Связи взаимные между атомами углерод углерод

Активные угли и графит имеют близкую базисную структуру. Микрокристаллиты графита представляют собой пакеты плоских слоев, образованных конденсированными гексагональными ароматическими кольцами атомов углерода. В этих слоях каждый атом углерода связан с соседними гибридизированной р -связью, вследствие чего расстояние между ними равно 0,1415 нм. Слои гексагональных углеродных колец между собой связаны дисперсионными силами и расстояние между ближайшими слоями (при. 15 °С) равно 0,3354 нм. Отдельные слои смещены друг относительно друга таким образом, что половина атомов углерода одного слоя расположена над центрами гексагональных углеродных колец соседнего слоя. Структура активных углей образована аналогичными микрокристаллитами углерода. Размеры их плоскостей находятся в пределах 1—3 нм, т. е, они образованы 13—20 конденсированными гексагональными кольцами атомов углероду. Ориентация отдельных плоскостей в микрокристаллитах углерода, образующих структуру активных углей, не так регулярно воспроизводится как в микрокристаллитах графита, а довольно часто нарушена и отдельные слои беспорядочно сдвинуты друг относительно друга, не всегда сохраняя при этом взаимное параллельное расположение. Такая структура получила название турбостратной. [c.27]

То же самое должно происходить и в других молекулах— силы отталкивания должны растягивать связи углерод-углерод. Растяжение будет зависеть, конечно, от числа несоседних связей, взаимодействующих таким образом это число уменьшается при увеличении степени ненасыщенности атомов углерода, так как число соседних атомов уменьшается. Так, в насыщенных соединениях каждый атом углерода соединен с четырьмя соседними атомами отдельные связи С—С растягиваются силами отталкивания между двумя наборами, каждый из которых состоит из трех других связей. С другой стороны, в бутадиене каждый из центральных атомов углерода соединен только с двумя другими атомами взаимные отталкивания, приводящие к растяжению центральной связи, в этом случае соответственно меньше. Такой же эффект проявляется еще более отчетливо в диацетилене, где центральная связь С—С растягивается силами отталкивания только между одной парой связей. Бартелл объясняет укорочение длины связи С—С в перечисленных молекулах ослаблением сил отталкивания, растягивающих рассматриваемую связь. Он показал, что если оценить эти силы, как обычно оцениваются межмолекулярные силы, действующие меж- [c.68]

Теория я-комплекса и ее применение. Теоретические соображения, основывающиеся на квантовой механике, показывают, что возможны две устойчивые формы карбоний-иона [50] одна классическая форма, где атом углерода имеет открытый секстет электронов, в настоящее время называемая ог-комплекс [26], и другая, являющаяся олефином с протоном, занимающим положение, промежуточное между двумя атомами углерода, образующими двойную связь. Эта форма обозначается как я-комплекс [26]. Кроме того, для взаимного превращения обеих форм требуется известная энергия активации. Обе формы и энергетические соотношения между ними могут быть изображены следующим образом [c.110]

При сведении различных веществ на основании их взаимных превращений в один стерический ряд возникает вопрос, остается ЛИ при химических реакциях конфигурация молекулы неизменной Оказывается, что при всех превращениях, при которых не происходит разрыв связи у асимметрического атома, конфигурация молекулы всегда сохраняется. Например, при ацилиро-вании спиртов, гидроксил которых присоединен к асимметрическому атому углерода, и при омылении образовавшихся сложных эфиров связь между атомом кислорода и асимметрическим углеродным атомом не разрывается, и потому изменения конфигурации не происходит [c.593]

Мы видим, что происходит разрыв связи между атомом углерода и атомом водорода. Образуется свободный фенильный радикал (СеНб ) и атом водорода (атомарный водород Н ), которые благодаря наличию разорванной и не насыщенной связи (условно обозначаемой на формуле точкой) очень активны и способны к дальнейшим разнообразным реакциям. Так, при взаимодействии двух фе-нильных радикалов происходит взаимное насыщение этих связей и образуется молекула нового химического соединения — дифенила [c.27]

