36

-*- 

В 1922 г.  нидерландские  ученые  В.  Кеезом  и  Дж.де  Смедт  исследовали  воду 

рентгенографическим  методом.  Они  также  изучили  сжиженные  газы – аргон  и 
кислород.  Дифракционные  кольца  на  рентгенограммах  указывали  на  характерные 
закономерности в размещении молекул воды. 

Эти  ученые  обнаружили,  что  одноатомный  аргон  и  двухатомный  кислород 

дают  очень  близкие  дифракционные  картины;  следовательно,  рассеяние 
рентгеновских  лучей  связано  с  относительным  положением  самих  молекул.  Весьма 
значимым  является  то,  что  молекула  кислорода  состоит  из  двух  атомов,  а  аргона – 
из одного. Но рентгенограммы этих объектов оказались весьма близкими. 

В.  Кеезом  и  Дж.де  Смедт  с  помощью  соотношения  Эренфеста  вычислили 

ближайшее  расстояние  между  молекулами  (атомами)  жидкости.  Они  показали,  что 
существует  некоторая  аналогия  в  размещении  атомов  в  жидкости  с  их  плотной 
упаковкой. Ниже приведены межатомные расстояния в изученных образцах. 

 

Жидкое состояние 

Межатомное расстояние r, Å 

эксперимент 

теория 

Вода (НОН) 3,7 

3,6 

Кислород (О

2

) 4,0 4,0 

Аргон (Аr) 4,0 

4,1 

 

Эти  данные  являются  прямым  указанием  на  то,  что  молекулы  и  атомы, 

имеющие 

на 

своей 

поверхности 

квадруполи, 

имеют 

возможность 

взаимодействовать  через  образование  квадруполь-квадрупольных  связей,  образуя 
плотные  кластеры,  близкие  к  твердому  телу.  Эти  данные  позволяют  предположить, 
что  в  воде  существуют  локальные  области  с  высокой  плотностью  и  с  высокой 
степенью упорядоченности молекул. 

Под № 5

 – тетраэдрическая квадруполь-квадрупольная межгидридная связь. 

Под  №  6

  рассматриваются  двойные  и  тройные  связи  между  родственными 

атомами  тетраэдрической  конфигурации C, N и  О.  Эти  связи  линейные  диполь-
дипольные.  Рассмотрим  схемы  строения  атомов  С, N и  О.  Будем  изображать 
тетраэдрические атомы углерода, азота и кислорода в виде квадратов, как показано 
на схеме 4. 

 

(4) 

 

Кристалл атома углерода представляет собой правильный тетраэдр. Валентный 

диполь  трития  благодаря  магнитным  свойствам  двух  нейтронов  будет  иметь 
наибольшую  энергию  и  частоту  колебаний  p

+

-ē,  чем  диполи  двух  дейтериев  с 

одним  нейтроном  каждый,  а  диполь  атома  Н,  по-видимому,  будет  самым  слабым 
(схема 1, раздел 3). После  присоединения  четырех  атомов  водорода  через  четыре 
диполь-дипольные  связи  с  четырьмя  валентными  диполями  атома  углерода, 
образуется молекула метана СН

4

. Обращаем внимание на то обстоятельство, что не 

все  связи  С-Н  будут  равноценны.  Связь  атома  С  с  атомом  Н  с  участием  трития 
будет  самая  сильная,  две  связи  с  дейтериями  будут  слабее  первой,  а  четвертая - с 
водородом будет самой слабой (схема 5). 

Теперь  рассмотрим  какие  связи  могут  образоваться  при  взаимодействии  двух 

тетраэдров двух атомов углерода – схема 5.