Đặc điểm của liên kết cộng hóa trị. Những chất nào được đặc trưng bởi liên kết cộng hóa trị?

Liên kết hóa học

Mọi tương tác dẫn đến sự kết hợp của các hạt hóa học (nguyên tử, phân tử, ion,…) thành chất đều được chia thành liên kết hóa học và liên kết liên phân tử (tương tác liên phân tử).

Liên kết hóa học- liên kết trực tiếp giữa các nguyên tử. Có liên kết ion, cộng hóa trị và kim loại.

Liên kết liên phân tử- liên kết giữa các phân tử. Đó là các liên kết hydro, liên kết ion-lưỡng cực (do hình thành liên kết này mà xảy ra sự hình thành lớp vỏ hydrat hóa của các ion), lưỡng cực-lưỡng cực (do hình thành liên kết này nên các phân tử chất phân cực được kết hợp lại với nhau). , ví dụ, trong axeton lỏng), v.v.

Liên kết ion- Liên kết hóa học được hình thành do lực hút tĩnh điện của các ion mang điện tích trái dấu. Trong các hợp chất nhị phân (hợp chất của hai nguyên tố), nó được hình thành khi kích thước của các nguyên tử liên kết khác nhau rất nhiều: một số nguyên tử lớn, số khác nhỏ - nghĩa là một số nguyên tử dễ dàng nhường electron, trong khi những nguyên tử khác có xu hướng nhận chúng (thông thường đây là các nguyên tử của các nguyên tố tạo thành kim loại điển hình và nguyên tử của các nguyên tố tạo thành phi kim điển hình); độ âm điện của các nguyên tử như vậy cũng rất khác nhau.
Liên kết ion không định hướng và không bão hòa.

Liên kết cộng hóa trị- liên kết hóa học hình thành do sự hình thành của một cặp electron chung. Liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa các nguyên tử nhỏ có bán kính giống nhau hoặc tương tự nhau. Một điều kiện cần thiết là sự hiện diện của các electron chưa ghép cặp trong cả hai nguyên tử liên kết (cơ chế trao đổi) hoặc một cặp đơn độc trong một nguyên tử và một quỹ đạo tự do ở nguyên tử kia (cơ chế cho-chấp):

MỘT) H· + ·H H:H H-H H2 (một cặp electron dùng chung; H là hóa trị một);
b) NN N 2 (ba cặp electron dùng chung; N là hóa trị ba);
V) H-F HF (một cặp electron dùng chung; H và F là hóa trị một);
G) NH4+ (bốn cặp electron dùng chung; N là hóa trị bốn)
    Dựa vào số cặp electron dùng chung, liên kết cộng hóa trị được chia thành
  • đơn giản (đơn)- một cặp electron,
  • gấp đôi- hai cặp electron,
  • gấp ba lần- 3 cặp electron.

Liên kết đôi và liên kết ba được gọi là liên kết bội.

Theo sự phân bố mật độ electron giữa các nguyên tử liên kết, liên kết cộng hóa trị được chia thành không phân cực Và vùng cực. Một liên kết không phân cực được hình thành giữa các nguyên tử giống hệt nhau, một liên kết cực - giữa các nguyên tử khác nhau.

độ âm điện- thước đo khả năng của một nguyên tử trong một chất có thể thu hút các cặp electron chung.
Các cặp electron của liên kết cực được dịch chuyển về phía các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn. Sự dịch chuyển của các cặp electron được gọi là sự phân cực liên kết. Các điện tích một phần (dư thừa) được hình thành trong quá trình phân cực được ký hiệu là + và -, ví dụ: .

Dựa trên bản chất của sự chồng chéo của các đám mây điện tử ("quỹ đạo"), liên kết cộng hóa trị được chia thành -bond và -bond.
-Liên kết được hình thành do sự chồng chéo trực tiếp của các đám mây điện tử (dọc theo đường thẳng nối các hạt nhân nguyên tử), -Liên kết được hình thành do sự chồng chéo ngang (ở cả hai phía của mặt phẳng nơi hạt nhân nguyên tử nằm).

Liên kết cộng hóa trị có tính định hướng và bão hòa cũng như có tính phân cực.
Mô hình lai hóa được sử dụng để giải thích và dự đoán chiều tương hỗ của liên kết cộng hóa trị.

Sự lai hóa quỹ đạo nguyên tử và đám mây điện tử- sự liên kết được cho là của các quỹ đạo nguyên tử về năng lượng và hình dạng của các đám mây điện tử khi nguyên tử hình thành liên kết cộng hóa trị.
Ba kiểu lai phổ biến nhất là: sp-, sp 2 và sp 3 -lai hóa. Ví dụ:
sp-sự lai hóa - trong các phân tử C 2 H 2, BeH 2, CO 2 (cấu trúc tuyến tính);
sp 2-lai - trong các phân tử C 2 H 4, C 6 H 6, BF 3 (hình tam giác phẳng);
sp Lai 3 - trong phân tử CCl 4, SiH 4, CH 4 (dạng tứ diện); NH 3 (dạng kim tự tháp); H 2 O (hình dạng góc cạnh).

Kết nối kim loại- một liên kết hóa học được hình thành bằng cách chia sẻ các electron hóa trị của tất cả các nguyên tử liên kết của tinh thể kim loại. Kết quả là, một đám mây điện tử duy nhất của tinh thể được hình thành, đám mây này dễ dàng di chuyển dưới tác động của điện áp - do đó kim loại có tính dẫn điện cao.
Liên kết kim loại được hình thành khi các nguyên tử được liên kết lớn và do đó có xu hướng nhường electron. Các chất đơn giản có liên kết kim loại là kim loại (Na, Ba, Al, Cu, Au, v.v.), các chất phức tạp là các hợp chất liên kim loại (AlCr 2, Ca 2 Cu, Cu 5 Zn 8, v.v.).
Liên kết kim loại không có tính định hướng hoặc độ bão hòa. Nó cũng được bảo quản trong kim loại tan chảy.

liên kết hydro- liên kết liên phân tử được hình thành do sự nhận một phần cặp electron từ nguyên tử có độ âm điện cao bởi nguyên tử hydro có điện tích dương lớn. Nó được hình thành trong trường hợp một phân tử chứa một nguyên tử có một cặp electron đơn độc và độ âm điện cao (F, O, N) và phân tử kia chứa một nguyên tử hydro liên kết bởi một liên kết cực cao với một trong những nguyên tử đó. Ví dụ về liên kết hydro liên phân tử:

H—O—H OH 2 , H—O—H NH 3 , H—O—H F—H, H—F H—F.

Liên kết hydro nội phân tử tồn tại trong các phân tử polypeptide, axit nucleic, protein, v.v..

Thước đo độ bền của bất kỳ liên kết nào là năng lượng liên kết.
Năng lượng truyền thông- năng lượng cần thiết để phá vỡ một liên kết hóa học nhất định trong 1 mol chất. Đơn vị đo là 1 kJ/mol.

Năng lượng của liên kết ion và cộng hóa trị có cùng độ lớn, năng lượng của liên kết hydro nhỏ hơn một bậc.

Năng lượng của liên kết cộng hóa trị phụ thuộc vào kích thước của các nguyên tử liên kết (độ dài liên kết) và độ bội số của liên kết. Các nguyên tử càng nhỏ và bội số liên kết càng lớn thì năng lượng của nó càng lớn.