Спирты первого типа нестойкие и претерпевают таутомерное превращение. Причиной является взаимное влияние гидроксила и двойной связи. Под влиянием атома кислорода деформируется л-электронное облако, а под влиянием этого облака ослабляется связь кислорода с водородом. В результате происходит разрыв двойной связи, водород гидроксила переходит ко второму атому углерода, а между кислородом и углеродом образуется вторая валентная связь [c.165]

Научная эрудиция и глубокое понимание сущности физических явлений и внутренних связей между различными явлениями химии и физики позволили Л. А. Чугаеву осветить вопрос взаимного влияния атомов еще с одной стороны. Так, изучая оптическую активность органических соединений, Чугаев установил правило, которое связывало взаимное влияние атомов с вращательной способностью молекулы. В 1898 г. Чугаев [41, стр. 355] указал на влияние группы атомов, введенных в раз.чичное положение к асимметрическому атому углерода , на изменение вращательной способности молекулы. Это правило может быть обобщено и сформулировано так Чем ближе к асимметричному комплексу [c.31]

Многоатомные молекулы с локализованными орбиталями. Для образования связи между двумя атомами элемента необходимо, чтобы атомы имели непарные электроны на идентичных атомных орбиталях и чтобы эти две орбитали перекрывались по возможности полно. В атоме углерода с электронной конфигурацией непарны только р-электроны и, следовательно, атом углерода должен был бы образовывать только две связи но эксперименты показывают, что каждый атом образует четыре связи. Далее, если связи в атоме углерода образуются за счет р-орбиталей, самое большое перекрывание произойдет в том случае, если атомы сближаются под прямыми углами друг к другу, так как р-орбитали взаимно перпендикулярны. В этом случае угол между связями был бы равен 90° экспериментально полученный угол несколько больше, ближе к тетраэдрическому углу 109°28. [c.67]

И расположенный за ней), следует представить себе, что между ними вставлен кружок. Кроме того, связи, принадлежащие атому С , можно изображать штриховыми линиями. Полученные варианты взаимного расположения в пространстве заместителей у двух соседних атомов углерода называются конформациями или констелляциями молекулы или соответствующей части молекулы. В противоположность конформации конфигурация представляет пространственное расположение заместителей у одного атома углерода. [c.208]

Так, например, определение дипольного момента диметилового эфира показывает, что два атома углерода и атом кислорода не расположены на одной прямой, так как в этом случае дипольный момент был бы равен нулю вследствие взаимной компенсации двух одинаковых, противоположно направленных дипольных моментов связей между метильными группами и кислородом. [c.18]

В ЭТОЙ молекуле атомы углерода и водорода лежат на одной прямой, молекула является линейной. Каждый углеродный атом имеет еще две р-орбиты (каждая содержит один электрон), взаимно перекрывающиеся с аналогичными р-орбитами другого, т. е. образующие две я-связи. Две молекулярные и-орбиты образуют между собой угол 90° (рис. 17). [c.37]

Чтобы преодолеть эту слабость, пришлось ввести множество дополнительных табличных данных, учитывающих различные варианты взаимного расположения атомов. Так, атомы углерода, связанные двойной связью, вносят в общую рефракцию вклад значительно больший, чем такие же атомы, связь между которыми простая. Атом кислорода в составе группы ОН — это одно, в со- [c.142]

Если заменить в метане один атом водорода на более электроотрицательный атом, например хлор, то связывающая электронная пара связи С—С1 оттянется сильнее к атому хлора и, следовательно, углы между остальными связями С—Н станут, как было измерено, несколько большими ( 111°), а электронные пары, образующие связи С—Н, испытывая меньшее взаимное отталкивание, в большей степени сместятся к ядру атома углерода [c.40]

