ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структурная изомерия органических соединений из "Курс современной органической химии" Здесь в роли электронной функциональной группы выступает д-связь. [c.26] Цис-транс-шотеры не могут самопроизвольно переходить друг в друга, так как свободное вращение вокруг С=С отсутствует. Для превращения цис - отра с требуется разрыв и последующее восстановление 7Г-связи. (ис-транс-изомерия распространена также у комплексных соединений. [c.27] Существуют и другие специфические виды изомерии. Например, большое значение имеет оптическая изомерия, распространенная у хиральных органических и комплексных соединений. Она будет рассмотрена ниже. [c.27] Пространственное расположение атомов в молекуле. [c.28] Ковалентные связи в отличие от ионных имеют строго определенную локализацию в пространстве, отвечающую симметрии атомных орбиталей, участвующих в связях. Каждая атомная орбиталь характеризуется определенной энергией и симметрией (формой орбитали). Из курса неорганической химии известно, что л-электроны обладают шаровой симметрией. Однако в процессе образования молекулы с 5—л-, р-р- или — /-связью электронная плотность 5-облака концентрируется преимущественно в межъядерном пространстве (например, в Нг, Н-С1, Н-Рс1). В отличие от облако р-электроноэ имеет осевую симметрию. Во внешнем магнитном поле или в поле соседних атомов гантелеобразные р-орбитали ориентируются вдоль координатньхх осей X, у, 2 и обозначаются как р , p , и р . Вдоль этих осей они образуют химические связи с J-, р- и /-атомами. Так, в гидридах РНз (фосфин) и АзНз (фосфин) углы между связями Э-Н весьма близки к 90°, т. е. к углам между координатными осями. [c.28] Сложнее вопрос о направленности химических связей, образованных неэквивалентными электронами (л+р, J+ , J+p+ /). В этом случае при образовании химических связей частично заполненные л-, р- и /-орбитали вступают во взаимодействие друг с другом, которое называется гибридизацией (смешиванием). [c.28] Ковалентная связь, кроме направленности, обладает еще свойством насыщаемости той валентности, которую создают две орбитали соседних атомов. При этом образование о-связи сопровождается почти полдым насыщением валентности, тогда как тс-связь имеет остаточное химическое сродство (индекс свободной валентности ИСВ). [c.28] Пространственное расположение атомов зависит также от межатомных расстояний химически связанных и несвязанных (удаленных) атомов в молекуле. Следует различать статические и динамические структуры молет л. Статическая структура отвечает такому расположению атомов в моле1 ле, когда всякое движение ее атомов заморожено. К такому состоянию молекула приближается при абсолютном нуле температур. [c.29] Конформации — очень неустойчивые динамические формы одной и той же моле10 лы, которые возникают в результате внутреннего вращения атомных группировок, относительно друг друга и самопроизвольна превращаются друг в друга. В отличие от изомеров они не могут быть выделены в свободном состоянии даже тфи абсолютном нуле. [c.29] При этом меняется взаимное положение атомов водорода двух метильных групп. Возникает бесчисленное множество динамических форм вращения. Однако для теории и практики существенны только две из них—четная (рис. 1.3, а) и нечетная (рис. 1.3, б). [c.30] Взаимное положение атомов в конформациях удобно изображать с помощью проекций молекул на плоскость ху, если главная ось симметрии молекулы проходит через ось z. Такие проекции назьшаются проекциями Ньюмена. [c.30] Свободное вращение во1фуг С-С-связей становится более затруднительным э мере усложнения молекул алканов. [c.31] Современная органическая химия развивается в направлении синтеза и зучения свойств сложных молекул, для которых сувчествует множество эйформаций и роль их в химических реакциях очень велика. Поэтому со-ременная химия становится все более конформационной. [c.31] Раздел физической органической химии, который изучает структурные и нёргетические аспекты превращений одной конформации -в другую, полу-ил название конформационного анализа. Большое значение в конформаци-нном анализе имеет определение потенциальной энергии конформацион-ых превращений. Для этого строится кривая потенциальной энергии сво-одного (заторможенного) вращения вокруг связи С-С в молекуле. [c.31] В гфоцессе вращения СНз-груш1 в этане его потенциальная энергия изменяется, как показано на рис. 1.4, увеличиваясь при сближении и умень-щаясь при удалении атомных центров молекулы друг от друга. [c.32] Наиболее устойчива зигзагообразная конформация, наименее — клешневидная, обладающая самой низкой энтропией. Самопроизвольный переход конформаций цепной и нерегулярной в клешневидную невыгоден и может совершаться только при повышенной температуре. [c.34] Особенно многообразна и сложна картина цепной конформации у полимерных молекул с длиной цепей, измеряемых сотнями и тысячами атомов. В жидких и твердых алканах с большим значением С , где и — число атомов углерода в неразветвленной цепи, наиболее устойчива регулярная зигзагообразная конформация, обеспечивающая максимальное межмолекулярное взаимодействие соседних СНг-групп. [c.34] В них отталкивание Н-атомов минимально. [c.35] Вернуться к основной статье