Năng lượng liên kết ion phụ thuộc vào kích thước của các ion và điện tích của chúng. Các ion càng nhỏ và điện tích của chúng càng lớn thì năng lượng liên kết càng lớn.

Cấu trúc của vật chất

Theo loại cấu trúc, tất cả các chất được chia thành phân tử Và phi phân tử. Trong số các chất hữu cơ, chất phân tử chiếm ưu thế, trong số các chất vô cơ, chất không phân tử chiếm ưu thế.

Dựa vào loại liên kết hóa học, các chất được chia thành các chất có liên kết cộng hóa trị, các chất có liên kết ion (chất ion) và các chất có liên kết kim loại (kim loại).

Các chất có liên kết cộng hóa trị có thể là phân tử hoặc không phân tử. Điều này ảnh hưởng đáng kể đến tính chất vật lý của họ.

Các chất phân tử gồm các phân tử liên kết với nhau bằng liên kết yếu giữa các phân tử, bao gồm: H 2, O 2, N 2, Cl 2, Br 2, S 8, P 4 và các chất đơn giản khác; CO 2, SO 2, N 2 O 5, H 2 O, HCl, HF, NH 3, CH 4, C 2 H 5 OH, polyme hữu cơ và nhiều chất khác. Những chất này không có độ bền cao, nhiệt độ nóng chảy và sôi thấp, không dẫn điện và một số hòa tan trong nước hoặc các dung môi khác.

Các chất không phân tử có liên kết cộng hóa trị hoặc các chất nguyên tử (kim cương, than chì, Si, SiO 2, SiC và các loại khác) tạo thành các tinh thể rất mạnh (ngoại trừ than chì phân lớp), chúng không hòa tan trong nước và các dung môi khác, có độ nóng chảy cao và điểm sôi, hầu hết chúng không dẫn dòng điện (trừ than chì, chất dẫn điện và chất bán dẫn - silicon, germani, v.v.)

Tất cả các chất ion đều có bản chất phi phân tử. Đây là những chất rắn, chịu lửa, dung dịch và chất tan chảy dẫn dòng điện. Nhiều trong số chúng hòa tan trong nước. Cần lưu ý rằng trong các chất ion, tinh thể gồm các ion phức tạp cũng có liên kết cộng hóa trị, ví dụ: (Na +) 2 (SO 4 2-), (K +) 3 (PO 4 3-) , (NH 4 + )(NO 3-), v.v. Các nguyên tử tạo nên các ion phức tạp được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị.

Kim loại (chất có liên kết kim loại) rất đa dạng về tính chất vật lý. Trong số đó có chất lỏng (Hg), kim loại rất mềm (Na, K) và kim loại rất cứng (W, Nb).

Các tính chất vật lý đặc trưng của kim loại là độ dẫn điện cao (không giống như chất bán dẫn, nó giảm khi nhiệt độ tăng), khả năng tỏa nhiệt và độ dẻo cao (đối với kim loại nguyên chất).

Ở trạng thái rắn, hầu hết các chất đều được cấu tạo từ tinh thể. Dựa trên loại cấu trúc và loại liên kết hóa học, tinh thể (“mạng tinh thể”) được chia thành nguyên tử(tinh thể của các chất không phân tử có liên kết cộng hóa trị), ion(tinh thể của các chất ion), phân tử(tinh thể của các chất phân tử có liên kết cộng hóa trị) và kim loại(tinh thể của các chất có liên kết kim loại).

Nhiệm vụ và bài kiểm tra chủ đề “Chủ đề 10.” Liên kết hóa học. Cấu trúc của vật chất."

  • Các loại liên kết hóa học - Cấu trúc vật chất lớp 8–9

    Bài học: 2 Bài tập: 9 Bài kiểm tra: 1

  • Bài tập: 9 Bài kiểm tra: 1

Sau khi học xong chủ đề này, bạn nên hiểu các khái niệm sau: liên kết hóa học, liên kết liên phân tử, liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết kim loại, liên kết hydro, liên kết đơn giản, liên kết đôi, liên kết ba, liên kết nhiều, liên kết không phân cực, liên kết cực , độ âm điện, độ phân cực liên kết, - và liên kết, sự lai hóa của các quỹ đạo nguyên tử, năng lượng liên kết.

Bạn phải biết phân loại các chất theo loại cấu trúc, loại liên kết hóa học, sự phụ thuộc tính chất của các chất đơn giản và phức tạp vào loại liên kết hóa học và loại “mạng tinh thể”.

Bạn phải có khả năng: xác định loại liên kết hóa học trong một chất, kiểu lai hóa, vẽ sơ đồ hình thành liên kết, sử dụng khái niệm độ âm điện, một số độ âm điện; biết độ âm điện thay đổi như thế nào của các nguyên tố hóa học cùng chu kỳ và một nhóm để xác định độ phân cực của liên kết cộng hóa trị.

Sau khi chắc chắn rằng mọi thứ bạn cần đã được học, hãy tiến hành hoàn thành các nhiệm vụ. Chúng tôi chúc bạn thành công.


Đề nghị đọc:
  • O. S. Gabrielyan, G. G. Lysova. Hoá học lớp 11. M., Bustard, 2002.
  • G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Hoá học lớp 11. M., Giáo dục, 2001.

Chức năng chính Mạng viễn thông (TCN) nhằm đảm bảo trao đổi thông tin giữa tất cả các hệ thống thuê bao của một mạng máy tính. Việc trao đổi được thực hiện thông qua các kênh liên lạc, là một trong những thành phần chính của mạng viễn thông.

Kênh liên lạc là sự kết hợp giữa phương tiện vật lý (đường truyền thông) và thiết bị truyền dữ liệu (DTE) truyền tín hiệu thông tin từ nút chuyển mạch mạng này sang nút chuyển mạch mạng khác hoặc giữa các nút chuyển đổi và hệ thống thuê bao.

Như vậy, kênh liên lạc và đường dây liên lạc vật lý không giống nhau. Nói chung, một số kênh logic có thể được tổ chức trên cơ sở một đường truyền thông theo thời gian, tần số, pha và các kiểu phân tách khác.

Được sử dụng trong mạng máy tính mạng điện thoại, điện báo, truyền hình, truyền thông vệ tinh. Các kênh có dây (trên không), cáp, vô tuyến của thông tin liên lạc mặt đất và vệ tinh được sử dụng làm đường truyền thông. Sự khác biệt giữa chúng được xác định bởi phương tiện truyền dữ liệu. Phương tiện truyền dữ liệu vật lý có thể là cáp, cũng như bầu khí quyển của trái đất hoặc không gian bên ngoài mà sóng điện từ lan truyền qua đó.

Mạng máy tính sử dụng mạng điện thoại, điện báo, truyền hình và mạng truyền thông vệ tinh. Các kênh có dây (trên không), cáp, vô tuyến của thông tin liên lạc mặt đất và vệ tinh được sử dụng làm đường truyền thông. Sự khác biệt giữa chúng được xác định bởi phương tiện truyền dữ liệu. Phương tiện truyền dữ liệu vật lý có thể là cáp, cũng như bầu khí quyển của trái đất hoặc không gian bên ngoài mà sóng điện từ truyền qua đó.

