background image

 

92

осуществляется  контакт  между  двумя  треугольными  плоскостями  кристаллов  этих 
атомов  (табл. 5). Естественно,  что  соединенные  вплотную  ребром  или  плоскостью 
два  атома,  будут  иметь,  по-видимому,  более  сильное  электромагнитное  поле, 
которое  будет  оказывать  влияние  на  упрочнение  связи  О-Н  в  молекулах 
органических кислот и связь Н-С в молекуле HC≡ N. 

Если  в  случае  органических  кислот  группа  ОН  от  автодиссоциированной 

молекулы  воды  все-таки  среднестатистически  совершает  акт  отрыва  атома  Н  от 
молекулы уксусной и угольной кислот, то в случае синильной кислоты это событие 
совершенно минимально (табл. 15). В то же время в жидком аммиаке, в котором по 
причине  автодиссоциации NH

3

  существует  кислотный  атом  Н

( + )

  и  основная  группа

 

( - )

NH

2

,  обладающая  самым  большим  сродством  к  протону,  кислота HCN почти 

полностью диссоциирована, как и минеральные кислоты в воде [20]. 

Приведем  цифры  энергии  протонного  сродства  для  некоторых  атомов  и  частиц 

с  основными  свойствами  по  данным  К.Б.  Яцимирского (1947 г.);  хотя  они  были 
рассчитаны  для  газов,  но  полагаем,  что  в  случае  растворов  для  относительной 
ориентировки их можно использовать: 

 

Атом или группа 

NH

2

 OH  Cl  NO

3

 SO

4

 

Ккал/моль 

419 368  323 320  ? 

 

Величины  протонного  сродства  для Cl и NO

3

  близки,  так  же  близки  и 

величины  степени  диссоциации  молекул HCl и HNO

3

  (табл. 15); вместе  с  тем 

степень  диссоциации  молекулы  H

2

SO

4

  ниже,  чем  у  предыдущих  молекул,  что 

можно связать с меньшей величиной протонного сродства группы SO

4

Эти  данные  указывают  на  то,  что  эффективность  действия  Н-  содержащих 

кислот,  очень  сильно  зависит  от  Н-акцепторной  силы  основания (Cl, OH, NO

3

,  О

2

-

S=О

2

, CH

n

СОО, NH

2

 и др.). 

НОН+молекулы органических кислот. 

Обратимся  к  органическим  кислотам.  Из  таблицы 15 видно,  что  степень 

диссоциации  молекул,  содержащих  атомы  углерода,  составляет  менее 2 %. В 
молекуле  уксусной  кислоты - CH

3

СООН  два  атома  кислорода,  имеющие  по  два 

квадруполя  и  атом  водорода,  могут  образовать  Н-связи  с  молекулами  воды.  Можно 
сказать,  что  три  атома  смачиваются  водой,  то  есть  обладают  гидрофильностью, 
тогда  как  пять  атомов  левой  части  растворяемой  молекулы, (два  атома  С  и  три 
атома  Н)  не  образуют  химического  взаимодействия  с  водой,  то  есть  они  обладают 
гидрофобностью. 

Из  этого  следует,  что  кластер  из  молекул  воды,  закрепленный  на 

гидрофильной  части  молекулы  кислоты,  имеет  небольшой  размер,  и  вероятность 
появления  в  нем  от  диссоциации  НОН  частиц  Н  и  ОН  небольшая  и,  следовательно, 
степень  диссоциации  или  отщепления  атома  Н  от  молекулы  кислоты  так  же 
небольшая. 

Увеличение  числа  атомов  углерода  в  составе  органических  молекул  кислот 

приводит  к  увеличению  степени  гидрофобности  молекул,  что  отражается  на  их 
растворимости.  Так  муравьиная,  уксусная,  пропионовая  и  н-масляная  кислоты  (С

1

-

С

4

)  смешиваются  с  водой  во  всех  соотношениях,  и  их  растворы  имеют  кислый 

вкус.  Несколько  следующих  кислот  С

4

8

  ограниченно  растворимы,  а  высшие 

гомологи,  начиная  с  С

9

,  практически  нерастворимы  в  воде.  Если  же  обратиться  к 

парафинам,  то  они  полностью  гидрофобны  и  нерастворимы  в  воде.  Эти  свойства 
гидрофобности  объясняются  отсутствием  у  атомов  углерода  квадруполей,  которые 
способствуют  образованию  Н-связей  с  растворителем,  а  так  же  отсутствием  какой-
либо протонизации в атомах водорода в группах С-Н. В соответствии с таблицей 1, 
в которой мы опирались на величины потенциалов ионизации, атом Н в группе С-Н 
возможно  имеет  даже  некоторый  заряд  -δ≤1.  Если  же  опираться  на  величины 
электроотрицательности  углерода  и  водорода  С=2,5  и  Н=2,1,  то  получается,  что