекулярных соединениях межмолекулярными силами сцепления, на которые оказывают влияние как взаимодействие между входящими в молекулу группами атомов, так и взаимодействие аналогичных группировок соседних молекул.

В процессе полимеразации, особенно радикальной, возникают макромолекулы разветвленной структуры. Свойства полимеров разветвленной структуры макромолекул всецело зависят от длины боковых ответвлений и от числа их. Большое число боковых ответвлений препятствует тесному сближению макромолекул., поэтому силы межмолекулярного сцепления уменьшаются, прочность полимера падает и усиливаются явления хладотекучести.

щий износ, задир и заклинивание трущихся деталей предотвращаются тончайшей масляной пленкой, которая за счет сил межмолекулярного сцепления прочно удерживается на металлических поверхностях.

Первый эндотермический эффект вызван потерей роскопической влаги и на термограмме носит название пика «сушки». После удаления влаги кривая возвращается в исходное нулевое положение. При дальнейшем нагреве вещество бурого угля бурно разлагается с поглощением тепла. Следствием этого является появление второго эндотермического пика. На первый взгляд кажется, что при 300—380° С имеет место экзотермический эффект. Однако, этот пик на термограммах, как уже упоминалось ранее, является лишь следствием преломления восходящей кривой при появлении второго эндотермического эффекта. Пик последнего колеблется для разных углей в пределах температур 450—490° С. Процесс термической деструкции вещества бурого угля заключается не только в отрыве боковых функциональных групп, но и в более глубоком разрушении его молекул. В отличие от каменных углей процесс термической деструкции бурых углей не сопровождается образованием жидкоподвижных веществ и переходом бурого угля в пластическое состояние. А. М. Мирошниченко объясняет это явление тем, что угли малой химической зрелости имеют значительное количество функциональных кислородсодержащих групп. У таких соединений силы межмолекулярного сцепления настолько велики, что при нагреве разрушение макромолекулы может наступить раньше, чем разрыв связей между последними. В результате образуется значительное

Теплота образования комплекса складывается из теплот трех процессов: преодоление сил межмолекулярного сцепления молекул алкана, численно равных теплоте испарения; ориентации молекул карбамида в отношении молекул алканов ; превращения кристаллитической структуры карбамида из тетрагональной и гексагональной , зависимость между теплотой образования комплекса Д// при 25 °С и молярным отношением m почти линейная: Д// = -6,5 + 2,37 т.

Повышение температуры приводит к повышению внутренней энергии за счет работы против сил межмолекулярного сцепления .разрушению межмолекулярных связей за счет усиления теплового движения молекул. В неоднородной по составу системе эти силы неоднородны. При данной температуре,сообщаемой жидкой подсистеме, испаряется группа компонентов с близкими энергиями когезии.Из первого закона термодинамики и уравнения Клайперона-Клаузиуса следует fj

Природа сил межмолекулярного взаимодействия в растворах углеводородов. Согласно современным представлениям о межмо — лекулярном взаимодействии, в растворах диэлектриков действуют силы Ван-дер-Ваальса и водородные связи.

ван но обоих концов молекул, будет неустойчивым. Наоборот, пол — ожение б, при котором усиливается взаимное притяжение между молекулами жидкости , будет более вероятным и устойчивым. Ориентационные силы притяжения тем больше, чем больше дипольные моменты взаимодействующих молекул. Эти силы межмолекулярного взаимодействия являются функцией температуры: чем выше температура, тем сильнее тепловое движение молекул и тем труднее им взаимно ориентироваться. Ориентационное взаимодействие обратно пропорционально расстоянию между диполями в шестой степени , следовательно, оно короткодействующее. Ориентационному взаимодействию в среде полярных расворителей в большей степени подвержены гетероор — ганические соединения масляного сырья.

Различный механизм межмолекулярного взаимодействия в экстракционных системах обусловливает различающиеся между собой растворяющие и избирательные способности у неполярных и полярных растворителей.

