химический каталог




Органическая химия

Автор О.Я.Нейланд

В, ОТС1°ДА 8=7Г2-ЯАВ

Полярность связей определяет реакционную способность и направление реакции органических соединений в реакциях с ионным механизмом (см. Введ. 7.2).

Полученные экспериментально значения дппольных моментов молекул используются для проверки правильности принятых структур. Для этого в справочнике находят дипольные моменты связей CO2ласно выбранной структурной формуле и рассчитывают их векторную сумму. Если расчетная величина совпадает с экспериментальной, то правильность избранной структуры становится весьма вероятной.

4. РЕНТГЕНОГРАФИЯ II ЭЛЕКТРОНОГРАФИЯ

Рентгенографический метод — рентгеноструктурный анализ — основан на дифракции рентгеновских лучей в кристалле вещества. Рентгеновские лучи (электромагнитное излучение с длиной волны 0,1—10 нм) при прохождении через кристалл взаимодействуют с электронными оболочками атомов. В результате этого взаимодействия происходит дифракция рентгеновских лучей и на фотопленке получается дифракционная картина — пятна или окружности. Из дифракционной картины при помощи сложных расчетов получают сведения о размещении молекул в элементарной ячейке кристалла и о расстояниях между атомами и углах между химическими связями. Чем меньше число электронов в атоме, тем слабее рефлексы ренуе-новских лучей. Поэтому определить местонахождение атомов водорода весьма трудно.

Рентгеноструктурный анализ — очень трудоемкий процесс. Для определения структуры средней сложности требовалось много месяцев сложной расчетной работы. В наши дни благодаря созданию специальных рентгенодифрактометров, работающих автоматически CO2ласно программе ЭВМ, определение полной структуры требует меньше времени.

Электронографический метод подобен рентгенографическому и основан на взаимодействии потока электронов о веществом. Поток электронов при прохождении через вещество напоминает электромагнитное излучение с очень небольшой длиной волны и дает дифракционную картину. Эти дифракционные картины (электро-нограммы) можно получить для веществ в газообразном состоянии или для очень тонких пленок. Дифракция электронов обусловлена взаимодействием электронов с атомными ядрами.

Существует также нейтронографический метод структурного анализа, основанный на дифракции потока нейтронов в молекулах вещества.

Эти методы структурного анализа дают возможность определить полную структуру молекулы — межатомные расстояния, углы между связями, т. е. точное пространственное расположение всех атомов молекулы в кристаллической решетке или в газообразном состоянии. Методом рентгеноструктурного анализа определена структура таких сложных природных веществ, как сахароза, пенициллин, стрихнин, витамин В12, некоторые белки (например, миоглобин) и нуклеиновые кислоты.

В результате структурных исследований в органической химии были получены экспериментальные доказательства устойчивости длин связей и углов между связями в соединениях близкого типа. Расстояние между атомными ядрами в химической связи называется длиной связи /дв- Длина связи используется для получения характерной постоянной атома — его ковалентного радиуса гх- Если связь образована двумя одинаковыми атомами, то ковалентный радиус равен половине длины связи. В общем случае длина любой ковалентной связи равна сумме ковалентных радиусов соответствующих атомов. Длина сильнополярных связей меньше, чем сумма ковалентных радиусов: 'АВ = ГА + '"В—0,09(ИА — ХВ),

где «А и »в — электроотрицательности атомов (Введ. 5).

Ковалентные радиусы атомов являются функцией состояния гибридизации атома и типа орбитали. Обычно с усилением s-харак-тера гибридной орбитали ковалентный радиус уменьшается. Значительные особенности длин связей выявляются в сопряженных

/

системах, в которых они могут -?':'.';:г?\ сильно различаться в зависимо-—ci.-.;;i сти от тина сопряженной систе-V- -'.: ^ мы («выравненные» и «нецелочис--^^^ ленные» связи, например, в бутадиене, бензоле и др.).

Из рентгенографических, элеРас. ЖРвдиус эффективного дейст- хронографических и ряда друвия молекулы хлора гих физических исследовании мо- .

жно получить некоторые другие характерные величины. Так, например, можно установить наименьшее расстояние, на которое нри данной температуре могут сблизиться непосредственно не связанные атомы или группировки, или две молекулы (рис. 20).

Это расстояние обозначается/, (d,); половина этого расстояния называется радиусом эффективного действия атома (радиусом Ван-дер-Ваальса). Эффективные радиусы всегда больше, чем ковалентные, и они уменьшаются при повышении температуры.

В табл. 3 приведены некоторые значения атомных радиусов и углов. Следует отметить, что ковалентный радиус атомов при sp'и sp-гибридизации меняется в зависимости от типа связи, например в двойной связи С=С (Csp'—csP') ковалентный радиус атома углерода CSp' меньше, чем в связи =С—С (Csp,—cspt). Ковалентный радиус атома водорода зависит от типа соединения. Углы/лежду одинаковыми связями в различных соединениях меняются в пределах 3—6°.

Значения ковалентных и эффективных радиусов и углов между связями используют для конструирования Моделей атомов и молекул, схем молекул. Наиболее известными являются атомные модели Стюарта — Бриглеба. Принцип их конструкции очень прост.

Атом изображают в виде сферического или частично сферического тела, радиус которого пропорционален г,ф. Тело усекают плоскостями соответственно числу связей и валентному углу. Плоскости лежат на расстоянии от центра, пропорциональном ковалентно-му радиусу (рис. 21, 22). При соединении этих атомных моделей получаем модель молекулы (рис. 23, 24, 25). Модели молекул дают хорошее представление о пространственном Строении молекулы.

45

Рис. 24. Модель молекулы этилена

5. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Электрохимические методы основаны на зависимости силы тока от приложенного напряжения при прохождении тока через раствор в электролизерах специальной конструкции. В результате получают кривые зависимости силы тока — напряжение (потенциал). Эти вольтамперные кривые характеризуют процессы, проходящие на электродах. На катоде происходит электрохимическое восстановление (присоединение электрона), а на аноде — электрохимическое окисление (отрыв электрона). В зависимости от типа изучаемого процесса (анодного или катодного) применяются приборы, отличающиеся между собой соотношением площадей электродов, материалом электродов и др.

Полярография. В основе полярографического метода лежат катодные процессы (присоединение электрона к веществу на ртутном капающем электроде). Полярографический метод создал чешский химик Я- Гейровский (1922), за что был удостоен Нобелевской премии (1959). Принципиальная схема полярографа очень проста (рис. 26). Он состоит из капающего ртутного микроэлектрода с непрерывно обновляющейся поверхностью и электрода сравнения (ртутный или другой нормальный электрод). Площадь катода значительно меньше площади анода, поэтому решающими в этом случае являются процессы поляризации катода. Органическое вгщэтво диффундирует к катоду и принимает электрон, происходит д

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

Скачать книгу "Органическая химия" (10.88Mb)


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

 

 

Реклама
металлобаза георгиевск металлочерепица
акустические системы для дома
стул 5719 s
дельфин в нижнем новгороде 2016

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
(05.12.2016)