ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ Классическая теория строения из "Введение в теоретическую органическую химию" Основным положением классической теории химического строения является постулат о существовании дискретных целочисленных химических связей. Согласно этому постулату, химическая связь представляет собой строго направленное притяжение между двумя атомами, полностью локальное, т. е. ограниченное только двумя данными атомами. Интенсивность этого взаимодействия не может меняться непрерывно. Она либо равна нулю (отсутствие химической связи), либо характеризуется вполне определенной величиной, зависящей от природы связываемых атомов. [c.8] Согласно указанному постулату, атомы каждого элемента обладают способностью к образованию только строго ограниченного числа химических связей. Это число характерно для данного элемента и называется валентностью. [c.8] Как видно, принимается, что силы, обусловливающие химическую связь, в принципе отличны от таких известных из физики явлений, как электростатическое, магнитное или гравитационное поля их действие не имеет преимущественного направления и число объектов, подверженных этому действию, не ограничено. [c.8] С точки зрения современной науки, изложенное представление о валентности, несомненно, примитивно и неприменимо в общем случае, поскольку в нем отражена только способность элементов к образованию идеальных ковалентных связей. Но, поскольку во многих органических соединениях с ббльшим или меньшим приближением действительно реализуется идеальная ковалентность (особенно это относится к связям С—С и С—Н), концепция о целочисленности связей не потеряла своего значения и в настоящее время. [c.8] Бутлеровым было введено и экспериментально проверено положение о равноценности всех четырех валентностей углерода. Равноценны также валентности одинаковой кратности для любой из приведенных ниже моделей. валентных состояний атомов. [c.9] Концепция о целочисленности связей включает в себя также представление о возможности только целочисленных (в единицах элементарного заряда) электрических зарядов, каждый из которых локализован на строго определенном атоме. [c.9] Атомные модели для тех состояний элементов (валентных состояний), которые чаще всего встречаются в практике элементарной органической химии, приведены в табл. 1. [c.9] Из атомных моделей можно составить всевозможные структурные формулы, соединяя попарно валентные черточки, принадлежащие символам различных элементов. При этом не должно оставаться свободных валентностей. [c.10] Чтобы получаемые путем такой комбинаторики структурные формулы соответствовали реально существующим соединениям, необходимо придерживаться еще некоторых дополнительных правил. Во-первых, если составленная структурная формула обладает суммарной за-рядностью (алгебраическая сумма зарядов на атомах), отличной от нуля, необходимо добавить противоион (или несколько противоионов) соответствующей зарядности. В качестве таких противоионов могут выступать как известные неорганические ионы (Na+, К , С1 , S0 и т. д.), так и органические ионы, составленные из рассматриваемых атомных моделей. [c.10] Во-вторых, существуют ограничения при комбинировании символов одного и того же элемента в цепочки. Только для углерода длина такой цепочки может быть сколь угодно большой. В случае же азота предельная длина составляет четыре атдма, для кислорода и серы — два атома . Длина цепочек из атомов кремния может доходить до шести звеньев, но для обычной кремнийорганической химии такие цепочки мало существенны. Также невелико значениё цепочек, образованных из атомов фосфора. [c.10] Структурные формулы, построецные из классических атомных моделей, содержат информацию о последовательности атомов в соответствующей молекуле, соединенных коралентными связями, о кратности этих связей в целочисленном приближении и о пространственных конфигурациях, обусловливающих геометрическую изомерию. Представленные в виде пространственных проекционных формул, они позволяют передавать информацию о стереоизомерии любого типа. Следовательно, каждому индивидуальному органическому соединению соответствует полностью специфическая структурная формула. [c.10] Любые более современные способы изображения строения молекул так или иначе сводятся к дополнению классических формул новыми символами или к использованию нескольких классических формул для отражения строения одного и. того же соединения, т. е. и в современной органической химии классические структурные формулы остаются фундаментальным средством изображения строения молекул. [c.10] Однако при таком упрощении необходимо еледить, чтобы не пропадала специфичность изображаемой структуры. [c.13] Под термином изомерия понимается неидентичность молекул, состоящих из тождественных наборов атомов. Различньш возможным изомерам соответствует одна и та же брутто-формула, отражающая молекулярный состав и соответствующая определенному молекулярному весу. Открытие изомерии послужило в свое время толчком для совершенствования представлений о качественной специфике различных индивидуальных соединений, поскольку знания только молекулярных формул для раскрытия сущности этой специфики было явно недостаточно. [c.13] Изомерия обусловлена различиями химического строения молекул одного и того же состава. Некоторые разновидности изомерии автоматически вытекают из возможности построения нескольких структурных формул, исходя из какого-то заданного набора атомов различных элементов. [c.13] пределах одного и того же класса соединений такая изомерия называется метамерией. [c.14] В которых вращение вокруг двойной связи невозможно, не идентичны и, следовательно, являются изомерами. Такая изомерия называется геометрической. [c.15] Геометрическая изомерия возможна только при условии, что с каждым из углеродных атомов, образующих двойную связь, связаны два азличных структурных фрагмента. [c.15] В таких случаях смысл приставок цис- и транс- может быть только условным. Тем не менее относительное цис- или т/ анс-расположение фрагментов, связанных с разными углеродными атомами, соединенными двойной связью, абсолютно. [c.16] В основе стереохимической гипотезы лежит представление о симметрии молекул как любые трехмерные образования, молекулы могут обладать плоскостью и центром симметрии . Известно, что все объекты, обладающие одним из этих элементов симметрии, тождественны со своими зеркальными отражениями. Иначе обстоит дело с объектами, лишенными плоскости и центра симметрии — они не идентичны со своими зеркальными отражениями. Простейшим примером могут служить правая и левая рука, являющиеся зеркальными отражениями друг друга они не совместимы в пространстве при любом способе наложения их друг на друга. [c.17] Вернуться к основной статье