МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИЛЫ

Межмолекулярные взаимодействия по своей энергии, как правило, заметно слабее тех, что принято на­зывать химической связью: обычно это величины от деся­тых до десятка кДж/моль, тогда как к химическим связям относят величины порядка десятков и сотен кДж/моль.

Тем не менее по своей природе это такие же взаимодействия микрочастиц, что и традиционные химические связи.

Рассмотрим качественно, что будет происходить при постепенном сближении двух частиц. На очень большом расстоянии частицы не взаимодействуют. По мере сбли­жения между ними возникает, как показывает опыт, сила притяжения. Она постепенно увеличивается и достигает некоторого максимального значения, а затем частицы на­чинают отталкиваться друг от друга. Получается типич­ная зависимость энергии взаимодействия между частица­ми от расстояния г, аналогичная кривой потенциальной энергии для двухатомных молекул. Каждой точке потен­циальной кривой соответствует потенциальная энергия неподвижной системы из двух частиц, находящихся на расстоянии г друг от друга.

В общем случае после сближения, например, двух мо­лекул А и В образуются новые индивидуальные объек­ты: С (в реакции присоединения А -I- В -> С) или С и D, ... (в реакциях типа А -I- В С + D -I-...). Как в мономолеку- лярных, так и в более сложных реакциях происходит пе­рестройка электронной плотности всех участвующих в ре­акции объектов, причем наиболее радикальная именно в


полимолекулярных реакциях. В последних проявляются и факторы нового типа, которых нет в мономолекуляр- ных, — прежде всего стереохимические факторы.

Напомним известный эмпирический факт: реакция идет только при подходящем сочетании так называемых реакционных центров, поэтому для ее протекания необ­ходимо, чтобы геометрические формы пары реагирующих молекул допускали сближение и нужную взаимную ори­ентацию атомов соответствующих реакционных центров. Геометрические факторы определяют необходимый для хода реакции телесный угол или канал сближения в мно­гомерном пространстве координат, описывающих относи­тельное расположение молекул. Однако молекулы не про­сто геометрические фигуры. Вследствие специфического распределения отрицательного заряда электронов и поло­жительного заряда ядер вокруг них в пространстве созда­ется сложное электростатическое поле. Поэтому при сбли­жении две молекулы будут воздействовать друг на друга этими полями (их еще называют молекулярные электро­статические поля). Данное обстоятельство может, во-пер­вых, способствовать сближению или отталкиванию реа­гирующих объектов и, во-вторых, деформировать элек­тронные оболочки молекул (эффект поляризации) таким образом, что реакционные центры либо «подготавливают­ся» к реакции, либо, наоборот, изменяются так, что она становится затруднительной либо вообще невозможной.

Как известно, электростатические поля характеризу­ются соответствующими значениями потенциалов с по­ложительными или отрицательными областями. При сближении молекул области их потенциалов начнут пе­рекрываться. Ясно, что в том случае, когда молекулы сближаются и перекрываются области потенциалов оди­накового знака, то должно возникнуть отталкивание мо­лекул друг от друга. Конечно, если поля слабые, а кинети­ческие энергии сближающихся молекул велики, то этот фактор не остановит реакцию, однако может уменьшить ее вероятность и скорость.

Поля молекул будут способствовать их сближению, если налагаются друг на друга области потенциалов разного знака. В этом случае возникнет притяжение молекул, при­чем тем большее, чем выше значение потенциалов в об­ласти перекрывания.

Как уже было отмечено, в соответствии с основной иде­ей теории возмущений волновая функция реагирующей системы строится из волновых функций исходных (невоз­мущенных) реагентов. Полная энергия этой системы скла­дывается из энергий отдельных реагентов и членов возму­щения, составляющих так называемую энергию взаимо­действия. В общем случае эта энергия должна включать все виды энергетических взаимодействий (кулоновские, индукционные, обменное отталкивание, перенос заряда, дисперсионные, ориентационные) между двумя сближаю­щимися частицами: молекулами, ионами, радикалами. Конкретный вид получаемых при этом уравнений зави­сит также и от особенностей принятого расчетного при­ближения.