Открытие новых структурных разновидностей углерода - карбина, фуллеренов, нанотрубок и др. диктует необходимость поиска закономерностей их формирования. Нужна схема, которая позволила бы классифицировать разнообразные структурные модификации и предсказывать новые. Существующая на сегодня классификационная схема, основанная на определении степени гибридизации углеродных атомов [1,2], не может адекватно репшть эти задачи. Представляется необходимым введение раздельных классификаций - во-первых, структурных состояний углеродных аллотропов, во-вторых, состояния гибридизации отдельных углеродных атомов. Для построения первой диаграммы необходимо абстрагироваться от возможности существования не дискретных промежуточных состояний гибридизации углеродных атомов и считать, что структурных состояний только три. Тогда любая точка на такой тройной диафамме состояния даст однозначную информацию о соотнощении атомов углерода образующих ковалентные связи с двумя, тремя или четырьмя соседними атомами для соответствующей структурной модификации. Вторую диафамму состояния необходимо ввести для классификагщи состояний, в которых может находиться отдельный атом углерода. Разница между состояниями атома в различных гибридизированных состояниях заключается во взаимном пространственном расположении 4 орбиталей и их размере. Поэтому классификационная схема должна однозначно задавать эту конфигурацию, для этого необходимо определение б независимых переменных - углов между орбиталями. [c.56]

При хрЗ-гибридизации четыре гибридных облака располагаются под тетраэдрическим углом, равным 109°28. Этот угол является оптимальным, обеспечивающим максимальное взаимное удаление и минимальную энергию отталкивания асимметричных гибридных облаков своими утолщенными частями, что обеспечивает минимум энергии системы. Поэтому строение молекулы метана представляет собой правильный тетраэдр, в центре которого находится возбужденный атом углерода с четырьмя тетраэдрически направленными гибридными облаками. Четыре атома водорода занимают вершины тетраэдра, химические связи направлены от центра к вершинам тетраэдра (рис. 42). Угол между связями равен точно тетраэдрическому. [c.106]

Каждый атом углерода в молекуле бензола имеет одну негибри-дизованную -орбиталь. Шесть этих орбиталей располагаются перпендикулярно плоскому о-скелету и параллельно друг другу. При их взаимном перекрывании образуется единое п-электронное облако, т. е. осуществляется круговая делокализация электронов. Наибольшая 71-электронная плотность в этой сопряженной системе располагается над и под плоскостью а-скелета молекулы и охватывает все шесть атомов углерода цикла (рис. 3.3,6). В результате все связи между атомами углерода в бензоле выравнены и имеют длину 0,139 нм. Эта величина является промежуточной между длиной одинарной связи в алканах (0,154 нм) и длиной двойной связи в алкенах (0,133 нм). ВыравненЕ10сть связей графически изображается кружком внутри цикла (рис. 3.3, в, г). [c.113]

Согласно современным квантово-хииическим представления о направленных валентностях (Паулинг, Слэтер, 1931 г.), лишь атомы углерода в ряду парафинов обладают валентностями, направленными к вершинам тетраэдра (q-вaлeнтнo ти) и образующими связи обычного типа, так называемые о-связи. Атом углерода в молекуле этилена обладает тремя валентностями, расположенными в плоскости под углом в 120° друг с другом, образующими и-связи, и четвертой валентностью, перпендикулярной к этой п-лоскости, дающей л-связь. к-Валентности двух атомов насыщаются, когда они направлены параллельно, в то время как а-валентности двух соединенных атомов направляются по одной прямой. Атомы углерода в молекуле этилена связаны одной з-связью и одной 71-связью, поэтому угол между связями С = С и С — Н должен равняться 120°, а не 125° 44, как следует из представления о тетраэдрическом углероде. Атомы углерода в молекуле бензола имеют также по три сг- и одной л-валентности. Поэтому они располагаются в плоскости, образуя правильный шестиугольник с углами в 120°, причем л-валентности торчат перпендикулярно к этой плоскости и взаимно насыщаются. Так объясняется плоская структура молекулы бензола, о которой шла речь выше. [c.182]

Если бы в качестве реагирующего вещества вместо отрицательного иона была вода, то эффект отталкивания был бы больше, так как ион сильнее притягивается к атому углерода галоидного алкила, чем нейтральная молекула воды. В то время как в реакциях с ионами гидроксила два рассматриваемых фактора, именно — отталкивание между реагирующими веществами и степень ионизованности связи С — С1, почти точно взаимно компенсируются, в реакции типа [c.434]

