Проявление межмолекулярных взаимодействий в спектрах ЯМР 17 О систем "вода-углеводород"

• Автор: Долгополова, Аида Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СПЕКТРАЛЬНЫЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВОДЫ И ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

1.1. Основные принципы дифференциации структуры жидкости.

1.2. Представления о моделях структуры воды.

1.3. Проявление непрерывного и дискретного структурирования воды

1.4. Структурные особенности систем воданеэлектролит

1.5. Стабилизация структуры воды в условиях малых добавок неэлектролитов.

1.6. Спектроскопия ЯМР Ни О как метод изучения структурообразования воды в растворах

неэлектролитов

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ УГЛЕВОДОРОДОВ

2.1. Закономерности изменения термодинамических и спектральных параметров систем водауглеводород
2.2. Межмолекулярные взаимодействия систем водауглеводород в
условиях двойного гетероядерного резонанса 1 0Н .
2.3. Аккомодация молекул водной матрицы к углеводородам. Протонный обмен в системах водауглеводород
2.4. Состав многокомпонентных систем природного происхождения в
2.5. Применение спектроскопии ЯМР 0 в исследовании водных растворов нефтепродуктов.
2.6. Исследование контура валентной полосы ОН молекул воды в
растворах углеводородов.
2.7. Применение спектроскопии ЯМР 1 О для анализа природных водных
систем.
ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1. Объекты исследован ия.
3.2. Приготовление образцов
3.3. Регистрация спектров ЯМР, УФ, ИК, хроматомассспектрометрии
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В 4 это затруднение преодолено, поскольку молекулы с четырьмя связями находятся внутри льдоподобных кластеров, с числом связей от одного до трех на их поверхности, а образование каждой новой водородной связи снижает потенциальную энергию системы на 2. Джмоль. Молекулы, не участвующие в водородных связях, образуют плотную микрофазу. Средний размер кластеров молекул при 0 С, при 0 С молекула. В обнаружено, что доля плотной фазы слишком мала, чтобы вода, соответствующая этой модели, могла быть описана в виде айсбергов, плавающих в плотной жидкости. Механизм кооперативности Нсвязей 9, являющийся теоретическим обоснованием вышеназванных моделей, обусловливает существование в воде областей, насыщенных водородными связями и чередующихся с областями, в которых Нсвязей мало. Такие области, быстро распадаясь, переходят одна в другую, мерцают. Существенной особенностью двухструктурных кластерных моделей является то, что, не постулируя конкретного типа структуры, а рассматривая соотношение между рыхлой и плотной фазами, можно объяснить аномалию температурной зависимости, плотности воды, высокую теплоемкость и другие свойства жидкой воды. Клатратными называют модели, в которых предполагается размещение молекул воды в пустотах каркаса, образованного водородосвязаиными молекулами, независимо от его геометрии. Впервые эта идея была высказана Самойловым О . Я. 9, объяснившим аномалии свойств воды прогрессирующим при росте температуры заполнением пустот тетраэдри1ческой структуры льда молекулами разрушающегося и искажающегося каркаса. При таком подходе уже нельзя выделить в воде структурноразнородны участки. Модель Самойлова, развитая рядом авторов ,, позволяет более наглядно представлять процессы, связанные с тепловыми перемещениями частиц. В обзоре рассмотрено предположение, что вода имеет клатратную структуру типа газовых гидратов, в которых центральная молекула окружена каркасом, образующим пятиугольные додекаэдры, и обладает наибольшим процентом неразорванных связей, т. На основе этих представлений получена система, заполненная искаженными додекаэдрами, с плотностью 0. Чтобы привести это значение в соответствие с плотностью воды при нормальных условиях, надо было допустить заполнение молекулами 23 пустот додекаэдров . В показано, что структуры типа льдоподобного и клатратного каркасов энергетически близки, однако первый тип при невысоких температурах оказывается все же более предпочтительным. Не исключена возможность перехода льдоподобного каркаса в интервале температу р С в додекаэдрические структуры клатратного типа. Континуальные модели предполагают отсутствие в воде дискретных групп и структурообразований. В обзорной работе рассмотрены представления об 4икивлнкыx,, водородных связях, объясняющих высокую диэлектрическую постоянную воды, энергию парообразования, аномальную подвижность протонов, существенное изменение объема при плавлении. ОН и направлением, связывающим два ближайшие атома кислорода сила изгиба водородной связи. Модель учитывает распределение искаженных водородных связей между первичными, вторичными и третичными соседями. Получено удовлетворительное совпадение со значениями экспериментальной функции радиального распределения результата при кц 3. Джрад2 число первичных соседей 4, вторичных И, третичных среднее расстояние между первичными соседями при 1. С составляет 0. Одно из направлений развития континуальной модели строения воды модель случайной тетраэдрической сетки разработана Ситсом и Райсом . Вышеперечисленные модели не учитывают возможность образования замкнутых систем из молекул, соединенных водородными связями, существование которых поегулируется Берналом в модели, не нашедшей развития . Геометрические представления и особенности основных моделей структуры воды представлены в таблице 1. Выше кратко рассмотрены основные модели структуры воды, сыгравшие исключительно важную роль в развитии теории строения воды и водных растворов. Проявление непрерывного и дискретного структурирования
Привлечение экспериментальных данных различных физикохимических методов способствует развитию представлений о строении жидкой воды, хс гя однозначная их интерпретация часто бывает затруднена.