Силы, действующие между молекулами, разбивают обычно на несколько составляющих, так что общая сила является их суммой, хотя такое разбиение условно и реаль­но существует только результирующая сила. Некоторые ха­рактеристики молекул, как, например, точечные диполь­ный и квадрупольный моменты, вообще являются услов­ными и имеют смысл (с точки зрения взаимодействия) только на достаточно больших расстояниях. При перехо­де к малым расстояниям, где возможно возникновение хи­мических сил и сил отталкивания, обычные электроста­тические модели перестают быть хорошим приближени­ем (а квантовомеханические расчеты возможны лишь для простейших систем).

Межмолекулярные силы не относятся к числу фунда­ментальных (таких, как сила тяготения или кулоновская сила), так как обусловлены одновременным действием боль­шого числа факторов. Поэтому эти силы нельзя свести к элементарным взаимодействиям, и едва ли для их описа­ния будут найдены какие-либо простые закономерности.

Изучение и сопоставление различных данных приве­ло к обнаружению некоторых общих свойств межмолеку­лярных сил, действующих в разных системах:

■ на достаточно больших расстояниях эти силы являют­ся в основном силами притяжения;

■ они гораздо быстрее убывают с расстоянием, чем, на­пример, кулоновские силы при взаимодействии заря­женных частиц;

■ силы отталкивания являются значительно более ко­роткодействующими, чем силы притяжения;

■ для проявления межмолекулярных сил взаимодейст­вующие частицы не обязательно должны иметь посто­янный диполь или квадруполь;

■ взаимодействуют и сферически симметричные атомы инертных газов, такие взаимодействия называют дис­персионными .

Основной величиной, которую пытаются рассчитать теоретически, является суммарная потенциальная энергия взаимодействия U(г). При своем взаимодействии молеку­лы возмущают друг друга. Даже при слабом взаимодейст­вии свойства молекул уже отличаются от свойств невзаи­модействующих частиц. Однако свойства возмущенных молекул определить экспериментально очень трудно. По­этому всегда стараются выразить U(r) через свойства не­возмущенных молекул, такие как дипольные и квадру- польные моменты, поляризуемость, диамагнитная воспри­имчивость и т. п. Это удается сделать только частично и приближенно. При переходе же к определению энергии взаимодействия молекулы газа с поверхностью твердого тела задача очень сильно усложняется.

Существующая в настоящее время теория межмолеку­лярных взаимодействий применима, строго говоря, лишь к простейшим системам, например к двум изолированным частицам. Но даже в этом случае она связана с рядом при­ближений. Если же появляется третья частица, то обыч­но вводится дополнительный постулат об аддитивности: каждая пара частиц в системе из трех частиц взаимодей­ствует так же, как и в отсутствие третьей частицы.

В наибольшей степени поддается теоретическому опи­санию электростатическое взаимодействие молекул. Ос­новным законом электростатики является, как известно, закон Кулона. В соответствии с этим законом точечный
электрический заряд q создает вокруг себя сферически симметричное электрическое поле, векторы напряженно­сти которого Е (т. е. силы, действующие на положитель­ный единичный заряд, определяются формулой в так на­зываемой гауссовской системе единиц:

(5.1)

где rA — радиус-вектор, проведенный от данного заряда в некоторую точку А в окружающем пространстве;— мо­

дуль этого вектора.

Поле может быть охарактеризовано также скалярной функцией — потенциалом точечного заряда ЩА), величи­на которого

(5.2)


Вектор напряженности поля с компонентами Ех, Еу и Е2 связан с потенциалом следующим образом:

Поле с напряженностью Е действует на точечный за­ряд q с силойЛюбой свободный заряд, помещен­

ный в пространство, где имеется электростатическое поле, не может находиться в покое.


