химический каталог




Органическая химия

Автор З.Гауптман, Ю.Грефе, Х.Ремане

симметрического атома углерода из плоскости проекции приводит к обращению конфигурации, т. е. превращает молекулу в ее энантиомер (см. раздел 1.3.3). Напротив, двукратная перемена местами заместителей или вращение на 180° без выведения из плоскости проекции не влияет на конфигурацию.

Были также предприняты попытки описать пространственное строение молекул органических соединений с помощью математических формул, для чего были привлечены теория групп и топология пространства

(а)—(25,ЗЯ)-3-бромбутанол-2; (б)—хлорацетальдегид; (в) — (15,25)-2-метилциклэ-пропанкарбоновая кислота.

СНО

Н0^6—«Н или НОбн2он

la)

СН3

Н»-С-ОН Н| или

Н»-0Вг НСНО

Iс-н сн2он

СН3с-он

IС—ВгСН3

Читателям, у которых слабо развито пространственное мышление, следует больше работать с молекулярными моделями и упражняться в изображении структуры органических соединений с использованием формул строения, стереоформул, перспективных и проекционных формул.

1.3.2. СИММЕТРИЯ МОЛЕКУЛЫ

СН3

0)

Рис. 1.3.4. Проекции 4 и иера:

?(a)—(5)-глицериновый альдегид; (б)-ЗЯ)-3-бромбутанол-2.

(2S,

Молекула симметрична, если при перемене в ней местами определенных частей (атомов или атомных группировок) не происходит никаких изменений ее структуры. Обмениваемые части по симметрии эквивалентны, они неразличимы, хотя и неидентичны.

Их обмен возможен с помощью операций симметрии, которые в свою очередь могут быть проведены с элементами симметрии.

На основе свойств симметрии становится возможным четкая классификация стереоизомеров. Поэтому теперь необходимо перейти к рассмотрению основных положений молекулярной симметрии.

13.2.1. ЭЛЕМЕНТЫ СИММЕТРИИ

Элементы симметрии представляют собой геометрические места, относительно которых осуществляются операции симметрии. При этом различают:

Элементы симметрии 1 рода. Оси симметрии (оси вращения, символ «Ся»).

Элементы симметрии 2 рода. Плоскости симметрии (зеркальные плоскости, символ «a»). Центры симметрии (центры инверсии, символ «г»). Оси зеркального отражения (символ «5Л»).

Ось симметрии. Если вращение молекулы вокруг какой-либо проходящей через нее оси на угол 2л/п = 360°/л приводит к структуре, не отличающейся от исходной, то такую ось называют осью симметрии п-го порядка Сп. Само собой разумеется, что условию и = 1 удовлетворяет любая молекула, так как при этом она вращается на 360°.

Н»С1

•н IV

I i

С'з (6)

Молекула воды (а) имеет ось симметрии второго порядка С2, проходящую через атом кислорода и делящую угол между связями пополам. Хлорметан (б) имеет ось симметрии третьего порядка С3 в направлении связи С—С1. В бензоле (в) наряду с шестью осями С2, лежащими в плоскости молекулы и проходящими через центр симметрии, имеется ось с\ также проходящая через центр симметрии, но перпендикулярная к плоскости кольца. Ось симметрии самого высокого порядка называют главной осью или осью сравнения. В линейных молекулах, таких как синильная кислота HCN (г), можно найти ось симметрии бесконечного порядка С«> в направлении оси молекулы.

Плоскость симметрии. Плоскость, проходящая через молекулу, называется плоскостью симметрии а, если она делит молекулу на две зеркально-равные части. Вода имеет две (а), а хлорметан — три плоскости симметрии (б).

Все плоские молекулы имеют по крайней мере одну плоскость симметрии — плоскость молекулы. Линейные же молекулы содержат бесконечное множество плоскостей симметрии.

Плоскость симметрии, перпендикулярную к главной оси симметрии, обозначают о,,, тогда как плоскость симметрии, совпадающую с главной осью, обозначают ov.

Центр симметрии. Если каждому атому в молекуле относительно точки в центре молекулы соответствует эквивалентный атом, причем эти атомы находятся на линии, проходящей через центр молекулы, то такая точка называется центром симметрии L В молекуле не может быть более одного центра симметрии. В качестве примера соединений с центром симметрии можно назвать бензол (а) и этилен (б):

Ось зеркального отражения. Если комбинация (в любой последовательности) вращения вокруг какой-либо проходящей через молекулу оси на угол 2п/п = 360 °/п и зеркального отражения каждого из атомов в плоскости, перпендикулярной к этой оси, приводит к эквивалентной ориентации, то такая ось носит название оси зеркального отражения п-го порядка. При определенных условиях она может совпадать с осью вращения.

В (?)-1,2-дихлорэтилене [(а), транс-1,2-дихлорэтилене, разъяснение символа «?» см. в разделе 1.3.5.2] имеется ось зеркального вращения второго порядка S2, а заторможенная конформация этана [(б), см. раздел 1.3.7] содержит ось зеркального отражения шестого порядка S6.

1.3.2.2. ОПЕРАЦИИ СИММЕТРИИ

Под термином операции симметрии понимают геометрические операции, осуществляемые на элементах симметрии и переводящие молекулу в неотличимую, эквивалентную или идентичную ориентацию. При этом операции симметрии, дающие идентичное расположение атомов (т. е. исходное расположение), называются операциями идентичности I.

Различают четыре основных операции симметрии, обозначаемые символами, соответствующими элементам симметрии.

— Вращение на угол 2п/п = 360°/я вокруг оси вращения Сп (символ «С,,»).

— Отражение в плоскости симметрии а (символ «а»),

— Инверсия (отражение в точке) в центре симметрии i (символ «а»).

— Вращение с отражением (т. е. в любой последовательности вращение на угол 2п/п = 360°/п и отражение в плоскости, перпендикулярной к оси вращения) вокруг оси зеркального отражения Sn (символ «S„»).

Результат последовательного осуществления двух или более одинаковых или различных операций симметрии на одном или разных элементах симметрии также является операцией симметрии, например;

^2^2 — С2 = I

СвРеРъ — = С2 аа — а2 — I U = г2 = / S"t = / (если л — четное число)

$п — о (если и — нечетное число) С2СТ/1 = I = S(Поскольку результаты различных операций не всегда коммутативны, сначала должна выполняться правая, потом левая операции симметрии.)

Молекулярные волновые функции или симметричны,, или антисимметричны относительно определенных элементов симметрии молекул. Так, в этилене связывающая о-МО двойной связи С=С симметрична

Если при выполнении какой-либо операции симметрии некий элемент объема с определенными свойствами переходит в другой элемент объема, некоторое свойство которого имеет ту же численную величину, но обратный знак, то такой элемент объема антисимметричен относительно данной операции симметрии и соответствующего ей элемента симметрии.

относительно плоскостей симметрии oh и av; антисвязывающая а-МО — симметрична относительно он и антисимметрична относительно а. Связывающая я-МО (а) симметрична по отношению а0 и антисимметрична по отношению как к atl, так и к av(6) (см. нижнюю схему на с. 87).

1.3.2.3. ТОЧЕЧНЫЕ ГРУППЫ СИММЕТРИИ

Набор всех мыслимых для данной молекулы операций симметрии называется точечной группой симметрии. Таким образом, каждая молекула принадлежит только к одной определенной точечной группе симметрии. Для ее определения нет никакой н

страница 28
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237

Скачать книгу "Органическая химия" (28.0Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
раствор ok vision silver
шкаф шкб-04
насос врн 150280.5 т украина
http://taxiru.ru/zakon69-2/

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.11.2017)