химический каталог




Органическая химия

Автор О.Я.Нейланд

единений.

Но оказалось, что не все могла объяснить и теория строения. Много сложностей возникло с выделенными из каменноугольной смолы бензолом С6Н6 и его гомологами, с так называемыми ненасыщенными соединениями — этиленом, ацетиленом и др. Как изобразить их строение? Не было ясности и с пространственным строением молекул органических соединений.

Здесь уместно привести высказывание А. М. Бутлерова, которое верно на любом этапе развития науки: «Факты, которые не могут быть объяснены существующими теориями, наиболее ценны для науки. При изучении именно этих фактов ожидается прогресс науки в ближайшем будущем».

Было предложено соединения типа этилена писать с двойной связью, соединения типа ацетилена—с тройной. Для соединения типа бензола А. Кекуле написал структуру с шестичленным циклом и тремя двойными связями:

Н I

Н. -С. М

н м Хс^ чс/

ус=& Н—С=С—Н | II

Н ЧН ацетилен yt/<~"%r/C^H

этилен | "

Н

бензол

Я- Вант-Гофф и независимо от него Ж- Ле Бель в 1874 г. выдвинули гипотезу о пространственной конфигурации насыщенного углеродного атома — тетраэдрическом расположении заместителей. Понятие об асимметричном углеродном атоме и оптической изомерии (зеркальной изомерии) дало возможность объяснить существование изомерных оптически активных веществ с противоположным углом вращения (Введ. 6.12).

Если у насыщенного углеродного атома находятся четыре разА А личных заместителя (асимметрический

I | углеродный атом), то возможно двоякое

с с расположение этих заместителей в простХ'"у~~~в в-"',\Г"'х ранстве, причем оба изомера различаются

Y V между собой как зеркальные изображеонантиомерм ния (зеркальные изомеры, энантиомеры).

Несмотря на резкие нападки со стороны ряда ведущих химиков того времени, гипотеза была принята и легла в основу нового направления теоретической химии — стереохимии.

Однако на вопрос, почему атомы держатся вместе в молекуле и почему молекулы имеют определенное пространственное строение, никто не мог дать ответа. Успех в изучении природы химической связи был достигнут только после открытия строения атома и создания электронной теории химической связи.

2. КЛАССИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Для органических соединений была приспособлена разработанная Г. Льюисом и В. Косселем (1916) теория образования неорганических ионных соединений, т.е. принцип дублета—октета. И. Ленг-мюр (1919) ввел понятие ковалентная связь (в противопоставление ионной связи). В ковалентной связи электроны принадлежат одно24

25

временно обоим атомам, но в то же время входят в дублет или октет электронов соответствующего атома:

V-fcHc-1"

I и 1 н

н-с-н

н—с=с—к

Формулы с точечным изображением электронов называют формулами Льюиса.

На основе теории дублета — октета появилась возможность классифицировать различные виды химической связи, в том числе ковалентной. Ковалентная связь может образовываться двояко. Первый случай — каждая частица дает по одному электрону:

H. + .Ci: — Н-.СЛ:; И3С- + -СН3 — Н3С:СН3

Второй случай — одна частица дает электронную пару, а вторая предоставляет незаполненную орбиталь:

HaN: + и + H3N:H (NH4); Н3С: + СН3 —+ Н3С:СН3

Второй случай образования ковалентной связи называется координацией. Из этого определения возникло понятие координационная, или донорно-акцепторная связь. Отличие координационной связи от других типов связи очень хорошо видно на примере образования N-оксидов аминов:

(CH3)3N: + 0:-^(CH3)3N:(5:

Здесь возникает координационная связь между атомами азота и кислорода. Обе частицы нейтральны, и в результате образования ковалентной связи происходит перераспределение электронной плотности: атом кислорода приобретает отрицательный, а атом азота — положительный заряд:

(СН3)^-б:

Иногда для обозначения координационной связи применяют стрелку, показывающую направление смещения электронной плотности: (CH3)3N->-0.

В органической химии связь, образовавшуюся в результате координации двух нейтральных частиц, называют семипо-лярной. Фактически эта связь является ковалентной, соединяющей атомы, на которых при возникновении связи образуются положительный и отрицательный заряды. При этом вторая ковалентная связь (двойная) образоваться не может, так как нет соответствую26 щих незаполненных орбиталей. Наиболее известной группой с семиполярной связью в органической химии является нитрогруппа —NO.,.

Теория дублета—октета применима только в тех случаях, когда не рассматриваются атомы высших периодов (S, Si, Р и др.). Для этих атомов известны стабильные соединения с участием как 10, так и 12 электронов.

На основе классической электронной теории были созданы представления об электронных смещениях в химических связях. Электронное смещение наблюдается почти во всех случаях, когда химическая связь образуется из двух различных элементов. Каждый элемент имеет свой ядерный заряд и свой атомный радиус, которые определяют способность притягивать электроны. Другими словами, каждый элемент имеет свое характерное ядерное силовое поле, в котором размещаются электроны. Чем больше способность атомного ядра притягивать электроны, тем больше и смещение электронов в химической связи в направлении этого атома. С целью характеристики этого сродства к электрону была создана шкала значений электроотрнцательности. Электроотрицательность — мера способности атома или группы атомов притягивать электроны из других частей той же молекулы. Впервые такую шкалу разработал Л. По-линг. Чем больше электроотрицательность атома, тем сильнее его сродство к электрону.

2,1 3,9 3.0

3,5 2,5

2,6 ?1,9

3,0

2,1

В

А1

Ниже приведены значения электроотрицательности для некоторых атомов:

2,5-1,8Если химическая связь образуется из элементов с различной электроотрицателыюстью, то отрицательный заряд концентрируется на более электроотрицательном атоме — происходит поляризация, химическая связь становится полярной. Химическую связь называют полярной, если в ней имеется неравномерное распределение электронной плотности. Это явление изображается при помощи эффективных (долевых) зарядов: е- б+ 6+ 6О — Н; С—С1

Эффективные заряды на атомах образуются в результате электронного смещения. Это можно изобразить с использованием электронных пар:

6+ вС :С1

б- 6+

0:0 О: и С:С

При помощи эффективных зарядов указывают на асимметрию распределения электронной плотности в связи. Эта асимметрия распределяется по всей молекуле и характеризуется дипольным моментом.

Электронное смещение в химической сеязи можно указывать не

, s+ зтолько долевыми зарядами, но и стрелкой на связи:' х-^а

27

S+ с-»

Электронные смещения осуществляются также в двойных и тройных связях, только в этих случаях поляризация больше, так как электроны двойных и тройных связей более подвижны. Для обозначения смещения электронов в двойных и тройных связях применяют изогнутую стрелку:

6+ /-А<5с = о

S+ S-C-^N

С = N

Ь\ г< S-С = N

S< 6 < S "

Очень сильное влияние на распре

страница 9
< 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
декор fiore bordeaux b
удаление сухих мозолей
viega официальный сайт цены
продам шашку такси севастополь

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)