129

других  соединений.  Атомы  металлов  могли  контактировать  с  молекулами  воды  и 
образовывать  гидратные  единицы,  которые  впоследствии  могли  встраиваться  в 
различные структуры из углеводородов. 

Обратимся  к  рис.  , на  котором  показано  строение  атомов  металлов V и Ni, 

которые  в  больших  количествах  по  сравнению  с  другими  металлами  присутствуют 
в  нефтях.  Из  рисунка  видно,  что  атом V имеет  два  валентных  диполя  на N-уровне, 
третий валентный диполь располагается на М-уровне, и на этом же энергетическом 
уровне  расположено  еще  пять  квадруполей.  У  атома Ni два  валентных  диполя 
находятся на N-уровне и восемь квадруполей размещено на М-уровне. 

Кристаллы  атомов  металлов 4-го  периода  формировались  позже  кристаллов 

атомов  серы.  Свободные  атомы  металлов  имеют  возможность  взаимодействовать 
своими  валентными  диполями  не  только  со  свободными  валентными  диполями 
гетероатомов,  но  и  с  квадруполями  гетероатомов  по  механизму  диполь-
квадрупольной  связи  (табл. 5, связь  № 2). Так,  например,  свободный  кристалл 
атома S может  взаимодействовать,  как  минимум,  с  шестью  кристаллами  атомов 
ванадия  при  условии,  если  атомы  ванадия  из-за  своих  размеров,  значительно 
превышающих  атомы S, разместятся  в  окружении  этого  атома S. На  рис.  видно, 
что  два  атома  V

1

  и  V

2

  взаимодействуют  с  атомом S по  механизму  валентной 

диполь-дипольной связи (табл. 5, связь № 1) и еще четырьмя атомами металла V по 
схеме диполь-квадрупольной связи (связь № 2, табл. 5). 

 

K

L

M

V

2

V

1

V

6

V

5

V

4

V

3

АТОМ
СЕРЫ

S

 

Рис. 25.Схема взаимодействия шести атомов ванадия с кристаллом атома серы 

(двумерное изображение) 

 

Заметим,  что  на  рисунках  имеет  место  несоответствие  размеров  атома S и 

атомов  О  в  молекулах  воды  и  атома V. Это  сделано  для  удобства  изображения 
кластеров в двухмерном виде; атом кислорода имеет массу 16 ат. ед., атом ванадия 
- 51 ат.  ед.,  тогда  как  атом  серы – 32 ат.  ед.  На  рис.  и  схемах  показано,  что  у 
атома  ванадия  задействован  только  один  из  трех  валентных  диполей  для 
взаимодействия  с  атомом  серы.  Вполне  возможно,  что  некоторые  атомы  ванадия 
могут  взаимодействовать  между  собой  через  свои  валентные  диполи  (как  показано 
на  верхних  атомах).  В  подтверждение  этой  схемы  взаимодействия  можно  привести 
известное  соединение – SF

6

,  которое  химически  инертно,  оно  не  реагирует  ни  с 

водой,  ни  с  щёлочью NaOH, ни  с  кислотой HCl [7]. Два  атома  фтора 
взаимодействуют  с  двумя  валентными  диполями  атома  серы,  еще  четыре  атома 
фтора взаимодействуют с четырьмя квадруполями атома серы. 

Известно,  что  в  нефтях,  имеющих  большое  количество  серы,  присутствует 

наибольшее  количество  металлов.  В  этой  связи  можно  привести  пример 
взаимодействия  атома  ванадия  с  тремя  молекулами  тиофена.  Атом  ванадия,  имея 
три  валентных  диполя,  может  образовать  связь  с  квадруполями  атомов  серы  в 
составе трех молекул тиофена (рис. 26).