Такое объяснение формы молекул на основе отталкивания между электронными парами использовали многие исследователи для соединений элементов первого периода и в более ограниченной степени для соединений других элементов. При этом необходимо учитывать все пары электронов. Поясним это на примере ряда гидридов СН4, NHз и Н2О. Экспериментальные значения углов между связями в этих молекулах равны 109,5, 107,1 и 104,5° соответственно. Следует ожидать, что СН4 будет иметь правильную тетраэдрическую форму с одинаковыми углами НСН, так как при этом четыре связывающие пары будут расположены максимально далеко друг от друга. Такую же форму должен иметь ио аммония, [КН4] , так как у него тоже образовались четыре связывающие пары формально можно считать, что этот ион образуется при присоединении атомов водорода к который изоэлектронен нейтральному атому углерода, т. е. имеет такое же число электронов. Представим себе, что молекула аммиака МНз образуется из [ЙН4]" при отрыве протона тогда у атома азота останется три связывающие пары электронов, соединяющие его с тремя атомами водорода, и неподеленная пара электронов (когда-то удерживавшая четвертый атом водорода, а теперь связанная только с ядром азота). Как и ранее, четыре пары электронов должны взаимно от-талкиваться, что приведет к приблизительно тетраэдрической конфигурации. Но так как неподеленная пара электронов больше не [c.91]

Возникновение теории химического строения. До 1858 года,— Пишет Марковников,— химики отступали с молчанием перед вопросом Каким образом объяснить существование 0 рганич еских частиц, цредставляющих в огромном большинстве случаев скопление многих атомов углерода, водорода и кислорода Основная заслуга в решении этого вопроса принадлежит Кекуле Все это объясняется очень легко, если принять, вместе с Кекуле, что угле(род четырехатомен и что при каждом усложнении частицы на один атом углерода теряются две единицы углеродного сродства на взаимную связь самих углеродных атомов... Таким образом, механизм усложнения углеродистых частиц объяснялся, но только в общих чертах На этом Кекуле остановился. Как расщределялась связь между отдельными атомами углерода и других элементов частицы, этот вопрос Кекуле оставлял без ответа, потому что разбирать его — значило бы говорить о конституции химических соединений. Строго придерживаясь мнения Жерара, он считал суждения о конститзщии преждевременными... Непосредственным следствием такого взгляда было то, что Кекуле не воспользовался первыми плодами своей остроумной [c.81]

Для этого нам нужно опять обратиться к значению формул.— Оставаясь на почве ипотез частичной и атомистической — ив согласии с тем, что выше было уже подробно выяснено,— должно признать, что частичная формула СН4 выражает, кроме весовых отношений, существование некоторого химического взаимнодействия между атомами в частице. Это отношение было нами условно названо связью , и в последующем я позволю себе употреблять это удобное выражение — в надежде, что оно уже не может повести к ложным толкованиям. Итак, в частице СН4 соединены, или связаны , между собою пять атомов один атом углерода и четыре атома водорода. Так как и однородные атомы могут соединяться, то приведенная формула сама по себе не говорит еще ничего о том, какие атомы с какими связаны в частице метана. Если бы существовала частица СН, составленная из двух атомов, то в ней с несомненностью пришлось бы признать взаимную связь между С и Н. В СН4 вопрос сложнее но если принять во внимание, с одной стороны, что атом водорода является, так сказать, представителем наименьшего количества химической деятельности (выражаясь технически — одного эквивалента, одной единицы сродства), с другой — взять в расчет положение С в периодической системе, на которое справедливо ссылается и автор Изомерии углеводородов по теории замещения (стр. 3), то едва ли возможно сомневаться в том, что С и 4Н эквивалентны, и взаимиодействие происходит именно между этими эквивалентными количествами, которые и насыщаются ( удовлетворяются ) взаимно. Еще более обоснованным является такой взгляд, если сравнить разные частицы, содержащие один атом угля в составе, напр. [c.429]

В качестве примера атомной слоистой решетки следует указать решетку графита — ото из модификаций углерода (Дебай и Шеррер, 1918). Атомы углерода занимают вершины правильных плоских шестиугольников со стороной 1,42 А. Каждый атом углерода окружен тремя соседними атомами, с которыми связан ковалентными связями, образующими углы 120° (рис. 53). Такое плоское расположение соответствует хр -гибридизации (см. стр. 97). Каждый атом углерода связан со своими соседями двумя простыми и одной двойной связью. Однако я-электроны двойной связи распределены равномерно между тремя 0-связями (так же как в ионах N0 и СО см. стр. 98). Поверхности расположены таким образом, что каждый атом находится выше и ниже центра шестиугольника соседних плоскостей. Расстояние между параллельными плоскостями кристалла равно 3,4 А это доказывает, что атомы различных плоскостей взаимно притягиваются вандерваальсовыми силами. У графита плоскость спайности параллельна атомным плоскостям. [c.122]

