Тетраэдр, модель углеродный

В 1862 г. Бутлеров высказал мысль, что некоторые случаи изомерии, не объяснимые изомерией углеродной цепи, могут быть поняты путем рассмотрения пространственного строения молекулы при этом в качестве модели углеродного атома им был предложен тетраэдр, каждая плоскость которого способна связывать один пай водорода [35, 39]. [c.44]

В 1867 Г. в том же журнале, в котором была напечатана за пять лет до этого (в 1862 г.) статья Бутлерова, Кекуле опубликовал свою работу, в которой он предложил модель углеродного атома в виде шарика с исходящими из него палочками, направленными в пространство так, что они кончаются на плоскостях тетраэдра, в центре которого и находится указанный шарик [36]. По существу Кекуле повторил сказанное ранее Бутлеровым, не упоминая, однако, его имени. [c.45]

Тетраэдрическая модель углеродного атома дала возможность Вант-Гоффу весьма наглядно представить пространственное строение множества органических соединений. При этом наличие двойной связи изображалось в виде общего ребра двух тетраэдров (т. е. двух атомов углерода, связанных друг с другом). При тройной связи два тетраэдра обладают тремя общими вершинами, т. е. связаны друг с другом одной общей гранью и образуют, таким образом, одну трехгранную двойную пирамиду. [c.324]

Однако с этой гипотезой связано появление у Бутлерова модели углеродного тетраэдра (см. стр. 33). [c.27]

Поэтому в качестве предпосылок для возникновения стереохимии следует рассматривать модели углеродного тетраэдра, которые были предложены в связи с теорией химического строения. [c.33]

Патерно(1869 г.). В 1869 г. появилась еще одна работа, в которой была применена модель углеродного тетраэдра. Она принадлежала Патерно [16] и была напечатана в очень малораспространенном итальянском журнале и поэтому мы изложим ее содержание достаточно полно. [c.35]

Современная стереохимия включает в себя, конечно, основные идеи и достижения классической стереохимии, но отличается от последней главным образом в двух отношениях. В современной стереохимии широко применяются разнообразные экспериментальные физические методы исследования пространственного строения молекул, что позволило превратить исходные положения классической стереохимии из гипотез, которые ранее, как будет видно из следующей главы, подвергались многочисленным попыткам пересмотра, в твердо установленные истины. Эти же методы позволили превратить классическую стереохимию из науки по существу качественной (если не считать соображений о валентных углах, подсказываемых моделью углеродного тетраэдра) в количественную, оперирующую более или менее надежными данными о геометрических параметрах молекул. Второе отличие современной стереохимии от классической связано с разработкой, после создания квантовой химии, учения о природе химической связи, а следовательно, с подведением под стереохимию фундамента в виде физической теории. В результате современная стереохимия может более тонко и точно описать пространственное строение органических соединений. Характеристике того нового, что внесло в стереохимию применение современных методов экспериментальной и теоретической физики, будут посвящены [c.67]

Конечно, вскоре после новых данных по определению геометрии органических молекул физическими методами исследования, теория Вайссенберга была сдана в архив. Но ее возникновение и появление на сцене пирамидальной модели атома углерода, противопоставленной углеродному тетраэдру, очень показательно. Получается так, что, несмотря на изобилие данных, накопленных классической стереохимией в пользу модели углеродного тетраэдра, они все же казались в глазах некоторых химиков недостаточными, потому что это были все же косвенные данные. И вот, несмотря на видимую устойчивость той части стереохимической теории, которая основывалась на модели углеродного тетраэдра в случае насыщенных соединений, и несмотря на отсутствие всякой необходимости в пересмотре ее положений, оказалось достаточно одного ошибочного исследования, но проведенного новейшим методом, чтобы замутить воду , поставить общепринятую теорию под сомнение и увидеть в результатах, которые очевидно можно было трактовать неоднозначно, даже знамение, как писал Анри, нового периода в развитии химии . Чего в этом прогнозе больше самонадеянности или самообмана [c.162]