Согласно принципу суперпозиции поле совокупности k точечных зарядов вычисляется как


а потенциал — по формуле

Эквипотенциальной называют поверхность, во всех точках которой потенциал имеет одно и то же значение. Вектор напряженности поля для любой точки такой по­верхности перпендикулярен к ней. Эквипотенциальными поверхностями для точечных зарядов являются сферы.

Каждая молекула создает вокруг себя внешнее элек­тростатическое поле. В этом смысле нет никакой разни­цы между взглядами классической физики и квантовой механики: как классическая, так и квантовая устойчи­вая электрически нейтральная система, состоящая из час­тиц с зарядами разного знака и по-разному распределен­ными в пространстве молекулы, должна, в зависимости от своей геометрии и распределения заряда, создавать электрическое поле. Это поле всегда может быть представ­лено в виде мультипольного разложения, т. е. как супер­позиция дипольной составляющей, квадрупольной и т. д. Дипольная составляющая отсутствует в молекулах, имею­щих центр симметрии. Так как центр симметрии редко встречается в сложных молекулах, то именно дипольный момент оказывается одной из важнейших характеристик, позволяющих описать электрические свойства молекулы и целый ряд взаимодействий. Поэтому не случайно полу­чило большое распространение для описания межмолеку­лярных взаимодействий так называемое диполь-диполь- ное приближение.

При расчетах предполагается, что моменты являются точечными, т. е. сосредоточены в определенной точке мо­лекулы. Такие моменты представляют собой математиче­скую абстракцию, заменяя истинное (но неизвестное) рас­пределение электронной плотности в молекуле. Одному и тому же значению точечного диполя может соответство­вать множество вариантов распределения электронной плотности. Численные значения точечных дипольных, квадрупольных и других моментов определяются экспе­риментальным путем.

В классическом понимании дипольным моментом сис­темы называют вектор

(где Rk — радиус-векторы всех зарядов qk). В квантовой механике дипольный момент определяется следующим выражением:

(5.3)

В этой записи выделены ядерная (первый член) и элек­тронная (второй член) составляющие. Радиус-векторы ядер обозначены, а радиус-векторы электронов — rf. Суммирования ведутся по всем электронам и ядрам раз­дельно.

Приближение, использующее точечные дипольные моменты, является хорошим лишь при больших расстоя­ниях между взаимодействующими молекулами. Для энер­гии взаимодействия двух определенным образом ориен­тированных друг относительно друга точечных диполей, находящихся на расстоянии г12 = R, можно получить сле­дующее выражение:

(5.4)

где— точечные дипольные моменты молекул А и В,

а углыификсируют ориентацию диполей относитель­но выбранных координатных осей и соответствуют углам сферической системы координат.

В однородном электрическом поле на заряды диполя будут действовать силы, равные по величине и противо­положные по направлению. Если два диполя расположе­ны на одной прямой и одинаково ориентированы, то они притягиваются с силой обратно пропорциональной четвер­той степени расстояния между ними. Аналогичная сила действует между двумя диполями, расположенными на па­раллельных прямых, при кратчайшем расстоянии друг от друга (рис. 5.1).

Рис. 5.1

Взаимодействие двух параллельно ориентирован- ных диполей: тонкими стрелками изображены силы притяжения (jF^) и силы отталкивания (F2) между зарядами; двойными стрелками — результирую- щие силы, действующие на заряды и диполи в целом

При произвольном взаимном расположении двух дипо­лей наряду с притяжением или отталкиванием осуществля­ется также разворот диполей относительно друг друга, кото­рый в итоге приводит к одной из двух наиболее благоприят­ных ориентаций, соответствующих притяжению диполей. Поэтому между частицами, обладающими постоянными ди­польными моментами, осуществляется притяжение за счет так называемого ориентационного взаимодействия.

