ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О графических методах изображения распределения атомных ядер и электронной плотности из "Курс теоретических основ органической химии" Вопрос о способах наглядного схематического изображения строения молекул органических соединений с отображением не только относительного расположения атомных ядер, но и распределения электронной плотности в зависимости от различного влияния атомов и атомных групп на состояние молекулы является одним из самых грудных вопросов органической химии. До настоящего времени тот вопрос окончательно не разработан. [c.143] Структурные формулы органических соединений, принятые в современной органической химии, дают четкое представление о. последовательности расположения атомных ядер в молекуле. Так как валентные углы и ковалентные радиусы, характеризующие отдельные атомы, входящие в состав молекул, известны, можно без труда представить строение органической молекулы в отношении распределения в ней ядер атомов. Однако на основании структурных формул не всегда можно сделать вывод о распределении облаков валентных электронов и тг-электронов по связям. Так как электронная теория во многих случаях позволяет понять связь между некоторыми закономерностями в поведении органических соединений и электронным строением молекул, возникла необходимость иметь удобный простой и по возможности четкий метод изображения органических соединений, позволяющий отобразить в формулах не только взаимное расположение ядер, но приближенно и распределение облака валентных электронов. [c.143] Смещение электронного облака по линии з-связей обычно изображают с помощью стрелки (стр. 126). [c.143] Для обозначения смещенного тг-электронного облака существует несколько способов, отличающихся друг от друга по принципиальным установкам, положенным в их основу. Предложенные способы можно разбить на три группы. [c.143] Наличие тг-электронов с антипараллельными спинами обусловливает взаимодействие т -электронов углеродных атомов 1 и 2, 2 и 3 3 и 4 и слабое взаимодействие атомов 1 и 4, вследствие большого расстояния между ними. [c.144] Из формулы видно, что имеется одинаково сильное взаимодействие между л-электронами соседних атомов и слабое взаимодействи( --электронов углеродных атомов в пара-положении. [c.144] Спин-электронный способ очень редко используют для изображе ния органических соединений. [c.144] Несмотря на наглядность этого способа, против него можно выска зать ряд возражений. [c.144] Кроме того, следует иметь в виду, что совершенно такими же изогнутыми стрелками изображают смещение тг-электронов, происходя-1цее во время химического процесса под влиянием поляризующего действия реагента. Направление же смещения тт-электронов в реагирующей молекуле зависит от характера действующего реагента и может быть противоположным тому смещению л-электронов, которое происходит во время образования рассматриваемой молекулы. [c.145] Изогнутые стрелки были впервые предложены Лоури для изображения смещения электронов в молекуле именно в процессе реакции. Этот способ наиболее широко используют в литературе в Советском Союзе и за рубежом для изображения как реагирующих молекул, так и молекул вне реакции. [c.145] Считая неудобным применение одного и того же знака для изображения смещенных п-электронных облаков в молекуле и для изображения тг-электронных облаков, смещающихся во время химического процесса, мы в дальнейшем будем пользоваться изогнутыми стрелками только для обозначения смещения электронов во время образования молекулы и вообще во время химических процессов. [c.145] Ко второй группе существующих способов изображения молекул 40жн0 отнести способы, основная установка которых заключается в том, что соединение должно быть по возможности изображено формулой, непосредственно отображающей распределение электронной плотности по связям и что смещение электронов, происходящее при взаимодействии с реагентом, должно быть показано другим условным обозначением. [c.145] При изображении соединений по этому способу полную или почти полную выравненность связей представляют пунктиром, а наличие небольшого тт-электронного облака у а-связи, находящейся между кратными связями, обозначают дугой. [c.145] Возражения против применения пунктира для обозначения выравненных или почти выравненных связей сводятся к следующему. С одной стороны, указывают, что таким способом невозможно отобразить тонкое химическое строение соединений, т. е. различия не нацело выравненных связей, например в нафталине, антрацене и-других многоядерных углеводородах, в которых межядерные расстояния неодинаковы (стр. 99) это же возражение, однако, можно сделать и по отношению к любому другому способу изображения. [c.145] Выражение тонкое строение применяют, когда в формуле стараются выразить не только последовательность расположения атомных ядер, ко и распределение электронной плотности по связям. [c.145] Следует добавить, что формулы с пунктиром лучше отображают действительность, так как из них видно, что во всех ароматических системах в бензольных ядрах имеется общее кольцевое --электронное облако и, поскольку об этом можно судить на основании величин межядерных расстояний, длины связей, как правило, близки к длине ароматической связи в бензоле или в графите. [c.147] Этот способ в последующих работах Ингольда не был использо-ан, но в монографии, выпущенной в 1954 г., он был вновь приведен 28]. [c.147] Конечно, между соединениями с частичным сопряжением и соеди нениями с полной или почти полной выравненностью связей сущест вуют соединения, в которых степень сопряжения связей относительн велика, но еще нет полной выравненности связей. [c.148] Вернуться к основной статье