Đường dây liên lạc có dây (trên không)- đây là những sợi dây không có dây bện cách điện hoặc che chắn, được đặt giữa các cực và treo trong không khí. Theo truyền thống, chúng được sử dụng để truyền tín hiệu điện thoại và điện báo, nhưng trong trường hợp không có các khả năng khác thì chúng được sử dụng để truyền dữ liệu máy tính. Đường dây liên lạc có dây có đặc điểm là băng thông thấp và khả năng chống nhiễu thấp nên chúng nhanh chóng bị thay thế bởi đường dây cáp.

Đường cáp bao gồm một cáp bao gồm các dây dẫn có nhiều lớp cách điện - điện, điện từ, cơ khí và các đầu nối để kết nối các thiết bị khác nhau với nó. Mạng cáp chủ yếu sử dụng ba loại cáp: cáp dựa trên các cặp dây đồng xoắn (đây là loại cáp xoắn ở dạng có vỏ bọc, khi một cặp dây đồng được bọc trong một màn chắn cách điện, và không có vỏ bọc, khi không có lớp cách điện. bao bọc), cáp đồng trục (bao gồm lõi đồng bên trong và bện, ngăn cách với lõi bằng một lớp cách điện) và cáp quang (bao gồm các sợi mỏng - 5-60 micron để truyền tín hiệu ánh sáng).


Giữa các đường truyền cáp Hướng dẫn ánh sáng có hiệu suất tốt nhất. Ưu điểm chính của chúng: thông lượng cao (lên tới 10 Gbit/s và cao hơn), do sử dụng sóng điện từ trong phạm vi quang học; không nhạy cảm với các trường điện từ bên ngoài và không có bức xạ điện từ của chính nó, cường độ lao động thấp khi đặt cáp quang; an toàn về tia lửa, cháy nổ; tăng sức đề kháng với môi trường xâm thực; trọng lượng riêng thấp (tỷ lệ khối lượng tuyến tính trên băng thông); lĩnh vực ứng dụng rộng rãi (tạo đường cao tốc truy cập công cộng, hệ thống liên lạc giữa máy tính và thiết bị ngoại vi của mạng cục bộ, trong công nghệ vi xử lý, v.v.).

Nhược điểm của đường truyền cáp quang: việc kết nối thêm máy tính với bộ dẫn ánh sáng làm tín hiệu yếu đi đáng kể; modem tốc độ cao cần thiết cho bộ dẫn ánh sáng vẫn còn đắt tiền;

Các kênh vô tuyến mặt đất và vệ tinhđược hình thành bằng cách sử dụng máy phát và máy thu sóng vô tuyến. Các loại kênh vô tuyến khác nhau sẽ khác nhau về dải tần được sử dụng và phạm vi truyền thông tin. Các kênh vô tuyến hoạt động ở các dải sóng ngắn, trung bình và dài (HF, MF, DV) cung cấp khả năng liên lạc ở khoảng cách xa nhưng ở tốc độ truyền dữ liệu thấp. Đây là các kênh vô tuyến sử dụng điều chế biên độ tín hiệu. Các kênh hoạt động trên sóng siêu ngắn (VHF) nhanh hơn và được đặc trưng bởi sự điều chế tần số của tín hiệu. Các kênh tốc độ cực cao là những kênh hoạt động ở dải tần số cực cao (vi sóng), tức là. trên 4GHz. Trong phạm vi vi sóng, tín hiệu không bị phản xạ bởi tầng điện ly của Trái đất nên việc liên lạc ổn định đòi hỏi khả năng hiển thị trực tiếp giữa máy phát và máy thu. Vì lý do này, tín hiệu vi sóng được sử dụng trong các kênh vệ tinh hoặc trong các rơle vô tuyến, nơi đáp ứng điều kiện này.

Đặc điểm của đường truyền thông. Các đặc điểm chính của đường truyền thông bao gồm: đáp ứng biên độ-tần số, băng thông, độ suy giảm, thông lượng, khả năng chống nhiễu, nhiễu xuyên âm ở đầu gần của đường dây, độ tin cậy truyền dữ liệu, đơn giá.

Các đặc tính của đường dây liên lạc thường được xác định bằng cách phân tích phản ứng của nó đối với các ảnh hưởng tham chiếu nhất định, đó là các dao động hình sin có tần số khác nhau, vì chúng thường gặp trong công nghệ và có thể được sử dụng để biểu diễn bất kỳ hàm nào của thời gian. Mức độ biến dạng của tín hiệu hình sin của đường truyền được đánh giá bằng cách sử dụng đáp ứng tần số biên độ, băng thông và độ suy giảm ở một tần số nhất định.

Đáp ứng biên độ-tần số(Đáp ứng tần số) đưa ra bức tranh đầy đủ nhất về đường truyền; nó cho thấy biên độ của hình sin ở đầu ra của đường truyền suy giảm như thế nào so với biên độ ở đầu vào của nó đối với tất cả các tần số có thể có của tín hiệu truyền đi (thay vì biên độ của tín hiệu, công suất của nó thường được sử dụng). Do đó, đáp ứng tần số cho phép bạn xác định hình dạng của tín hiệu đầu ra đối với bất kỳ tín hiệu đầu vào nào. Tuy nhiên, rất khó để có được đáp ứng tần số của đường truyền thực tế, vì vậy trong thực tế, các đặc tính đơn giản hóa khác được sử dụng thay thế - băng thông và độ suy giảm.

Băng thông truyền thôngđại diện cho một dải tần số liên tục trong đó tỷ lệ biên độ của tín hiệu đầu ra với tín hiệu đầu vào vượt quá giới hạn xác định trước (thường là 0,5). Do đó, băng thông xác định dải tần số của tín hiệu hình sin mà tại đó tín hiệu này được truyền qua đường truyền mà không bị biến dạng đáng kể. Băng thông ảnh hưởng nhiều nhất đến tốc độ truyền thông tin tối đa có thể dọc theo đường truyền là sự chênh lệch giữa tần số tối đa và tối thiểu của tín hiệu hình sin trong một băng thông nhất định. Băng thông phụ thuộc vào loại đường truyền và độ dài của nó.

Cần có sự phân biệt giữa băng thông và độ rộng phổ của tín hiệu thông tin được truyền đi. Độ rộng phổ của tín hiệu được truyền là sự khác biệt giữa các sóng hài đáng kể tối đa và tối thiểu của tín hiệu, tức là. những sóng hài đóng góp chính cho tín hiệu thu được. Nếu các sóng hài đáng kể của tín hiệu nằm trong dải thông của đường truyền thì tín hiệu đó sẽ được truyền và nhận bởi máy thu mà không bị biến dạng. Nếu không, tín hiệu sẽ bị méo, máy thu sẽ mắc lỗi khi nhận dạng thông tin và do đó, thông tin sẽ không thể truyền đi với băng thông nhất định.

suy giảm là sự giảm tương đối về biên độ hoặc công suất của tín hiệu khi truyền tín hiệu có tần số nhất định dọc theo một đường truyền.

Độ suy giảm A được đo bằng decibel (dB, dB) và được tính theo công thức:

A = 10?lg(P ra / P vào)

trong đó P out, P in - công suất tín hiệu tương ứng ở đầu ra và đầu vào của đường dây.

Để ước tính sơ bộ sự biến dạng của các tín hiệu được truyền dọc theo đường dây, chỉ cần biết độ suy giảm của các tín hiệu tần số cơ bản là đủ, tức là. tần số có sóng hài có biên độ và công suất lớn nhất. Có thể ước tính chính xác hơn nếu chúng ta biết độ suy giảm ở một số tần số gần với tần số chính.