Удовлетворительное обоснование модели углеродного тетраэдра, почти полностью сохранившее свое значение и для современной теоретической органической химии, было дано Полингом, введшим представление о гибридизации атомных орбит и, в частности, орбит атома углерода. Что касается самого термина гибридизация , то впервые он был введен, по-видимому, Малликеном в 1931 г. [3, стр. 365]. Полинг первоначально применял в том же смысле термин квантизация электронных орбит. Первое его высказывание по этому вопросу относится к 1928 г. [4]. [c.211]

К основным представлениям учения о пространственном расположении атомов в молекулах относится тетраэдрическая модель углеродного атома (рис. 1). Атом углерода находится в центре правильного тетраэдра (черный кружок), четыре валентности углеродного атома (обозначение —) направлены к вершинам углов тетраэдра (белые кружки). Углы между направлениями валентных связей 109°28. [c.107]

К основным по.чожениям учения о пространственном расположении атомов в молекулах относится представление о тетраэдрической модели углеродного атома (рис. 1). Атом углерода находится в центре правильного тетраэдра (черный кружок), четыре валентности углеродного атома (обозначение —) направлены к вершинам углов тетраэдра (белые кружки). Углы между направлениями валентных связей 109°28. Если два атома углерода соединены между собой двойной связью, то тетраэдры соприкасаются ребрами (рис. 2). [c.122]

Впервые модель углеродного тетраэдра была применена для объяснения конкретного случая изомерии дибромэтанов в 1869 г. в малоизвестной работе итальянского химика Е. Патерно [8, стр. 35—38]. [c.212]

При трактовке пространственного расположения валентностей углеродного атома классическая стереохимия исходит из тетраэдрической модели (т. е. гибридизации sp ) валентная симметрия простой связи отвечает двум тетраэдрам с общим углом, двойной связи —двум тетраэдрам с общим ребром, а тройной —двум тетраэдрам с общей плоскостью. Отсюда следует, что отдельные валентности кратной связи имеют изогнутую форму ( банановые связи), т. е. ни одна из них не проходит вдоль линии кратчайшего расстояния между ядрами обоих атомов. [c.548]

Тетраэдрическая модель, выдвинутая в 1874 г. Вант-Гоф-фом в виде гипотезы в настоящее время вытекает из данных эксперимента. Методами рентгенографии, электронографии и др. определяют валентные углы и междуатомные расстояния (длины связей). Если все четыре заместителя одинаковы (СН4, ССи), то модель представляет собой правильный тетраэдр с валентными углами 109° 28. Если с центральным углеродным атомом связаны неодинаковые заместители, то валентные углы могут на несколько градусов отклоняться от тетраэдрических разными оказываются и длины связей — тетраэдр становится неправильным. Примером такого дефор- [c.14]

Вант-Гофф предложил тетраэдрическую модель атома углерода Согласно этой теории, четыре валентности атома углерода в метане направлены к четырем углам тетраэдра, в центре которого находится углеродный атом, а в вершинах — атомы водорода (рис 1, а) Этан, согласно Вант-Гоффу, можно представить себе как два тетраэдра, соединенных вершинами и свободно вращающихся около общей оси (рис 1, б) Модель молекулы этилена представляет собой два тетраэдра, соединенных ребрами (рис 1, в), а молекулы с тройной связью изображаются моделью, в которой тетраэдры соприкасаются плоскостями (рис 1, г) [c.24]

Стереохимия — область химии, изучающая структуру соединений. В качестве пособия при изучении трехмерных структур рекомендуется применять простые модели из палочек. (Некоторые, изготовленные кустарно, очень хороши.) Стереохимию иногда рассматривают только как область органической химии, но это большое заблуждение. Органические соединения характеризуются большим разнообразием форм и структур вследствие возможности существования длинных углерод-углеродных цепей, в которых каждый отдельный атом углерода окружен четырьмя группами, расположенными в вершинах тетраэдра. Поскольку углерод — элемент, находящийся во втором ряду, то в образовании химической связи принимают участие только 5- и р-орбиты. [c.72]

