6. Как изменяются силы ориентационного, индукционного и дисперсионного взаимодействия молекул с увеличением расстояния между ними?

Энергии всех трех типов ММВ одинаковым образом убывают с расстоянием r^-6.

7. Какой тип Ван-дер-ваальсовых взаимодействий наиболее характерен для нефтяных систем? Приведите примеры.

8. Объясните природу и механизм образования водородных связей.

В образовании Н-связи определяющую роль играет электроотрицательность участвующих в связи атомов – способность оттягивать на себя электроны химической связи от атома – партнера, участвующего в этой связи. В результате на атоме А с повышенной электроотрицательностью возникает частичный отрицательный заряд d- , а на атоме-партнере – положительный d+, химическая связь при этом поляризуется: Аd-–Нd+.

Возникший частичный положительный заряд на атоме водорода позволяет ему притягивать другую молекулу, также содержащую электроотрицательный элемент, таким образом, основную долю в образование Н-связи вносят электростатические взаимодействия.

В формировании Н-связи участвуют три атома, два электроотрицательных (А и Б) и находящийся между ними атом водорода Н, структура такой связи может быть представлена следующим образом: Б···Нd+–Аd- (водородную связь обычно обозначают точечной линией). Атом А, химически связанный с Н, называют донором протона, а Б – его акцептором.

9. На какие классы можно разделить молекулы по отношению к н-связи?

1) молекулы, которые могут быть как донорами, так и акцепторами протонов и способные образовывать трехмерную сетку водородных связей – вода, многоатомные спирты, фенолы, аминокислоты;

2) молекулы, которые могут быть как донорами, так и акцепторами протонов, но не образуют трехмерную сетку водородных связей – спирты, первичные и вторичные амины, карбоновые кислоты;

3) молекулы, выступающие только как акцепторы протонов – эфиры, кетоны, альдегиды, амиды;

4) молекулы, выступающие только как доноры протонов – галогено-производные углеводороды.

10. Возможно ли образование водородных связей между неполярными молекулами, например, углеводородами нефти?

Наличие водородных связей между неполярными молекулами подвергается сомнению и требует более глубокого изучения и теоретического обоснования.

Контрольные вопросы к лекции № 7

1. Что понимается под термином «Молекулярные растворы»? На какие классы они делятся?

Молекулярные растворы – гомогенные системы переменного состава, состоящие из двух или более компонентов (видов молекул). Каждый из компонентов раствора равномерно распределен в массе другого компонента. В соответствии с термодинамическими свойствами растворы подразделяют на те или иные классы, прежде всего – на идеальные и неидеальные (называемые также реальными).

2. Объясните причины положительных и отрицательных отклонений свойств реальных молекулярных растворов от идеальных.

Положительные отклонения могут возникать по двум причинам: – силы притяжения между молекулами компонентов А и В, которые можно рассматривать как связи А…В, оказывается слабее сил взаимодействия А…А и В…В; – при смешивании двух компонентов происходит разрыв связей А…А и В…В, которые часто являются водородными связями.

Отрицательные отклонения проявляются в том случае, когда притяжение между компонентами А и В сильнее, чем притяжение А...А и В…В. В результате молекулы сильнее удерживаются в жидкой фазе и давление пара оказывается пониженным.