Thông lượng của đường truyền là đặc tính của nó, xác định (giống như băng thông) tốc độ truyền dữ liệu tối đa có thể có dọc theo đường truyền. Nó được đo bằng bit trên giây (bps), cũng như bằng đơn vị dẫn xuất (Kbps, Mbps, Gbps).

Băng thông một đường truyền thông phụ thuộc vào các đặc tính của nó (đáp ứng tần số, băng thông, độ suy giảm) và vào phổ của tín hiệu truyền, do đó, phụ thuộc vào phương pháp mã hóa vật lý hoặc tuyến tính đã chọn (tức là vào phương pháp biểu diễn thông tin rời rạc trong dạng tín hiệu). Đối với một phương thức mã hóa, một dòng có thể có một dung lượng này và đối với một phương thức mã hóa khác, một dòng có thể có một dung lượng khác.

Khi mã hóa thường sử dụng một sự thay đổi trong một số tham số của tín hiệu định kỳ (ví dụ: dao động hình sin) - tần số, biên độ và pha, hình sin hoặc dấu hiệu của thế năng chuỗi xung. Tín hiệu định kỳ có tham số thay đổi được gọi là tín hiệu sóng mang hoặc tần số sóng mang nếu tín hiệu hình sin được sử dụng làm tín hiệu đó. Nếu hình sin nhận được không thay đổi bất kỳ tham số nào của nó (biên độ, tần số hoặc pha) thì nó không mang bất kỳ thông tin nào.

Số lượng thay đổi trong tham số thông tin của tín hiệu sóng mang định kỳ trong một giây (đối với hình sin, đây là số lượng thay đổi về biên độ, tần số hoặc pha) được đo bằng baud. Chu kỳ hoạt động của máy phát là khoảng thời gian giữa những thay đổi liền kề của tín hiệu thông tin.

Nói chung Dung lượng đường truyền tính bằng bit trên giây không giống với tốc độ truyền. Tùy theo phương pháp mã hóa mà nó có thể cao hơn, bằng hoặc thấp hơn số baud. Ví dụ, nếu với phương pháp mã hóa này, một giá trị bit đơn được biểu thị bằng một xung có cực dương và giá trị 0 bằng một xung có cực âm, thì khi truyền các bit thay đổi luân phiên (không có chuỗi bit nào giống nhau). tên), tín hiệu vật lý thay đổi trạng thái hai lần trong quá trình truyền mỗi bit. Do đó, với cách mã hóa này, dung lượng đường truyền chỉ bằng một nửa số baud được truyền dọc đường truyền.

Đối với thông lượng dòng bị ảnh hưởng không chỉ bởi vật lý mà còn bởi cái gọi là mã hóa logic, được thực hiện trước mã hóa vật lý và bao gồm việc thay thế chuỗi bit thông tin ban đầu bằng một chuỗi bit mới mang cùng thông tin, nhưng có các thuộc tính bổ sung ( ví dụ: khả năng bên nhận phát hiện lỗi trong dữ liệu nhận được hoặc đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu được truyền bằng cách mã hóa nó). Theo quy luật, mã hóa logic đi kèm với việc thay thế chuỗi bit gốc bằng chuỗi dài hơn, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến thời gian truyền thông tin hữu ích.

Có một sự kết nối nhất định giữa dung lượng của một đường dây và băng thông của nó. Với phương pháp mã hóa vật lý cố định, dung lượng đường truyền tăng theo tần số ngày càng tăng của tín hiệu sóng mang định kỳ, vì sự gia tăng này đi kèm với sự gia tăng thông tin được truyền trên một đơn vị thời gian. Nhưng khi tần số của tín hiệu này tăng lên, độ rộng phổ của nó cũng tăng lên, điều này được truyền đi với độ méo được xác định bởi băng thông đường truyền. Sự khác biệt giữa băng thông đường truyền và độ rộng phổ của tín hiệu thông tin truyền đi càng lớn thì tín hiệu càng bị biến dạng và càng có nhiều khả năng xảy ra lỗi trong quá trình nhận dạng thông tin của máy thu. Kết quả là tốc độ truyền thông tin chậm hơn người ta mong đợi.

C=2F log 2 M, (4)

Trong đó M là số trạng thái khác nhau của tham số thông tin của tín hiệu được truyền.

Mối quan hệ Nyquist, cũng được sử dụng để xác định thông lượng tối đa có thể có của đường dây liên lạc, không tính đến sự hiện diện của nhiễu trên đường dây một cách rõ ràng. Tuy nhiên, ảnh hưởng của nó được phản ánh gián tiếp trong việc lựa chọn số lượng trạng thái của tín hiệu thông tin. Ví dụ: để tăng công suất đường truyền, có thể sử dụng không phải 2 hoặc 4 cấp mà là 16, khi mã hóa dữ liệu. Nhưng nếu biên độ nhiễu vượt quá chênh lệch giữa 16 cấp liền kề thì máy thu sẽ không thể nhận dạng một cách nhất quán. dữ liệu được truyền đi. Do đó, số lượng trạng thái tín hiệu có thể bị giới hạn một cách hiệu quả bởi tỷ lệ giữa công suất tín hiệu và nhiễu.

Công thức Nyquist xác định giá trị giới hạn của dung lượng kênh trong trường hợp số trạng thái của tín hiệu thông tin đã được chọn có tính đến khả năng nhận dạng ổn định của chúng bởi máy thu.

Khả năng chống ồn của đường truyền thông- đây là khả năng giảm mức độ nhiễu được tạo ra từ môi trường bên ngoài lên dây dẫn bên trong. Nó phụ thuộc vào loại phương tiện vật lý được sử dụng, cũng như thiết bị đường truyền có chức năng sàng lọc và triệt tiêu nhiễu. Khả năng chống ồn và không nhạy cảm nhất với bức xạ điện từ bên ngoài là đường cáp quang, khả năng chống nhiễu ít nhất là đường vô tuyến và đường cáp chiếm vị trí trung gian. Giảm nhiễu do bức xạ điện từ bên ngoài gây ra bằng cách che chắn và xoắn dây dẫn.

Nhiễu xuyên âm ở đầu gần của đường dây - xác định khả năng chống nhiễu của cáp đối với các nguồn gây nhiễu bên trong. Chúng thường được đánh giá liên quan đến cáp bao gồm một số cặp xoắn, khi nhiễu lẫn nhau của cặp này với cặp khác có thể đạt đến giá trị đáng kể và tạo ra nhiễu bên trong tương xứng với tín hiệu hữu ích.

Độ tin cậy của việc truyền dữ liệu(hoặc tỷ lệ lỗi bit) đặc trưng cho khả năng bị hỏng đối với từng bit dữ liệu được truyền. Nguyên nhân gây ra hiện tượng méo tín hiệu thông tin là do nhiễu trên đường truyền cũng như băng thông hạn chế. Do đó, việc tăng độ tin cậy của việc truyền dữ liệu đạt được bằng cách tăng mức độ chống nhiễu của đường dây, giảm mức độ nhiễu xuyên âm trong cáp và sử dụng nhiều đường truyền băng thông rộng hơn.

Đối với các đường truyền cáp thông thường không có biện pháp bảo vệ lỗi bổ sung, độ tin cậy truyền dữ liệu theo quy luật là 10 -4 -10 -6. Điều này có nghĩa là trung bình trong số 10 4 hoặc 10 6 bit được truyền đi, giá trị của một bit sẽ bị biến dạng.