Поскольку алмаз является очень ценным минералом, а графит дешев и легко добывается, не удивительно, что широко изучалась возможность их взаимного превращения. Алмаз и графит имеют различную первичную координацию и различный тип химической связи, поэтому превращение одной формы углерода в другую не является простой перестройкой структуры, и, следовательно, этот процесс должен протекать медленно. Графит является термодинамически более устойчивой формой, хотя различие энергий между этими двумя формами составляет всего лишь 500 кал1г-атом. Превращение должно сопровождаться глубокими изменениями структуры (хотя каждая форма содержит сеть шестичленных колец, изогнутых в алмазе и плоских в графите), что обусловливает высокий энергетический барьер, разделяющий эти две формы углерода. Следовательно, переход в термодинамически более устойчивую форму (графит) происходит при нормальных условиях исключительно медленно. Некоторые встречающиеся в природе алмазы имеют поверхностный слой, состоящий из графита. [c.137]

Почему эфпр частично смеп1ивается с водой Несвязанные электроны эфирного атома кислорода являются хорошими акцепторами водородных связей образование водородных связей между молекулами диэтилового эфира и воды способствует их взаимному частичному растворению. Диоксан, точнее, 1,4-диоксан содержит два эфирных атома кислорода на четыре атома углерода он образует достаточно большое число водородных связей с водой и может поэтому смешиваться с ней в любых отношениях. В тетрагидрофуране (ТГФ), так же как в диэтиловом эфире, на четыре атома углерода приходится только один атом кислорода. Однако алкильные группы тетрагидро-фурапа связаны в циклическую структуру, что делает его кислородный атом более открытым по сравнению с атомом кислорода в молекуле диэтилового эфира. По этой причине тетрагидрофуран легче образует водородные связи с водой и, подобно диоксану, смешивается с ней в любых отношениях. Возрастающая способность воды растворяться в этих эфирах соответствует повышению их способности стабилизировать реактивы Гриньяра. [c.439]

В реальных полимерных молекулах, разумеется, атом G4 не может занимать совершенно произвольного положения на поверхности конуса вращения, поскольку вероятность реализации поворота на тот или иной угол Ф определяется условиями взаимной корреляции в пространстве ориентаций структурных элементов цепи. Стерические препятствия, обусловленные взаимодействием между боковыми заместителями цепи, являю гся важнейшим фактором, влияющим на ограничение внутреннего вращения. На рис. III.3 показаны проекции двух низкоэнергетических положений участка простейшей полимерной цепочки (полиметилена) на плоскость, пернен- дикулярную направлению связи С—С. На этом рисунке пунктирож показаны атомы, соединенные с атомами углерода главной цени ранс-ноложение Т) на рисунке соответствует минимуму энергии стерического взаимодействия. Если же метиленовые группы, расположенные под или над центральным атомом углерода на рис. III.3, повернуть на 60°, то в результате сближения водородных атомов стерические препятствия становятся максимальными и соответственно-максимального значения достигает потенциальная энергия фрагмента цепи. При вращении дополнительно еще на 60° (т. е. в целом на угол 120°) вправо или влево возникают так называемые гош-коя-формации (соответственно G и ( ), в которых потенциальная энергия также проходит через минимум, хотя и не такой глубокий, как в транс-положеиш. [c.157]

На рис. 31.17 показаны сечения проекции Фурье вдоль оси Ь на плоскость ас. Изображенные максимумы относятся к атому хлора и атомам углерода иона дигидроазулення. Взаимное располол<ение молекул показано на рис. 31.18, а длины связей и углы между связями приведены на рис. 31.19. Структура этого вещества помогла объяснить механизм электрофильных реакций с участием азулена и иона азуления (протонированного азулена), поскольку этот ПОН является конечным продуктом в реакциях такого типа. [c.42]

