Оглавление (стр. 81 )

Большой интерес представляют результаты, полученные и при исследовании водных растворов Н(BF), NH(BF), Li(BF), Na(BF), Mg(BF) и Ni(BF). Особенностью указанных растворов является наличие общего аниона BF с тетраэдрическим расположением атомов фтора вокруг атома бора. Концентрация ионов BF во всех растворах была почти одинаковой, что позволилоболее однозначно судить о том, как меняется собственная структура воды под действием различных катионов.

Исследования показали, что кривая интенсивности водных растворов тетрафторборной кислоты напоминает кривую интенсивности чистой воды. Это означает, что структура раствора мало отличается от структуры чистой воды, а так как кислота Н(BF) является сильной и, следовательно, в водном растворе диссоциирована на ионы Н и BF, то можно заключить, что эти ионы очень слабо воздействуют на структуру воды. Анализ площадей под пиками кривой распределения показывает, что ион BF тетраэдрически окружен молекулами . Протоны образуют с молекулами воды ионы гидроксония в результате химической реакции

При этом три равноценные связи О – Н образуются за счет 2р – электронов атома кислорода. В твердой фазе ионы имеют пирамидальное, а в газообразной – плоское треугольное строение. В жидкой фазе структура их, вероятно, близка к плоской. Ближайшее окружение иона в растворе состоит из трех молекул , соединенных с ним водородными связями (см. рис. 3.6).

Кривые интенсивности рассеяния и распределения электронной плотности для водных растворов тетрафторбората аммония также очень похожи на соответствующие кривые чистой воды и растворов тетрафторборной кислоты. Отсюда следует, что ионы NH минимальнонарушают структуру воды, образуют с молекулами тетраэдрически направленные водородные связи. Этот результат подтверждается также исследованиями водных растворов NHОН и NHCl различной концентрации. Оказалось, что при комнатной температуре кривые интенсивности растворов NHОН напоминают кривую интенсивности чистой воды. В случае растворов NHCl второй максимум на кривой интенсивности, характкрный для воды, еле заметен и с повышением концентрации раствора почти совсем исчезает. В то же время интенсивность первого максимума возрастает. Аналогичное изменение в угловом распределении интенсивности рассеяния наблюдается для чистой воды при повышении температуры, когда её тетраэдрическая структура нарушается тепловым движением молекулы. Отличие кривых интенсивности водных растворов NHОН и NHCl обусловлено неодинаковым действием на структуру воды ионов ОН и NH, с одной стороны, и ионов Cl - с другой. Ионы ОН и NH нарушают структуру воды гораздо слабее, чем такое же количество ионов Cl.

В водных растворах тетрафторборатов лития, магния и никеля также наблюдается изменение картины рассеяния излучения с концентрацией раствора. Ионы Li, Mg и Ni нарушают собственную структуру воды, образуют комплексы Li(), Mg() и Ni(). Разумеется, чем больше концентрация, тем больше создается подобных комплексов, тем значительнее разрушается собственная структура воды.

Резюмируя, можно закл, что в водных растворах, расположение молекул вокруг ионов Li,Na, ОН и NH тетраэдрическое, вокруг К, Cl, Mg, Ca - октаэдрическое, а вокруг Ni, Co и Cu - несимметричное (n=4+2). Асимметрия гидратной оболочки наибольшая у катионов Cu, вокруг которых четыре молекулы находятся ближе к иону, а две – несколько дальше от него. Комплексные ионы и NH имеют тетраэдрическое, а ионы NO - плоское треугольное строение. Вокруг NO находится в среднем три молекулы , а вокруг - около восьми.

Структура комплексных ионов в водных растворах рентгенографически исслндовалась Г. Иоханссоном. Им определена конфигурация AuCl, AuBr, HgI, HgI, MoO, ClO, PO, Pb(), Li() и других комплексных ионов. Использовалось излучение серебра и молибдена, монохроматизированное отражением от изогнутого кристалла LiF.