В случае, если диполь находится в неоднородном поле так, что— потенциалы поля для

точек пространства, где расположены первый и второй за­ряды диполя), то силы, действующие на заряды, имеют следующие значения:


В результате действия этих сил свободный жесткий диполь станет, во-первых, перемещаться вдоль всех осей х, у и z и, во-вторых, стремясь занять положение «вдоль по полю», будет совершать сложные колебания около этого положения. Для частного случая, когда поле таково, что отличны от нуля только составляющиевозник­нет нескомпенсированная силакоторая будет

«выталкивать» диполь из области более высокого поло­жительного потенциала или «втягивать» диполь в него (это зависит от того, как по отношению к полю располо­жены положительный и отрицательный заряды диполя).

Таким образом, электростатическое поле одной слож­ной системы зарядов будет воздействовать на жесткую сис­тему других зарядов «притягивающим» или «отталкиваю­щим» образом. И, как следствие, у двух взаимодействую­щих молекул появляются «выгодные» и «невыгодные» направления сближения в зависимости от их внешних по­лей и относительных ориентаций в пространстве.

Создающий вокруг себя электрическое поле диполь может индуцировать момент диполя у другой, не обладаю­щей моментом диполя частицы, или индуцировать допол­нительный момент диполя у полярной частицы.

При этом индуцированный момент диполя будет направлен вдоль поля, создаваемого диполем. Например, если частица на­ходится на оси диполя, то наведенный момент диполя тоже будет направлен по оси диполя (рис. 5.2).

Индукционная составляющая возникает вследствие того, что поле, создаваемое молекулой А, имеющей посто­янные мультипольные моменты, индуцирует моменты в молекуле В (молекула В может также иметь и постоянные моменты). Таким образом, возникает взаимодействие по­стоянных моментов молекулы А с индуцированными ими моментами в молекуле В и, наоборот, взаимодействие по­стоянных моментов молекулы В с индуцированными мо­ментами в молекуле А. Решать эту задачу в принципе сле­довало бы методом последовательных приближений. Од­нако обычно ограничиваются первым приближением:

(5.5)

Если молекулы А и Б имеют постоянные дипольные моменты, то полная усредненная энергия индукционного взаимодействия составит


(5.6)

Если эти молекулы одинаковы, то


Энергия индукционного взаимодействия убывает об­ратно пропорционально шестой степени расстояния меж­ду взаимодействующими частицами. Характер этой зави­симости сохраняется и в том случае, если момент диполя наводится у частицы, находящейся вне оси постоянного диполя, хотя при этом ее поляризация будет меньше.

Следует отметить, что диполь-дипольные взаимодейст­вия могут осуществляться между любыми частицами, в том числе и не обладающими постоянным моментом диполя. Это объясняется тем, что такой атом лишен момента дипо­ля лишь в основном состоянии, поскольку средняя коорди­ната электрона на атомной орбитали совпадает с координа­той ядра. Однако согласно квантовой механике дипольный момент атома в основном состоянии испытывает кванто­вые флуктуации (возникают «мгновенные диполи»). Хотя среднее значение дипольного момента при этом равно нулю, среднее значение для квадрата дипольного момента уже не равно нулю. Учет этого обстоятельства приводит к новому, имеющему флуктуационное происхождение механизму возникновения дисперсионного взаимодействия.

Взаимодействие между невозбужденными инертными атомами на далеких расстояниях целиком обусловлено дисперсионными силами. По своему значению энергия дисперсионного взаимодействия, как правило, превосхо­дит как ориентационное, так и значительно более слабое индукционное взаимодействие и оказывается пропорцио­нальной г-6. Расстояния, на которых дисперсионное взаи­модействие доминирует, относятся к области примерно от 5-8 до 100 А и более. С уменьшением расстояния меж­ду атомами и приближением к минимуму потенциала U(r) следует учитывать также и другие вклады в энергию взаи­модействия.