Бутлеров указывал на различие во взаимном влиянии атомов, непосредственно соединенных друг с другом и не находящихся в непосредственной связи. Он писал ...мы имеем право сказать, что, например, в Hg l три атома водорода и атом хлора, будучи соединены с углеродом, не соединены непосредственно между собою в СНзО также водород и кислород соединены с С и не соединены между собою. Из этого однако же вовсе не следует, чтобы атомы эти вовсе не обнаруживали друг на друга никакого влияния только это влияние будет влиянием другой категории,—его можно называть взаимным влиянием атомов, непосредственно между собою не соединенных (курсив А. Б.) [1]. [c.131]

Введенное Бутлеровым понятие о химическом отроении отнюдь не сводится к представлению о расположении атомов и распределении связей в молекуле. Бутлеров неоднократно подчеркивал необходимость учитывать существование взаимного влияния между отдельными атомами и атомными группами в молекуле. Он показал, что типические реакции каждой атомной группы, каждого структурного элемента молекулы не остаются неизменными. Полнота их проявления и специфические особенности зависят от характера всех атомов, входящих в молекулу, даже непосредственно не связанных с данной атомной группой, от их числа, взаимных отношений, характера связи и т. д., т. е. в конечном счете от химического строения молекулы в целом. Так, Бутлеров писал ...мы имеем право сказать, что напр, в СНдС три атома водорода и атом хлора, будучи соединены с углеродом, не соединены непосредственно между собою в СНзО также водород и кислород соединены с С и не соединены между собою. Из этого однакоже вовсе не следует, чтобы атомы эти вовсе не обнаругки-вали друг на друга никакого влияния только это влияние будет влиянием другой категории,— его можно называть взаимным влиянием атомов, непосредственно между собою не соединенных)) (А. М. Бутлеров. Там же, стр. 452). [c.15]

Номенклатура двухъядерных цикланов. Двухъядерные углеводороды можно разделить на иягь групп в зависимости от взаимного располол<ения циклов а) циклы разделены цепочками из атомов углерода б) циклы непосредственно соединены простой С—С связью между двумя атомами, принадлежащими этим циклам в) циклы имеют один общий углеродны й атом спираны, или спироцикяаны) г) циклы имеют два общих атома углерода цикланы с конденсированными ядрами) д) циклы имеют три или более общих атомов углерода (умстиковые цикланы). Соединения последних двух групп иногда объединяют под общим названием собственно бициклических соединений. При замыкании каждого нового кольца число атомов водорода в молекуле уменьшается на два, а потому двухъядерные цикланы будут иметь состав С Н2 2- [c.16]

Если представить себе атом как определенную пространственную часть единой материи и ради простоты принять его шарообразным, то относительно сродства можно сделать следующее предположение и считать его основой для всех дальнейших соображений сродство ость сила притяжения, действующая от центра атома раБномерно ко всем частям его шарооСразной поверхности [там же, стр. 133]. Тогда, например, в случае углерода четыре заместителя должны группироваться так, чтобы обмен сродством между ними и углеродным атомом был бы максимальным. Часть сродства атома, потребляемая для образования связи, можно изобразить на его шарообразной поверхности как участок, отрезаемый большим или меньшим кругом. Стабильное положение четырех атомов, связанных с углеродным атомом, достигается тогда, когда связевые поверхности ( В1п-(1еПасЬе ) этих четырех атомов на атомной сфере данного углеродного атома будут максимальны, без того, однако, чтобы перекрывать друг друга. В соединениях СК4 четыре К, если они одинаковы, распределяются в углах правильного тетраэдра, а если они неодинаковы — в углах неправильного тетраэдра, так как И тогда занимают неодинаковые связевые поверхности. Таким образом Вернер объясняет, в частности, изменчивость простых связей, образуемых углеродным атодюм. ] 1ы не будем останавливаться на описании конкретных моделей, которые Вернер предлагает для объяснения различных фактов, представлявших трудность для истолкования с позиций стереохимии. Эти модели так же или даже еще более далеки от истины, чем конкретные модели Вант-Гоффа. Что же касается интерпретации Вернером взаимного влияния атомов, то здесь он только по-новому истолковал старую идею об изменении качества еди- [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология