химический каталог




Органическая химия

Автор А.М.Ким

рных взаимодействий, тогда как энергетический критерий является менее определенным.

Уровни организации материи, рассматриваемые в химии (атом, молекула, вещество), предусматривают разные типы взаимодействий. Первые два обусловлены внутриатомными, внутримолекулярными, а последний — межмолекулярными взаимодействиями, однако их природа остается общей.

(22)

Второе начало термодинамики формулирует общее правило существования любой системы — стремление к минимуму энергии. Таким образом, любая многоатомная система (молекула, вещество) стремится к образованию максимального числа химических связей, к максимальному числу взаимодействий, что в конечном счете понижает общую энергию системы.

AG = АН- TAS,

где: AG — изменение энергии Гиббса, ДЯ - изменение энтальпии, AS — изменение энтропии, Т — абсолютная температура.

Согласно уравнению (22), если AG отрицательно, то равновесный процесс самопроизволен, принципиально возможен. То есть образование молекул, агрегатирование их в вещество принципиально возможно за счет или уменьшения энтальпии, или увеличения энтропии, или того и другого. Собственно, эти величины и характеризуют внутри-и межмолекулярные взаимодействия.

1.7. Типы химической связи

Квантовая химия использует идеи и методы квантовой механики для исследования химических объектов и процессов и дает возможность построить единую теорию химической связи. Однако химики, в том числе и органики, сохраняют представление о различных типах химических связей, которые даны в таблице 1 -3 по основным системообразующим признакам.

Подобная классификация химических связей позволяет понять, какие химические связи могут образовываться и каким образом, какие атомные орбитали должны участвовать в их образовании. Данный методологический подход, так же как и периодическая система элементов Д. И. Менделеева, обладает и предсказательной силой.

1. Количество связывающих электронов. Оно не может быть больше двух, иначе нарушается правило Паули.

48

|. Этому правилу не противоречат числа 1, 2, а также и число :? 0! Таким образом, в матрице типов химической связи для

? полноты необходимо и это число. Одно- и двухэлектрон->. ные химические связи в уравнении (22) дают основной j вклад в изменение энтальпии (АН). «Нольэлектронная хи* мическая связь» подразумевает межмолекулярное взаимо-i действие, следствием которого является образование но-' вой, более сложной молекулы, или ассоциации молекул,

или ее фрагментов (для макромолекул). В данном случае : в уравнении (22) изменяется в основном энтропия (AS).

2. Количество центров связывания. Возможны два

? основных варианта связей — двухцентровая (два атома об-; разуют химическую связь) и многоцентровая (больше двух

* атомов).

3. Способ обобществления электронов (механизм связывания). Возможны три варианта обобществления электI ронов, если они участвуют в образовании связи: 1 + 1 (коваГлентный механизм), 1 + 0 и 2 + 0 (донорно-акцепторный механизм).

4. Способ перекрывания орбиталей. Образование

молекулярных орбиталей перекрыванием атомных орби. талей возможно двояким образом. Осевое перекрывание [ (ст-связь) — когда область максимальной электронной плотности или область перекрывания атомных орбиталей . лежит иа линии, соединяющей центры атомов. Возможные типы: s-s, s-spn, sp^p" (л = 1, 2, 3) и др. (рис. 1.4).

Боковое перекрывание (д-связь) — образуются две области максимальной электронной плотности условно выше и ниже линии, соединяющей центры атомов.

Рис. 1.4. Перекрывание атомных орбиталей: а, б, в — я-связи (типы s-e, sp"-s, sp"-sp" соответственно); г — л-свяэь (р-р)

49

Типы связей

2 3

1 двухэдектронная нольэлектронная

2 двухцентровая многоцентровая многоцентровая

3 1 + 1 ковалентный 2 + 0

донорно-акцепторный 1 + 1 ковалентный 2 + 0

донорно-акцепторный 0 + 0 топологический

4 осевой боковой осевой боковой осевой боковой осевой боковой а) клатраты, или

соединения

включения

б) катенаны

в) ротаксаны

г) узлы

д) межмолекулярные вандер-ваальсовы

взаимодействия

5 а) ионная а) ковалентная полярная а) ковалентная а) комплексы

NaCl NH® электрон-избыточные и электрон-дефицитные связи lf,B2H6 л-связь в бутадиене, бензоле MOSuo комплексы с переносом б) фулерены

Одноэлектронная двухцентровая связь, образованная по донорно-акцепторному механизму (1+0).

Типичный пример этой связи — образование иона (существование экспериментально доказано) Н' + Н® —Н®.

Примером бокового перекрывания формально может служить катион-радикал этилена (экспериментально доказано):

Одноэлектронная многоцентровая связь, образованная по донорно-акцепторному механизму (1+0).

Такая связь по типу бокового перекрывания представлена катион-радикалами сопряженных структур (промежуточные соединения при ароматическом электрофильном замещении). Она является более стабильной, чем одноэлектронная двухцентровая связь, так как сопряжение понижает общую энергию системы. Связывающая -молекулярная многоцентровая орбиталь занята одним электроном (см. главу XV).<

страница 14
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (17.23Mb)


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

 

 

Реклама
nike zoom without a doubt купить
Rhythm LCT063NR08
бокалы для мохито купить
концерт киркорова в 2017

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
(07.12.2016)