Thiết bị đường truyền thông(thiết bị truyền dữ liệu - ATD) là thiết bị biên kết nối trực tiếp các máy tính với đường truyền thông. Nó là một phần của đường truyền thông và thường hoạt động ở cấp độ vật lý, đảm bảo việc truyền và nhận tín hiệu có hình dạng và công suất cần thiết. Ví dụ về ADF là modem, bộ điều hợp, bộ chuyển đổi tương tự sang số và kỹ thuật số sang tương tự.

ADF không bao gồm thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE) của người dùng, tạo ra dữ liệu để truyền qua đường truyền thông và được kết nối trực tiếp với ADF. Ví dụ, DTE bao gồm một bộ định tuyến mạng cục bộ. Lưu ý rằng việc phân chia thiết bị thành các lớp APD và DOD là khá tùy tiện.

Trên đường truyền thông trên khoảng cách xa, thiết bị trung gian được sử dụng, giúp giải quyết hai vấn đề chính: cải thiện chất lượng tín hiệu thông tin (hình dạng, công suất, thời lượng) và tạo kênh tổng hợp cố định (kênh đầu cuối) để liên lạc giữa hai thuê bao mạng. Trong LCS, thiết bị trung gian không được sử dụng nếu độ dài của môi trường vật lý (cáp, sóng vô tuyến) ngắn, do đó tín hiệu từ bộ điều hợp mạng này sang bộ điều hợp mạng khác có thể được truyền đi mà không cần khôi phục trung gian các thông số của chúng.

Mạng lưới toàn cầu đảm bảo truyền tín hiệu chất lượng cao qua hàng trăm, hàng nghìn km. Vì vậy, bộ khuếch đại được lắp đặt ở những khoảng cách nhất định. Để tạo đường dây end-to-end giữa hai thuê bao, bộ ghép kênh, bộ tách kênh và bộ chuyển mạch được sử dụng.

Thiết bị trung gian của kênh liên lạc là trong suốt đối với người dùng (anh ta không nhận thấy điều đó), mặc dù trên thực tế, nó tạo thành một mạng phức tạp được gọi là mạng chính và làm cơ sở để xây dựng máy tính, điện thoại và các mạng khác.

Phân biệt tương tự Và điện tửđường dây thông tin liên lạc, sử dụng nhiều loại thiết bị trung gian. Trong đường dây analog, thiết bị trung gian được thiết kế để khuếch đại tín hiệu analog có dải giá trị liên tục. Trong các kênh analog tốc độ cao, kỹ thuật ghép kênh tần số được triển khai khi một số kênh thuê bao analog tốc độ thấp được ghép thành một kênh tốc độ cao. Trong các kênh truyền thông kỹ thuật số, nơi tín hiệu thông tin hình chữ nhật có số trạng thái hữu hạn, thiết bị trung gian sẽ cải thiện hình dạng của tín hiệu và khôi phục chu kỳ lặp lại của chúng. Nó cung cấp sự hình thành các kênh kỹ thuật số tốc độ cao, hoạt động theo nguyên tắc ghép kênh thời gian, khi mỗi kênh tốc độ thấp được phân bổ một phần thời gian nhất định của kênh tốc độ cao.

Khi truyền dữ liệu máy tính rời rạc qua đường truyền kỹ thuật số, giao thức lớp vật lý được xác định, do các tham số của tín hiệu thông tin được truyền qua đường truyền được chuẩn hóa, nhưng khi truyền qua đường truyền tương tự, nó không được xác định, vì tín hiệu thông tin có một phạm vi tùy ý. hình dạng và không liên quan đến phương pháp biểu diễn số 1 và số 0 bằng thiết bị truyền dữ liệu.

Sau đây đã tìm thấy ứng dụng trong các mạng truyền thông: nốt Rê máy ép chuyển thông tin :

Simplex, khi máy phát và máy thu được kết nối bằng một kênh liên lạc, qua đó thông tin chỉ được truyền theo một hướng (điều này đặc trưng cho các mạng truyền thông truyền hình);

Bán song công, khi hai nút giao tiếp cũng được kết nối bằng một kênh, qua đó thông tin được truyền luân phiên theo một hướng và sau đó theo hướng ngược lại (điều này điển hình cho các hệ thống tham chiếu thông tin, yêu cầu-đáp ứng);

Song công, khi hai nút giao tiếp được kết nối bằng hai kênh (kênh liên lạc thuận và kênh ngược), qua đó thông tin được truyền đồng thời theo hướng ngược nhau. Các kênh song công được sử dụng trong các hệ thống có phản hồi quyết định và thông tin.

Các kênh liên lạc chuyển mạch và chuyên dụng. Trong TSS, có sự khác biệt giữa các kênh liên lạc chuyên dụng (không chuyển mạch) và các kênh chuyển mạch trong suốt thời gian truyền thông tin qua các kênh này.

Khi sử dụng các kênh liên lạc chuyên dụng, thiết bị thu phát của các nút liên lạc được kết nối liên tục với nhau. Điều này đảm bảo mức độ sẵn sàng cao của hệ thống trong việc truyền tải thông tin, chất lượng liên lạc cao hơn và hỗ trợ lưu lượng truy cập lớn. Do chi phí vận hành mạng với các kênh truyền thông chuyên dụng tương đối cao nên lợi nhuận của chúng chỉ đạt được nếu các kênh được tải đầy đủ.

Đối với các kênh truyền thông chuyển mạch, chỉ được tạo trong khoảng thời gian truyền một lượng thông tin cố định, chúng có đặc điểm là tính linh hoạt cao và chi phí tương đối thấp (với lưu lượng truy cập nhỏ). Nhược điểm của các kênh như vậy: mất thời gian chuyển mạch (để thiết lập liên lạc giữa các thuê bao), khả năng bị chặn do chiếm dụng một số phần nhất định của đường truyền, chất lượng liên lạc thấp hơn, chi phí cao với lưu lượng truy cập đáng kể.

Tầm quan trọng đặc biệt lớn trong các hệ thống sinh học là một loại tương tác liên phân tử đặc biệt, liên kết hydro, xảy ra giữa các nguyên tử hydro kết hợp hóa học trong một phân tử và các nguyên tử có độ âm điện F, O, N, Cl, S thuộc một phân tử khác. Khái niệm "liên kết hydro" được Latimer và Rodebush đưa ra lần đầu tiên vào năm 1920 để giải thích các tính chất của nước và các chất liên quan khác. Hãy xem xét một số ví dụ về kết nối như vậy.

Trong đoạn 5.2 chúng ta đã nói về phân tử pyridine và lưu ý rằng nguyên tử nitơ trong nó có hai electron bên ngoài có spin phản song song không tham gia vào quá trình hình thành liên kết hóa học. Cặp electron "tự do" hoặc "đơn độc" này sẽ hút proton và tạo thành liên kết hóa học với nó. Trong trường hợp này, phân tử pyridin sẽ chuyển sang trạng thái ion. Nếu có hai phân tử pyridin, chúng sẽ cạnh tranh để bắt một proton, tạo thành hợp chất

trong đó ba dấu chấm biểu thị một loại tương tác giữa các phân tử mới gọi là liên kết hydro. Trong hợp chất này, proton ở gần nguyên tử nitơ thuận tay trái hơn. Với thành công tương tự, proton có thể ở gần nguyên tử nitơ bên phải hơn. Do đó, thế năng của một proton là hàm của khoảng cách đến nguyên tử nitơ bên phải hoặc bên trái ở một khoảng cách cố định giữa chúng (xấp xỉ ) phải được mô tả bằng một đường cong có hai cực tiểu. Một phép tính cơ học lượng tử của đường cong như vậy do Rhine và Harris thực hiện được thể hiện trong hình. 4.