Все три вида диполь-дипольных взаимодействий (ори­ентационное, индукционное и дисперсионное) объединя­ют под названием «ван-дер-ваальсовы взаимодействия». На близких расстояниях наряду с силами ван-дер-вааль- сова притяжения действуют силы ван-дер-ваальсова оттал­кивания между одноименно заряженными электронными оболочками атомов. В результате две частицы сближают­ся лишь до определенного минимального расстояния, от­вечающего равенству сил притяжения и отталкивания, т. е. минимуму энергии взаимодействия. Приближенно зависимость энергии ван-дер-ваальсова отталкивания от расстояния можно записать в виде степенной функции с показателем степени, существенно большим, чем шесть.

В некоторых задачах ван-дер-ваальсовы силы целиком определяют характер рассматриваемых эффектов. Одна­ко в большинстве случаев ван-дер-ваальсовы силы прояв­ляются совместно с другими взаимодействиями. В моле­кулярных газах и жидкостях, жидких кристаллах и твер­дых телах ван-дер-ваальсовы силы представляют лишь часть межмолекулярного взаимодействия. Так, например, коэффициенты переноса и вириальные коэффициенты для инертных газов, энергия связи и другие свойства димеров и кристаллов инертных атомов обусловлены в основном совместным действием ван-дер-ваальсова притяжения и сил отталкивания обменного происхождения.

Таким образом, ван-дер-ваальсова сила представляет собой постоянную силу, действующую на атомное ядро. Такая сила имеет электростатическое происхождение, т. е. связана с наличием действующего на ядро постоянного электрического поля. Отсюда ясно, что ван-дер-ваальсово взаимодействие возникает вследствие перераспределения средней плотности электрического заряда во взаимодей­ствующих атомах. Существенно то, что действующее на атомное ядро и связанное с дисперсионным взаимодейст­вием электростатическое поле создается в основном элек­тронами того же самого атома. Поэтому уже весьма малое перераспределение плотности атомных электронов может привести к заметным энергиям дисперсионного взаимо­действия.

Электростатическая трактовка ван-дер-ваальсова взаи­модействия вполне согласуется с его флуктуационным про­исхождением. Именно флуктуационные процессы приводят к появлению постоянного усредненного по флуктуациям ван-дер-ваальсова перераспределения плотности электронов в атомах и в результате к ван-дер-ваальсовым силам.

Все атомы и молекулы в условиях достаточно низких температур и/или высоких давлений образуют жидкую, а затем и твердую фазы. Труднее всего сконденсировать ге­лий, но и он превращается в жидкость при 4,12 К. Это про­исходит благодаря действию ван-дер-ваальсовых сил, удер­живающих вместе даже атомы благородных газов или не­полярные молекулы при низких температурах.

При взаимодействии больших макроскопических тел ван-дер-ваальсовы силы проявляются в сравнительно уз­ком слое вблизи поверхности. По этой причине их отно­сят также к классу поверхностных сил. В частности, по­верхностные ван-дер-ваальсовы силы притяжения помо­гают гекконам (цепколапые ящерицы размером до 30 см) не только взбираться по вертикальному стеклу, но и с та­кой же легкостью перемещаться по потолку!

Хотя дисперсионное взаимодействие весьма быстро спа­дает с увеличением межъядерного расстояния (как г-6), его все же называют да льнодействующим взаимодействием, чтобы отличить от валентных взаимодействий, которые зависят от перекрывания орбиталей и понижаются с уве­личением г экспоненциально и, следовательно, намного быстрее, чем г-6. Кривая потенциальной энергии взаимо­действия двух атомов благородных газов имеет минимум на расстояниях, где дисперсионная сила притяжения точ­но уравновешивается силой отталкивания, обусловлен­ной перекрыванием замкнутых электронных оболочек. Эту силу обычно называют обменным отталкиванием, она становится значительной, когда имеется достаточ­ное перекрывание двух наборов атомных орбиталей, так что существует большая вероятность обмена между дву­мя атомами.