Неполярные и слабополярные растворители характеризуются тем, что притяжения между молекулами растворителя и экстрагируемого вещества происходит за счет дисперсионных сил. Поскольку дисперсионное взаимодействие зависит не от полярности, а главным образом, от поляризуемости молекул, и оно оказывает преобладающее влияние по сравнению с другими составляющими межмолекулярного взаимодействия, неполярные рас — ворители являются более универсальными по растворяющей способности, но относительно менее селективными. Причем, избирательность неполярных растворителей проявляется, в первую очередь, по молекулярной массе углеводородов и только затем по групповому химическому составу.

полфных растворителях лучше всех растворяются полярные компоненты сырья*, то есть смолы и другие неуглеводородные компоненты; в этом случае наряду с ориентационными проявляются и дис терсионные силы межмолекулярного взаимодействия. Углеводородные компоненты сырья являются преимущественно неполяр — ными или слабополярными соединениями и растворяются в полярных растворителях в результате взаимодействия постоянных диполей молекул растворителя с индуцированными диполями молекул углеводородов.

Асфальтены и смолы. Это наиболее высокомолекулярные компо-нефтяных остатков, создающие сложные технологические проб-. Главными факторами, определяющими возможность существования их в остатках и, соответственно, геометрические размеры, является наличие в них структурирующихся компонентов и ассоциатов, а также степень теплового воздействия. Нефтяные остатки относятся к свободнодисперсным системам, частицы которых могут независимо друг от друга перемещаться в дисперсной среде под влиянием теплового движения или гравитационных сил. С изменением температуры в таких дисперсных системах изменяется энергия межмолекулярного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной Толстая прослойка дисперсионной среды между частицами структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем, сольватного слоя на поверхности ассоциатор повышает силу расслоения системы на фа?ы. Размеры основных зон ы при определенных температурах различны за счет того, что часть наиболее полярных компонентов сольватного слоя может переходить в дисперсную фазу , а часть в дисперсионную среду, находящуюся в молекулярном состоянии. Таким образом, по мере повышения температуры размеры радиуса ядра и толщины сольватного слоя могут проходить через экстремальные значения . Ядро, состоящее из ассоциатов, при достижении максимальных размеров может распадаться на осколки, что ведет к образованию новых частиц дисперсной фазы, вокруг которых формируется сольватный слой и по мере изменения температуры для этих частиц характерны аналогичные стадии изменения размеров ядра и толщины сольватной оболочки. При высоких температурах и большой длительности нагрева внутри ядра может заро-новая дисперсная фаза — кристаллит, представляющий собой необратимую структуру, обычно характерную для карбенов и карбоидов .

В жидкости молекулы находятся на небольших расстояниях друг от друга и между ними существуют значительные силы межмолекулярного взаимодействия. Характер теплового движения молекул в жидкости существенно отличается от движения молекул в газе. Молекулы жидкости совершают колебания относительно определенных положений равновесия. По истечении некоторого времени положение равновесия смещается примерно на 10~8 см. При

таком характере теплового движения молекул в жидкости обмен энергии между молекулами по рассмотренному выше механизму, характерному для газовой фазы, становится маловероятным. В то же время известно, что в жидкости молекулы переходят в возбужденное состояние с большей скоростью и при более низких температурах, чем в газах. М. И. Шахпаронов с сотр. гиперакустическими исследованиями показали, что при комнатной температуре в бензоле и тетрахлоруглероде содержится соответственно 3 и 13% молекул в возбужденном состоянии. Время жизни возбужденных молекул сравнительно велико -10 с). Для объяснения этого экспериментально установленного факта было высказано' предположение, что в жидкости происходит обмен колебательной энергии между молекулами и молекула переходит в возбужденное состояние вследствие передачи ее внутренним степеням свободы части энергии межмолекулярного взаимодействия i-