Lý thuyết cơ học lượng tử về liên kết hydro A-H...B dựa trên tương tác chất cho-chất nhận là một trong những lý thuyết đầu tiên được phát triển bởi N. D. Sokolov. Lý do của liên kết là sự phân phối lại mật độ electron giữa các nguyên tử A và B do proton gây ra. Nói một cách ngắn gọn, họ nói rằng một “cặp electron đơn độc” được chia sẻ. Trên thực tế, trong

Cơm. 4. Đường cong thế năng của năng lượng proton là hàm số của khoảng cách giữa các nguyên tử nitơ của hai phân tử pyridin.

Các electron khác của phân tử cũng tham gia vào việc hình thành các đường cong liên kết hydro tiềm năng, mặc dù ở mức độ thấp hơn (xem bên dưới).

Năng lượng liên kết hydro điển hình nằm trong khoảng từ 0,13 đến 0,31 eV. Nó có độ lớn nhỏ hơn năng lượng của liên kết cộng hóa trị nhưng lớn hơn năng lượng của tương tác van der Waals.

Phức hợp liên phân tử đơn giản nhất được hình thành bằng liên kết hydro là phức chất này có cấu trúc tuyến tính. Khoảng cách giữa các nguyên tử flo là 2,79 A. Khoảng cách giữa các nguyên tử trong phân tử có cực là 0,92 A. Khi một phức chất được hình thành, năng lượng khoảng 0,26 eV được giải phóng.

Với sự trợ giúp của liên kết hydro, một dimer nước được hình thành với năng lượng liên kết khoảng 0,2 eV. Năng lượng này xấp xỉ một phần hai mươi năng lượng của liên kết cộng hóa trị OH. Khoảng cách giữa hai nguyên tử oxy trong phức chất là khoảng 2,76 A. Nó nhỏ hơn tổng bán kính van der Waals của các nguyên tử oxy, bằng 3,06 A. Trong hình. Hình 5 cho thấy sự thay đổi mật độ electron của các nguyên tử nước được tính toán trong quá trình hình thành phức chất. Những tính toán này xác nhận rằng khi một phức được hình thành, sự phân bố mật độ electron xung quanh tất cả các nguyên tử của các phân tử phản ứng sẽ thay đổi.

Vai trò của tất cả các nguyên tử trong việc thiết lập liên kết hydro trong phức hợp cũng có thể được đánh giá bằng ảnh hưởng lẫn nhau của hai liên kết hydro giữa các bazơ nitơ, thymine và adenine, là một phần của chuỗi xoắn kép của phân tử DNA. Vị trí cực tiểu của đường cong thế proton trong hai liên kết phản ánh mối tương quan lẫn nhau của chúng (Hình 6).

Cùng với liên kết hydro thông thường hoặc yếu được hình thành bởi hydro có sự giải phóng năng lượng dưới 1 eV và được đặc trưng bởi một thế năng có hai cực tiểu, hydro tạo thành một số phức có sự giải phóng năng lượng lớn. Ví dụ, khi tạo phức, năng lượng 2,17 eV được giải phóng. Kiểu tương tác này được gọi là mạnh mẽ

Cơm. 5. Sự thay đổi mật độ electron xung quanh các nguyên tử trong phức chất được hình thành bởi liên kết hydro của hai phân tử nước.

Điện tích của electron được coi là bằng đơn vị. Trong phân tử nước tự do, điện tích của 10 electron được phân bố sao cho gần nguyên tử oxy có điện tích 8,64 và ở nguyên tử hydro

Cơm. 6. Liên kết hydro giữa các bazơ nitơ: a - thymine (T) và adenip (A), là một phần của phân tử DNN (mũi tên chỉ vị trí gắn của các bazơ với chuỗi phân tử đường và axit photphoric); - đường cong liên kết hydro tiềm năng; O - oxy; - hydro; - cacbon; - nitơ.

liên kết hydro. Khi các phức có liên kết hydro mạnh được hình thành, cấu hình của các phân tử thay đổi đáng kể. Thế năng của proton có một cực tiểu tương đối phẳng nằm ở gần tâm của liên kết. Do đó, proton dễ dàng bị dịch chuyển. Sự dịch chuyển dễ dàng của proton dưới tác dụng của trường bên ngoài quyết định độ phân cực cao của phức.

Liên kết hydro mạnh không xảy ra trong các hệ thống sinh học. Đối với liên kết hydro yếu, nó có tầm quan trọng quyết định trong mọi sinh vật sống.

Vai trò đặc biệt lớn của liên kết hydro trong các hệ thống sinh học chủ yếu là do nó quyết định cấu trúc thứ cấp của protein, có tầm quan trọng cơ bản đối với mọi quá trình sống; với sự trợ giúp của liên kết hydro, các cặp bazơ được giữ trong các phân tử DNA và cấu trúc ổn định của chúng ở dạng xoắn kép được đảm bảo, và cuối cùng, liên kết hydro tạo ra các tính chất rất khác thường của nước, rất quan trọng cho sự tồn tại của nước. các hệ thống sống.

Nước là một trong những thành phần chính của mọi sinh vật sống. Cơ thể động vật gần 2/3 là nước. Phôi người chứa khoảng 93% nước trong tháng đầu tiên. Sẽ không có nước chảy. Nước đóng vai trò là môi trường chính trong đó các phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào. Nó tạo thành phần chất lỏng của máu và bạch huyết. Nước cần thiết cho quá trình tiêu hóa, vì sự phân hủy carbohydrate, protein và chất béo xảy ra khi bổ sung các phân tử nước. Nước được giải phóng trong tế bào khi protein được tạo thành từ các axit amin. sinh lý

Cơm. 7. Cấu trúc băng. Mỗi phân tử nước được kết nối bằng liên kết hydro (ba điểm) với bốn phân tử nước nằm ở các đỉnh của khối tứ diện.

Cơm. 8. Liên kết hydro trong liên kết hydro mờ và “tuyến tính”

Các đặc tính của polyme sinh học và nhiều cấu trúc siêu phân tử (đặc biệt là màng tế bào) phụ thuộc rất nhiều vào sự tương tác của chúng với nước.

Hãy xem xét một số tính chất của nước. Mỗi phân tử nước có mô men điện lớn. Do độ âm điện cao của các nguyên tử oxy, một phân tử nước có thể hình thành liên kết hydro với một, hai, ba hoặc bốn phân tử nước khác. Kết quả là tạo ra các dime tương đối ổn định và các phức hợp polyme khác. Trung bình, mỗi phân tử trong nước lỏng có bốn phân tử lân cận. Thành phần và cấu trúc của các phức chất liên phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ nước.

Nước tinh thể (nước đá) có cấu trúc trật tự nhất ở áp suất bình thường và nhiệt độ dưới 0 độ C. Tinh thể của nó có cấu trúc hình lục giác. Ô đơn vị chứa bốn phân tử nước. Cấu trúc tế bào được thể hiện trong hình. 7. Xung quanh nguyên tử oxy trung tâm có bốn nguyên tử oxy khác nằm ở các đỉnh của một tứ diện đều cách nhau 2,76 A. Mỗi phân tử nước được kết nối với các phân tử lân cận bằng bốn liên kết hydro. Trong trường hợp này, góc giữa các liên kết OH trong phân tử tiến tới giá trị “tứ diện” là 109,1°. Trong một phân tử tự do, nó xấp xỉ 105°.