Обменное отталкивание в равной мере можно рассчи­тать как простым методом молекулярных орбиталей, так и на основе метода валентных схем.

В теории валентности Льюиса был выделен специаль­ный класс ковалентных связей, когда от одного атома к другому поступают два электрона. Такие связи были на­званы координационными или донорно-акцепторными вследствие того, что они имеют отношение к структуре координационных соединений переходных металлов и молекулярных комплексов, энергия связи которых боль­ше энергии, обычно ассоциируемой с ван-дер-ваальсовы- ми силами. Как правило, эти комплексы образуются ме­жду молекулой, обладающей свойством легко отдавать электроны (донор электронов), и другой молекулой, кото­рая охотно принимает электроны (акцептор электронов).

Донорно-акцепторные комплексы интересны тем, что связь, удерживающая их компоненты, обладает свойст­вами, заставляющими предположить, что она по своему характеру промежуточна между ковалентной и ван-дер- ваальсовой связями. Кроме того, эти комплексы часто об­ладают интересными физическими свойствами, такими, как яркая окраска или свойство быть полупроводником в твердом состоянии.

Можно дать качественное квантовое описание хода из­менения энергий двух компонент волновой функции (диа- батических кривых) и полной энергии в зависимости от расстояния между донором (D) и акцептором (А). При бес­конечном расстоянии между системами D и А дативное со­стояние будет иметь энергию, превышающую энергию не­связывающего состояния на величину, равную энергии, необходимой для отрыва электрона Ud (потенциал иониза­ции донора), за вычетом энергии, выделяемой при добавле­нии электрона Ua (сродство к электрону акцептора). С умень­шением расстояния между донором и акцептором энергия дативного состояния по отношению к несвязывающему со­стоянию будет снижаться из-за кулоновского притяжения между зарядами. Таким образом, при взаимодействии двух подсистем донора и акцептора образуется единая система с верхней занятой орбиталью \р = vj/A Ч- Aa|/d (причем X < 1), так что эта орбиталь, по существу, представляет собой орби­таль акцептора v|/A, модифицированную добавлением вели­чины Х\\/D. Электроны, занимавшие в разделенных подсис­темах орбиталь \|/D, в молекуле DA занимают орбиталь \|/. В зависимости от величины X заряд в большей или мень­шей степени переносится от донора к акцептору, вот поче­му образующаяся система может быть представлена как D+A", причем величина переносимого заряда зависит как от разности орбитальных энергий v|/D и \|/А, так и от симмет­рии вновь образующегося фрагмента в системе DA.

Наряду с универсальными ван-дер-ваальсовыми суще­ствуют более специфические взаимодействия, отражаю­щие некоторые особые черты строения взаимодействую­щих молекул. Среди них очень важное значение для био­логических систем имеют так называемые водородные связи. Водородная связь — взаимодействие одного моле­кулярного фрагмента АН и атома В другого фрагмента с образованием системы А-Н-В, в которой атом водорода играет роль мостика, соединяющего А и В. Эти фрагмен­ты могут принадлежать как разным, так и одной и той же молекуле. В качестве А и В выступают обычно так назы­ваемые электроотрицательные атомы, т. е. те, которые об­ладают достаточно большим сродством к электрону, так что в молекулах около них возникает избыточный элек­трический отрицательный заряд. К таким атомам отно­сятся О, N, F, в меньшей степени S, Р, С1 и др. Межъядер­ное расстояние Н-В обычно остается несколько большим, чем А-Н даже при одинаковых атомах А и В, хотя в та­ком соединении, как (F-H-F)", наблюдается полная вы- ровненность этих расстояний.

