Химическая энциклопедия

ИОН-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ , ассоциаты, состоящие из иона и присоединенных к нему одной или неск. нейтральных молекул. Существуют в виде индивидуальных частиц в газовой фазе (в низкотемпературной плазме). Примеры: М(Н₂О)_n⁺, наз. также кластерными ионами (М - Li, Na, К, Rb, Cs, Ag и др., n = 1-6), Hal(H₂O)_n^-(Hal-F, Cl, Br, I, n = 1-5), SO₃^- .SO₂, O₂⁺ .O₂, О₂⁺ .N₂, NO⁺.CO, CH₃⁺ .H₂, многочисл. продукты присоединения протона к разл. молекулам. Ассоциаты из ионов и молекул часто встречаются в р-рах и кристаллич. фазах, но в них они находятся в связанном состоянии и наз. гидратными или сольватными комплексами, фрагментами координац. соед. и др. (см. Аквакомплексы , Аммины , Гидратация , Координационные соединения , Сольватация ). И.-м. к. образуются в газе при тройных соударениях иона А⁺ или А^-, молекулы В и частицы С, уносящей выделяющуюся при образовании И.-м. к. энергию: А⁺ + В + С : АВ⁺ + С. Исследуют И.-м. к. в осн. методами масс-спектрометрии. Для многих И.-м. к. определены параметры - DH⁰, DS⁰, DG° образования из ионов и нейтральных молекул; константы скорости образования; константы скорости обменных ион-молекулярных процессов, подвижности в газовой фазе и др. Энергия образования ряда М(Н₂О)_n⁺ и др. с высокой точностью рассчитана методами квантовой химии, результаты расчета близки к эксперим. данным. Энтальпии при последоват. присоединении шести молекул Н₂О к иону Na⁺ в газовой фазе равны соотв. —100, —83, -66, -58, —51, —45 кДж/моль; такой же порядок величины имеют энтальпии взаимод. др. ионов с молекулами. Образование И.-м. к. играет большую роль во многих прир. процессах, в технике и научных исследованиях. Так, в происходящих в атмосфере процессах конденсации водяного пара, приводящих к возникновению облаков и атм. осадкам (дождю, снегу), ионы интенсивно взаимод. с молекулами, образуя И.-м. к. - центры конденсации. То же происходит в камере Вильсона, где наблюдают следы частиц высокой энергии. Согласно одной из гипотез (И. П. Стаханова), шаровая молния состоит из И.-м. к. [по др. гипотезе (Б. М. Смирнова) основу шаровой молнии составляет ажурный кластер из слипшихся частиц пыли]. Благодаря возникновению И.-м. к. происходит множество процессов в верх. слоях атмосферы. Так, в стратосфере на высоте 36 км масс-спектрометрически зарегистрированы И.-м. к. NO₃^- .(HNO₃)₂, HSO₄^- .H₂SO₄, HSO₄^- .HNO₃ и др.; отрицательно заряженные И.-м. к. являются ядрами конденсации азот- и серосодержащих аэрозолей - осн. аэрозолей в приповерхностных слоях атмосферы Земли. И.-м. к. образуются при истечении газов из сопел и при работе газовых лазеров, в частности лазеров на оксиде углерода. Термодинамич. св-ва комплексов М(Н₂О)_n^- и Наl(Н₂О)_n^-в газовой фазе близки к св-вам ионов в водном р-ре, окруженных первичной гидратной оболочкой при том же координац. числе п. Поэтому данные об указанных И.-м. к. используют в расчетах термодинамич. св-в растворенных ионов. Лит.: Смирнов Б. М., Комплексные ионы, М., 1983; Стаханов И. П., О физической природе шаровой молнии, 2 изд., М., 1985; Смирнов Б. М., "Природа", 1987, № 2, с. 15-26. С .И. Дракин.