Cấu trúc của băng giống như cấu trúc của kim cương. Tuy nhiên, trong kim cương có lực hóa học giữa các nguyên tử cacbon. Một tinh thể kim cương là một phân tử lớn. Tinh thể băng được phân loại là tinh thể phân tử. Các phân tử trong tinh thể về cơ bản vẫn giữ được tính chất riêng của chúng và liên kết với nhau thông qua liên kết hydro.

Cơm. 9. Giá trị thực nghiệm của sự thay đổi tần số dao động hồng ngoại trong nước khi hình thành liên kết hydro ở một góc .

Mạng băng rất lỏng lẻo và chứa nhiều “khoảng trống”, vì số lượng phân tử nước gần nhất cho mỗi phân tử (số phối trí) chỉ là bốn. Khi tan chảy, mạng băng bị phá hủy một phần, đồng thời một số khoảng trống được lấp đầy và mật độ của nước trở nên lớn hơn mật độ của băng. Đây là một trong những dị thường chính của nước. Khi tiếp tục gia nhiệt đến 4°C, quá trình nén vẫn tiếp tục. Khi được làm nóng trên 4° C, biên độ dao động không điều hòa tăng lên, số lượng phân tử liên kết trong phức chất (bầy) giảm và mật độ của nước giảm. Theo ước tính sơ bộ, bầy đàn ở nhiệt độ phòng bao gồm khoảng 240 phân tử, ở 37° C - khoảng 150, ở 45 và 100° C, lần lượt là 120 và 40.

Sự đóng góp của liên kết hydro vào tổng năng lượng của các tương tác giữa các phân tử (11,6 kcal/mol) là khoảng 69%. Do liên kết hydro, điểm nóng chảy (0° C) và điểm sôi (100° C) của nước khác biệt đáng kể so với điểm nóng chảy và điểm sôi của các chất lỏng phân tử khác, giữa các phân tử chỉ có lực van der Waals tác dụng. Ví dụ: đối với metan, các giá trị này lần lượt là -186 và -161° C.

Trong nước lỏng, cùng với tàn dư của cấu trúc tứ diện của băng, có các dimer tuyến tính và tuần hoàn và các phức hợp khác chứa 3, 4, 5, 6 hoặc nhiều phân tử. Điều quan trọng là góc P hình thành giữa liên kết OH và liên kết hydro thay đổi tùy thuộc vào số lượng phân tử trong chu trình (Hình 8). Trong một dimer, góc này là 110°, trong một vòng năm cạnh là 10°, và trong một vòng sáu cạnh và cấu trúc băng hình lục giác, nó gần giống như một viên đạn (liên kết hydro “tuyến tính”).

Hóa ra năng lượng cao nhất của một liên kết hydro tương ứng với góc. Năng lượng của liên kết hydro tỷ lệ thuận với sự thay đổi tần số dao động hồng ngoại kéo dài của nhóm OH trong phân tử nước so với. tần số dao động của phân tử tự do. Độ dịch chuyển tối đa được quan sát thấy trong trường hợp liên kết hydro “tuyến tính”. Trong một phân tử nước trong trường hợp này, tần số giảm đi và tần số giảm đi . Trong hình. Hình 9 thể hiện đồ thị tỷ số dịch chuyển

tần số để bù tối đa từ góc. Do đó, đồ thị này cũng mô tả sự phụ thuộc của năng lượng liên kết hydro vào góc . Sự phụ thuộc này là biểu hiện của tính chất hợp tác của liên kết hydro.

Nhiều nỗ lực đã được thực hiện để tính toán về mặt lý thuyết cấu trúc và tính chất của nước, có tính đến các liên kết hydro và các tương tác giữa các phân tử khác. Theo vật lý thống kê, các tính chất nhiệt động của một hệ gồm các phân tử tương tác nằm trong thể tích V ở áp suất không đổi P ở trạng thái cân bằng thống kê với bộ điều nhiệt được xác định thông qua hàm phân chia trạng thái

Ở đây V là thể tích của hệ thống; k - hằng số Boltzmann; T - nhiệt độ tuyệt đối; có nghĩa là chúng ta cần lấy dấu vết của toán tử thống kê trong dấu ngoặc nhọn, trong đó H là toán tử lượng tử của năng lượng của toàn hệ thống. Toán tử này bằng tổng các toán tử động năng của chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của các phân tử và toán tử thế năng của sự tương tác của tất cả các phân tử.

Nếu biết tất cả các hàm riêng và toàn phổ năng lượng E của toán tử H thì (6.2) có dạng

Khi đó năng lượng tự do Gibbs G của hệ ở áp suất P và nhiệt độ T được xác định bằng biểu thức đơn giản

Biết năng lượng tự do Gibbs, chúng ta tìm được tổng khối lượng entropy năng lượng.

Thật không may, do tính chất phức tạp của sự tương tác giữa các phân tử trong nước (phân tử lưỡng cực dị hướng, liên kết hydro dẫn đến các phức có thành phần thay đổi, trong đó năng lượng của liên kết hydro phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của phức chất, v.v.), chúng ta không thể viết toán tử H một cách rõ ràng. Vì vậy, chúng ta phải dùng đến sự đơn giản hóa rất lớn. Do đó, Nameti và Scheraga đã tính toán hàm phân chia dựa trên thực tế là chỉ có năm trạng thái năng lượng của các phân tử trong phức hợp có thể được tính đến, theo

với số lượng liên kết hydro mà chúng tạo thành (0, 1, 2, 3, 4) với các phân tử lân cận. Bằng cách sử dụng mô hình này, họ thậm chí còn chứng minh được rằng mật độ của nước đạt tối đa ở 4° C. Tuy nhiên, sau đó chính các tác giả đã chỉ trích lý thuyết mà họ phát triển vì nó không mô tả nhiều dữ kiện thực nghiệm. Những nỗ lực khác trong tính toán lý thuyết về cấu trúc của nước có thể được tìm thấy trong bài tổng quan của Ben-Naim và Stillinger.

Do tính chất lưỡng cực của các phân tử nước và vai trò to lớn của liên kết hydro nên sự tương tác của các phân tử nước với các ion và phân tử trung tính trong cơ thể sống cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng. Các tương tác dẫn đến quá trình hydrat hóa các ion và một loại tương tác đặc biệt gọi là kỵ nước và ưa nước sẽ được thảo luận trong các phần sau của chương này."

Nói về vai trò của nước trong các hiện tượng sinh học, cần lưu ý rằng tất cả các sinh vật sống đã thích nghi rất thành công với một lượng liên kết hydro nhất định giữa các phân tử. Điều này được chứng minh bằng việc việc thay thế các phân tử nước nặng có ảnh hưởng rất đáng kể đến hệ thống sinh học. Độ hòa tan của các phân tử phân cực giảm, tốc độ truyền xung thần kinh giảm, hoạt động của các enzyme bị gián đoạn, sự phát triển của vi khuẩn và nấm chậm lại, v.v. Có lẽ tất cả những hiện tượng này là do sự tương tác hydro giữa các phân tử. mạnh hơn sự tương tác giữa các phân tử nước nặng được biểu thị bằng điểm nóng chảy cực cao (3,8 ° C) và nhiệt độ nóng chảy cao (1,51 kcal/mol). Đối với nước thông thường, nhiệt nóng chảy là 1,43 kcal/mol.