Как правило, в молекулах, склонных к образованию водородной связи, атом Н заряжен положительно, точнее говоря, электронная плотность вблизи протона понижена по сравнению с нейтральным атомом водорода. Это при­водит к такой ориентации фрагмента В, при которой к про­тону приближается область атома с максимальной элек­тронной плотностью, например область локализации не- поделенной электронной пары. Поэтому в образовании водородной связи важную роль играет электростатическое взаимодействие соответствующих молекулярных фраг­ментов.

Водородная связь значительно слабее ковалентной, в которой принимает участие тот же атом водорода; сбли­жение атома водорода с донором неподеленной пары элек­тронов происходит в меньшей степени, чем при образова­нии ковалентной связи.

Энергия образования системы с водородной связью из разъединенных подсистем меняется в широких пределах — от 5 до 150 кДж/моль. К числу наиболее прочных соедине­ний относятся ионные образования типа (Н20-Н-0Н2)+, где существенную роль играют прежде всего электроста­тические взаимодействия.

Образование комплексов со слабой водородной связью можно ойисать в рамках теории донорно-акцепторных

комплексов. Расчеты показывают, что при комплексооб- разовании происходит миграция электронов в направлении донорного атома водорода. Главное отличие водородной связи состоит в существовании большого электростати­ческого притяжения в несвязывающем состоянии, кото­рое обычно отсутствует для донорно-акцепторных ком­плексов.

Таким образом, протон, имеющий свободную ls-орби- таль, может взаимодействовать по донорно-акцепторно­му механизму с неподеленной парой электронов с образо­ванием ковалентной связи. Атом водорода, связанный с электроотрицательным атомом, в силу оттягивания элек­тронного облака сг-связи его партнером можно рассматри­вать как частично лишенный своего электрона, т. е. час­тично ионизированный. В результате возникает некото­рое не столь сильное, как в случае свободного протона, но все же вполне ощутимое взаимодействие связанного с электроотрицательным элементом протона с неподелен­ной парой электронов второго атома.

Из-за широкого интервала изменения прочности во­дородных связей в комплексах трудно отыскать правило, которое было бы применимо ко всем таким комплексам. На основе анализа расчетов по методу молекулярных ор­биталей и экспериментальных данных найдена эмпири­ческая формула для расчета энергии связи донора атома водорода:

(5.8)

где — потенциал ионизации акцептора атома водоро­да;— дипольный момент связи АН; R — межъядер­ное расстояние между А и В; К — константа.

Большой интерес представляет геометрическая форма комплексов с водородной связью. Почти во всех случаях атом водорода находится на линии, соединяющей центры двух более тяжелых атомов, хотя энергия, необходимая для его смещения с этой линии, по-видимому, очень мала.

Важнейшим представителем молекул, способных к об­разованию водородных связей, являются молекулы воды. Фактически в воде не существует свободных молекул Н20,

а имеются ассоциаты, образованные несколькими моле­

кулами:

В достаточно больших молекулах водородные связи могут образовываться в пределах одной молекулы между отдельными ее частями.

Водородные связи имеют огромное значение для орга­низации пространственной структуры белков и нуклеи­новых кислот. Известно, что белки в биологически актив­ном состоянии имеют достаточно жесткую пространствен­ную структуру, т. е. преимущественно находятся в одной конформации. Это обусловлено нековалентными взаимо­действиями между различными частями полимерной бел­ковой молекулы.

5.2.

<< | >>
Источник: Ибрагимов И. М., Ковшов А. Н., Назаров Ю. Ф.. Основы компьютерного моделирования наносистем: Учебное пособие. — СПб.. 2010

Еще по теме МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИЛЫ:

  1. 1.2.2. Спрос и предложение рабочей силы. Стоимость и цена рабочей силы
  2. VI. Постоянство Силы
  3. Вооруженные силы
  4. Действующие силы социальных изменений
  5. Стоимость рабочей силы
  6. ВОЕННО-МОРСКИе СИЛЫ
  7. Совокупное предложение рабочей силы
  8. Производительные силы
  9. 10. 2. Механизмы, обеспечивающие проявления силы
  10. ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