Еще два типа простых гибридных орбит углеродного атома важны в органической химии. Гибридизация двух р-орбит с одной в-орбитой дает три одинаковые кр -орбиты, оси симметрии которых находятся в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Ось третьей р-орбиты, которая пе участвовала в гибридизации, перпендикулярна к плоскости трех гибридных орбит. Это тригональное состояние гибридизации было использовано в описании атома углерода, связанного двойной связью, поскольку три группы атомов, связанных ненасыщенным углеродным атомом, лежат в одной плоскости с последним. Такое описание не является единственно возможным, так как плоская модель молекулы, подобной этилену, получается из двух тетраэдров с одним общим ребром. Обе модели предсказывают разные углы между связями. Тригональная гибридизация требует трех одинаковых углов по 120°, а тетраэдрическая приводит к углам Н-С-Н в этилене величиной в 109°. На деле эти углы обычно около 116°. [c.112]

Как уже было указано, Бутлеров, а вслед за ним и Кекуле представляли, что валентности углеродного атома направлены к плоскостям тетраэдра. Вант-Гофф же дал модель атома углерода, в которой валентности направлены к вершинам тетраэдра. Следует отметить, что и в том и в другом случае углы между направлениями валентностей одинаковы. [c.45]

Основой стереохимии Я. Вант-Гоффа стало учение о тетраэдрическом строении молекулы метана. Он допустил, что атом углерода расположен в центре правильного тетраэдра, а четыре-вполне равноценных его сродства направлены к углам тетраэдра. Если атом углерода связан с четырьмя различными атомными группами (радикалами), он становится асимметрическим и соединение оказывается опти 1ески активным. Тетраэдрическая модель углеродного атома дала возможность Я. Вант-Гоффу наглядно представить пространстве11ное строение многих соединений. При этом наличие двойной связи он изображал в виде общего ребра двух тетраэдров (двух атомов углерода). При тройной связи общей является плоскость двух тетраэдров. Одновременно с Я. Вант-Гоффом и независимо от него близкие представления о пространственном расположении атомов в молекулах были высказаны А. Ле Белем (ноябрь 1874). Статью Я. Вант-Гоффа (1874) вскоре перевели на немецкий язык, и она вышла с предисловием И. Вислиценуса (1877). [c.150]

Первые общие теоретические соображения, касающиеся осительной устойчивости различных циклов, были выска-Байером в 1885 г. на основе представления Вант-Гоффа о аэдрической модели углеродного атома. Байер исходил из предположений во-первых, о том, что циклические уктуры должны быть плоскими, а во-вторых, что отклоне- " е валентных углов от угла 109°28 (угол между направле-ями связей в правильном тетраэдре) является мерой напря-нности цикла. [c.239]

Розенштиль, Ладенбург и Патерно. Работа Патерно и его исключительно удачная модель углеродного тетраэдра прошли незамеченными, но статья Ладенбурга, в которой была предложена призматическая формула бензола, обсуждалась в печати и вызвала полемические отклики. Более того, есть основания думать, что когда Вант-Гофф был практикантом в боннской лаборатории Кекуле, он мог слышать о тетраэдрической модели атома углерода от самого Кекуле. [c.49]

Есафов анализирует вопрос, не развил ли Вант-Гофф свои пространственные представления под влиянием Кекуле, который не только ссылался на модель углеродного тетраэдра в одной из статей, но будто бы, по некоторым свидетельствам, пользовался ею во время лекций в Боннском университете как раз тогда, когда их посещал Вант-Гофф (1872/73 год). Такой точки зрения придерживается, например, Гьельт [26, стр. 209]. Согласно Есафову, с таким мнением можно было бы согласиться при том только условии, если в трудах Кекуле проглядывали бы мысли об ограниченном характере теории химического строения, о необходимости перехода от плоскостных формул к формулам пространственного строения. Однако Кекуле не видел необходимости в дополнении теории химического строения стереохимическими представлениями. Со стороны Кекуле не было сделано ни одной попытки глубоко проанализировать ни свои, ни чужие мысли в этой области и представить их в обобщенном виде. Поэтому он не мог быть пропагандистом новых идей, а стало быть, не мог возбудить к ним особый интерес у своих учеников [25, стр. 159]. Мы полностью разделяем эту точку зрения. [c.62]

