химический каталог




Современная органическая химия. Том 1

Автор А.Л.Терней

ы по известному уравнению Эйнштейна Е = тс2. Отметим,

что 1 г массы, полностью превращенный в энергию, эквивалентен 22-Ю9 ккал

(1 ккал == 4,184 кДж). • '' *

Атомной массой элемента называется «средняя» масса атома элемента относительно массы углерода-12. Если считать, что массы нейтрона н протона равны каждая приблизительно 1 и и что масса электрона относительно мала, то отклонение величин атомных масс от целых чисел для ряда элементов достаточно неожиданно. Иллюстрацией этого служат, например, атомные массы сурьмы (Sb) — 121,75, бора (В) — 10,811, хлора (С1) — 35,45, рубидия (Rb) — 85,47. Дробные величины масс обусловлены тем, что большинство элементов существует в виде смеси атомов с различными массами, называемых изотопами. Число протонов (и электронов), присутствующих во всех атомах данного элемента, должно быть одинаковым. Изотопы имеют разное число нейтронов в ядре. Это означает, что изотопы отличаются по своим массовым числам (числу протонов плюс число нейтронов), но не по своим атомным числам (числу протонов). Именно существование и распределение изотопов определяют точное значение атомной массы. Относительное количество данного изотопа называют «природным содержанием» этого изотопа* (табл. 1-2).

* Точных сведений о распределении изотопов во Вселенной нет. Учитывая, что различные регионы нашей Вселенной имеют разный возраст, вполне закономерно, что распределение изотопов в них различно.

Для иллюстрации того, как возникают дробные атомные массы, рассмотрим хлор (ат. масса 35,5). Хлор представляет собой смесь 75,5% хлора-35 (85С1) и 24,5% хлора-37 (87С1), и, следовательно, его атомная масса равна 0,755(35,0) + 0,245(37,0) = 35,5.

Углерод имеет атомную массу 12,01. Это может вас удивить, поскольку унифицированная единица атомной массы определена как V12 массы атома углерода-12. Кажущееся несоответствие устраняется, если принять во внимание, что один из изотопов углерода имеет массу 12,0000. Природное содержание 12С составляет 98,89%, остальное — изотопы 13С и 14С. Несмотря на то что известны шесть изотопов углерода, в природе встречаются только эти три. [14С радиоактивен (период полураспада 5770 лет), и поэтому он применяется в процессах радиоуглеродного датирования.] Именно присутствие этих более тяжелых изотопов вызывает некоторое увеличение средней атомной массы углерода по сравнению с таковой для атома 12С.

Помимо углерода водород является другим, наиболее часто встречающимся элементом в органических соединениях. Он участвует во многих реакциях органических соединений, и иногда скорости этих реакций определяются тем, какой изотоп водорода в них участвует. Существуют три изотопа водорода: Угротий (водород-1, *Н или просто водород Н), дейтерий (во-дород-2, 2П или D) и тритий (водород-3, 3Н или Т). В то время как протий и дейтерий встречаются в природе, радиоактивный тритий (период полураспада 12 лет) получают искусственным путем. Тритий может быть обнаружен с помощью счетчика Гейгера; иногда тритиевые соединения (соединения, в которых тритий замещает часть или все атомы водорода-1) вводят в орга-

б Эта величина, данная в единицах Л/2я, будет использована при рассмотрении спектроскопии ядерного магнитного резонанса (гл. 29).

низм животных для того, чтобы определить в нем распределение органических соединений.

Каким же образом химики обозначают отдельные разновидности атомов? Вокруг символа атома располагают следующие обозначения: сверху справа — заряд частицы данного атома, внизу справа — число атомов в данной молекуле, вверху слева — массовое число и внизу слева — атомный номер. Цифры внизу слева обозначают данный элемент, в то время как цифры слева вверху указывают определенный изотоп этого элемента.

массовое число -у^ заряд (если он отличен от нул?я) атомный номер число атомов (если оно отлично от единицы)

Примеры такого обозначения приведены ниже:

*|с ?н2о

атом углерода-12 оксид дейтерия

{тяжелая вода)

?но- \щ

анион оксида дейтерия молекула трития

Химики-органики обычно используют сокращенные обозначения различных атомов. Изотопы, которые имеют тривиальные названия (например, дейтерий и тритий), обычно обозначают соответствующими символами (D и Т). Обычно также не указывают атомные числа. Производные, показанные выше, обычно обозначаются так:

12С D20

атом углерода-12 оксид дейтерия

(тяжелая вода)

DO- Т2

анион оксида дейтерия молекула трития

Проиллюстрируем эти сокращенные обозначения на примерах из органической химии — хлороформе и дейтерохлороформе (дейтеросодержащий аналог хлороформа)*

СНС18 CDCla

хлороформ дейтерохлороформ

1.3. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА АТОМА

Рассмотрим, как развивались представления о расположении электронов в атоме. Свое рассмотрение мы начнем с работы Резерфорда, так как на ее примере достаточно ясно виден конфликт между положениями классической физики и динамической картиной атома.

* Недавно было показано, что хлороформ вызывает рак у некоторых животных.

ГИБЕЛЬ^ КОНЦЕПЦИИ - НЕОБХОДИМОСТЬ НОВОЙ ИДЕИ. Одно из ранних описаний атома принадлежало Дж. Дж. Томсону, открывшему электрон. Он предположил (1904), что атом состоит из гомогенной сферы положительного заряда, в которую впедрены отрицательно заряженные электроны. Такая картина атома получила название «сливового пудинга». Основываясь на своих экспериментах по рассеиванию а-частиц, Резерфорд показал, что предложенная Томсоном картина неверна. Он предположил (1911), что атом имеет плотное положительное ядро, окруженное морем электронов. Плотность ядер по существующим оценкам приближалась к известной в настоящее время плотности некоторых типов звезд, равной около 108 тонн на миллилитр!. (Средняя плотность Земли равна %,5 г/мл.)'

В соответствии с моделью Резерфорда в 1915 г. считали, что электроны' движутся вокруг ядер по орбитам. Далее классическая физика постулировала, что при ускорении заряженной частицы излучается энергия. Таким* образом, электроны должны постоянно испускать излучение, так как движение по кругу равносильно постоянному ускорению в новом направлении. Если электрон постоянно испускает энергию, то его орбита; должна постоянно уменьшаться, в результате чего электрон будет приближаться к ядру. В конце концов он должен упасть на ядро! В процессе уменьшения орбиты электрон должен также испускать постоянно изменяющийся непрерывный спектр излучения. Эти предсказания не подтверждались, экспериментом. Электрон не следовал предписаниям классической физики!

АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ ИСПУСКАНИЯ. При нагревании до достаточно высокой температуры элемент начинает испускать свет. Если испускаемый свет пропустить через призму, то выходящий свет обычно не дает непрерывного спектра (например, типа радуги). Вместо этого наблюдаются вполне дискретные цветные линии («линейчатый спектр»), соответствующие характеристическим длинам волн. Для того чтобы объяснить это явление, Нильс Бор, ученик Резерфорда, сконструировал модель атома, в которой электрон движется по круговым орбитам вокруг ядра. По Бору, число этих орбит ограниченн

страница 4
< 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

Скачать книгу "Современная органическая химия. Том 1" (20.8Mb)


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

 

 

Реклама
шторка для номера авто
ремонт кузова автомобиля без покраски в москве
курсы кассира в красноярске
вентиляторы радиальный 11квт 1500об/мин

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
(08.12.2016)