химический каталог




Органическая химия. Часть 1

Автор О.А.Реутов, А.Л.Курц, К.П.Бутин

е-ул.

9J 111] [•бензол; | | | | (структуры Кекуле)

\/ \у

(озон О <-. О <-> О « О

\е В/ X ?/ \. / \

О О 0 0 О О О

о

(цвиттер—ионы)

№ илиды фосфора R,C—PR3 « R2C=PRS

,o

ов

•R'

(би радикал) (цикл)

е

© е е © ® в

|*нолят-ионы R2C—cf ~R2C=G

йдаазометан СН2 = N = N*->СН2—N = N<-»СН„—N=N

1 «резонансном гибриде» как замене классической формулы *т смысл говорить лишь в том случае, если для данной мо-?улы можно представить две химически одинаковые или поч-Ьдинаковые канонические структуры. Например, структуры Куле для бензола химически «выглядят» совершенно одина-?Ч и поэтому в «резонансе» равноправны. С другой стороны,

щгения IV и V нельзя считать резонансными структурами, Г как это химически разные вещества, которые можно разде-•кпо температурам кипения или хроматографическими мето66

67

HaC

H,G

(IV) (V)

Теория резонанса возникла в результате развития структурной теории, когда стало ясно, что электронное строение многих молекул не удается удовлетворительно описать на языке классических структурных формул. Можно заметить, что многоструктурное описание электронного строения молекул через ка-ноничеокие формулы удивительно похоже на представление полной волновой функции в методе валентных связей через компоненты, каждому из которых соответствует определенная схема спаривания орбиталей (см. разд. 1.11.1). На этом основании метод валентных связей нередко рассматривают как математическое обоснование теории резонанса. На самом же деле аналогия между теорией резонанса и теорией валентных связей связана только с общей методикой решения научных задач, когда приходится какое-то свойство или явление разлагать на компоненты, реальность которых вовсе не обязательна. При многоструктурном описании реальную молекулу «разлагают» на фиктивные «резонансные структуры», а в методе валентных связей полную волновую функцию разлагают на фиктивные «компоненты», которым могут отвечать фиктивные резонансные структуры.

Рассмотрим применение метода валентных связей более подробно на примере молекулы бензола, начав с формул Кекуле

VI (слева) и VII (справа):

А А

и

D D

Если атомы углерода пометить буквами А, В, F, а п-элек-троны — цифрами 1, 2, .., 6, то одну из я-связей можно записать как А(1)В(2)+А(2)В(1), поскольку формально она подобна отдельной молекуле этилена (рассматриваются атомы А и В, связанные 2ря-электронами). Вторая двойная связь — это 0(3)D(4)+C(4)D(3), а третья — E(5)F(6) +E(6)F(5). Общая волновая функция для кекулевокой структуры VI имеет вид

*Й=[А (1) В (2)+А (2) В (1)] [С(3) D (4) +С(4) D (3)] х

X[E(5)F(6) + E(6)F(5)]. (Согласно теории волновые функции валентных связей перемножаются.)

Структура Кекуле, представленная такой функцией, накла-р-дывает ограничения на распределение ря-электронов: она не ^предусматривает накопления ря-алектронной плотности между line связанными я-связью атомами углерода (например, между |;В и С). Поэтому волновую функцию «улучшают», суммируя ее |с волновой функцией кекулевской структуры VII:

Уогда получается более реалистичное описание молекулы бен->К>ла, поскольку для структуры VII волновая функция содер-цнт члены В(1)С(2)+В(2)С(1) и т. д., которые в сочетании с ^ленами волновой функции ф^.дают право говорить о распреионные формулы

8

Шелении ря-электронов по всему кольцу. Комбинация фУ,?. и i|>^ Триводит к уменьшению рассчитанной энергии молекулы, к»' Помимо кекулевских структур в резонанс включают также ЧРруктуры Дьюара VIII—X. Расчет показывает, что наилучшим разом энергия молекулы бензола согласуется с реальным ачением, если положить, что вклад каждой структуры Дьюа-•*> составляет 6%, а каждой структуры Кекуле — 40%.

формулы Дьюара

Однако дело не ограничивается резонансом лишь ковалент-f структур Кекуле и Дьюара. Нужно учитывать также и ид ионных структур типа XI и XII, которых так много (осо-1Но для молекул более сложных, чем бензол), что их трудно "«просто написать, не пропустив ни одной.

р приведенной схеме расчета используются пять ковалент-„. схем спаривания орбиталей: две структуры Кекуле и три ."уктуры Дьюара. Это является достаточным базисом, так как 1 бензола число валентных р-АО равно шести (А/=6, и еле-стельно, число независимых схем спаривания п=6!/[3! 41] = Однако есть и другой способ расчета молекулы бензола,

>тором используется лишь одна структура Кекуле и четыре

чтуры с «пересекающимися связями».

о о о е

Формулыс "пересекающимися связями" (Шестичленный цикл плоский и все "связи" лежат ь плоскости этого цикла)

лнее не ясно, какой из наборов структур приведет к разум-с химической точки зрения результатам. Для молекулы

бензола химически предпочтителен набор из структур Кекуле и трех структур Дьюара (если не учитывать ионные структуры).

Однако при изображении бензола формулой

места для теории резонанса в ароматическом ряду уже нет.

Таким образом, под термином «теория резонанса» в настоящ

страница 25
< 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. Часть 1" (12.07Mb)


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

 

 

Реклама
склеродермия у детей презентация
электропривод belimo tf230/tf24 regbnm
олимпийский скорпионс 2017
imagine dragons спб

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
(25.06.2017)