Danh sách tương tác. Bắt đầu gõ từ bạn đang tìm kiếm.

SỰ LIÊN QUAN

từ đồng nghĩa:

tính nhất quán, mạch lạc, Tính liên tục, Khả năng gập lại, Trình tự, hòa hợp, sự tương tác, Kết nối, Phát âm, Nối, Khớp nối, giao tiếp, phương tiện giao tiếp, Giao hợp, giao tiếp, tiếp xúc, Hiệp hội, quan hệ, Quan hệ, sự phụ thuộc, Ràng buộc, Quan hệ, Lãng mạn, Kết nối liên kết , liên hiệp, nhân quả, quan hệ công chúng, Tomba, các mối quan hệ thân mật, âm mưu, Tương quan, song công, dây rốn, Giao hợp, Liên kết, Tôn giáo, chung sống, parataxis, Kết nối chủ đề, tính liên tục, Độ bám dính, sự liên kết với nhau, Tương quan, tính có điều kiện, Kết nối, quan hệ họ hàng, chất bôi trơn , trái phiếu, thần tình yêu, chuyện tình, khớp thần kinh, bối cảnh, tình yêu, chủ đề, thư, tin nhắn, bốn cực. Kiến. sự phân mảnh

SỰ LIÊN QUAN từ đồng nghĩa, chúng là gì? SỰ LIÊN QUAN, SỰ LIÊN QUANđây là ý nghĩa của từ này SỰ LIÊN QUAN, nguồn gốc (từ nguyên) SỰ LIÊN QUAN, SỰ LIÊN QUAN trọng âm, dạng từ trong các từ điển khác

+ SỰ LIÊN QUAN từ đồng nghĩa - Từ điển từ đồng nghĩa tiếng Nga 4

Độ âm điện là khả năng của các nguyên tử dịch chuyển các electron theo hướng của chúng khi hình thành liên kết hóa học. Khái niệm này được đưa ra bởi nhà hóa học người Mỹ L. Pauling (1932). Độ âm điện đặc trưng cho khả năng một nguyên tử của một nguyên tố nhất định thu hút một cặp electron chung trong phân tử. Các giá trị độ âm điện được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau là khác nhau. Trong thực hành giáo dục, họ thường sử dụng các giá trị tương đối hơn là tuyệt đối của độ âm điện. Phổ biến nhất là thang đo trong đó độ âm điện của tất cả các nguyên tố được so sánh với độ âm điện của lithium, được lấy làm một.

Trong số các nguyên tố nhóm IA - VIIA:

độ âm điện, theo quy luật, tăng theo chu kỳ (“từ trái sang phải”) khi số nguyên tử tăng dần và giảm theo nhóm (“từ trên xuống dưới”).

Mô hình thay đổi độ âm điện giữa các phần tử khối d phức tạp hơn nhiều.

Các nguyên tố có độ âm điện cao, các nguyên tử có ái lực điện tử cao và năng lượng ion hóa cao, tức là có xu hướng thêm một electron hoặc dịch chuyển một cặp electron liên kết theo hướng của chúng, được gọi là phi kim.

Chúng bao gồm: hydro, carbon, nitơ, phốt pho, oxy, lưu huỳnh, selen, flo, clo, brom và iốt. Theo một số đặc điểm, một nhóm khí hiếm đặc biệt (helium-radon) cũng được phân loại là phi kim.

Kim loại bao gồm hầu hết các nguyên tố trong Bảng tuần hoàn.

Kim loại được đặc trưng bởi độ âm điện thấp, tức là năng lượng ion hóa thấp và ái lực điện tử. Các nguyên tử kim loại hoặc tặng electron cho các nguyên tử phi kim hoặc trộn lẫn các cặp electron liên kết với nhau. Kim loại có độ bóng đặc trưng, ​​​​độ dẫn điện cao và độ dẫn nhiệt tốt. Chúng chủ yếu bền và dễ uốn.

Tập hợp các tính chất vật lý giúp phân biệt kim loại với phi kim loại này được giải thích bằng loại liên kết đặc biệt tồn tại trong kim loại. Tất cả các kim loại đều có mạng tinh thể được xác định rõ ràng. Cùng với các nguyên tử, các nút của nó còn chứa các cation kim loại, tức là nguyên tử bị mất electron. Những electron này tạo thành một đám mây điện tử xã hội hóa, được gọi là khí điện tử. Những electron này nằm trong trường lực của nhiều hạt nhân. Liên kết này được gọi là kim loại. Sự di chuyển tự do của các electron trong toàn bộ thể tích của tinh thể quyết định các tính chất vật lý đặc biệt của kim loại.

Kim loại bao gồm tất cả các yếu tố d và f. Nếu từ Bảng tuần hoàn, bạn chỉ nhẩm chọn các khối gồm các nguyên tố s và p, tức là các phần tử thuộc nhóm A và vẽ một đường chéo từ góc trên bên trái đến góc dưới bên phải, thì hóa ra đó là các nguyên tố phi kim loại. ở phía bên phải của đường chéo này và kim loại - ở bên trái. Liền kề với đường chéo là các nguyên tố không thể phân loại rõ ràng là kim loại hay phi kim loại. Những nguyên tố trung gian này bao gồm: boron, silicon, germanium, asen, antimon, selen, polonium và astatine.

Các ý tưởng về liên kết cộng hóa trị và liên kết ion đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các ý tưởng về cấu trúc của vật chất, tuy nhiên, việc tạo ra các phương pháp vật lý, hóa học mới để nghiên cứu cấu trúc tinh tế của vật chất và việc sử dụng chúng cho thấy hiện tượng liên kết hóa học còn nhiều hạn chế. phức tạp hơn. Hiện tại người ta tin rằng bất kỳ liên kết dị hợp tử nào cũng vừa là cộng hóa trị vừa là ion, nhưng ở các tỷ lệ khác nhau. Do đó, khái niệm về thành phần cộng hóa trị và ion của liên kết dị hợp tử được đưa ra. Sự chênh lệch độ âm điện của các nguyên tử liên kết càng lớn thì độ phân cực của liên kết càng lớn. Khi hiệu số lớn hơn hai đơn vị thì thành phần ion hầu như luôn chiếm ưu thế. Hãy so sánh hai oxit: natri oxit Na 2 O và clo oxit (VII) Cl 2 O 7. Trong natri oxit, điện tích một phần trên nguyên tử oxy là -0,81 và trong oxit clo -0,02. Điều này có nghĩa là liên kết Na-O có 81% ion và 19% cộng hóa trị. Thành phần ion của liên kết Cl-O chỉ là 2%.

Danh sách tài liệu được sử dụng

  1. Popkov V. A., Puzakov S. A. Hóa học đại cương: sách giáo khoa. - M.: GEOTAR-Media, 2010. - 976 trang: ISBN 978-5-9704-1570-2. [Với. 35-37]
  2. Volkov, A.I., Zharsky, I.M. Sách tham khảo hóa học lớn / A.I. Volkov, I.M. Zharsky. - Mn.: Trường học hiện đại, 2005. - 608 với ISBN 985-6751-04-7.