Но теория химического строения имеет еще одну несомненную заслугу, а именно она подготовила почву для возникновения настоящей, базирующейся на здоровых идеях стереохимии. Поскольку не все случаи изомерии поддавались объяснению в рамках теории химического строения, естественно возникло предположение, что, при одинаковом химическом строении, молекулы могут обладать различным пространственным строением. По разным поводам химики прибегали в 1860-х годах даже к модели углеродного тетраэдра. Но, как ни парадоксально это звучит, сама теория химического строения, воспринимаемая догматически, тормозила свое собствен- [c.346]

Тетраэдрическая модель углеродного атома получила подкроплепие в электрон-rroii теории строения атомных оболочек (Бор). Паибо.чее убедительные доводы в пользу углеродного тетраэдра бьтли получены в эксперимептальных данных но рентгеноструктурному анализу органических соединений, в работах Брэгга и последующих авторов. [c.37]

У химиков-органиков особенно ярко проявилось вйдение игры распределения атомов в соединениях. Примером может служить модель углеродного тетраэдра (Бутлеров Кекуле—Патерно — Вант-Гофф). Первоначально созданные на бумаге схемы сложных соединений превращались затем в реальные продукты. [c.349]

Применение физических методов исследования принесло ряд блестящих доказательств теории строения. Так, физическими методами, в частности электроцографическим и рентгенографическим, удалось получить прямые доказательства, что атомы в молекулах расположены в большинстве случаев не в одной плоскости, а в пространстве. Было установлено, что в соответствии с высказанными еще в XIX веке предположениями силы химического сродства атома углерода, связанного с четырьмя другими атомами, обычно направлены под углами, равными 109°28. Если представить себе тетраэдр (четырехгранник) и в центре его — атом углерода, то 4 единицы валентности его будут направлены к четырем углам тетраэдра углы между направлениями валентностей будут равны 109°28. Такая тетраэдрическая модель углеродного атома изображена на рис. 27, Л. [c.50]

Теория молекулярных орбиталей позволяет дать и другое объяснение двойной связи в этилене оно основано на представлении о sp -гибридиза-ции валентных орбиталей атомов углерода. Согласно этой модели, две из четырех sp -орбиталей каждого атома углерода перекрываются с двумя аналогичными орбиталями другого атома углерода. В этом случае два углеродных тетраэдра имеют общее ребро, подобно тому как это было описано ранее для. BjHg (см, рис. 13-9). Однако суммарное перекрывание атомных орбиталей в рамках этой модели оказывается меньшим, чем в рамках модели с sp -гибридизацией, откуда следует, что связь должна быть не столь прочной. Кроме того, тетраэдрическая модель с двумя изогнутыми связями предсказывает, что угол Н—С—Н ближе к тетраэдрическому значению 109,5°, чем к значению 120°, основанному на представлении о хр -гибридизации. Экспериментально наблюдаемое значение этого угла (117°) свидетельствует в пользу модели двойной связи, изображенной на рис. 13-19, а не в пользу модели с изогнутыми связями, основанной на представлении о sp -гибридных орбиталях углерода. [c.568]

Сложная ситуация, возникающая с моделями, показанными на рис. 3-40,-отнюдь не единичное явление среди систем с центральным атомом. Так, расчетным путем было найдено, что структура тетрали-тий-тетраэдрана, (Си) , с атомами лития, находящимися над гранями углеродного тетраэдра, более устойчива, чем аналогичная структура, но с атомами лития, расположенными над вершинами [42]. Обе модели показаны на рис. 3-41. Устойчивая форма (СЬ ) напоминает молекулу (СНзЬ1)4 [43], в которой метильные группы находятся над гранями тетраэдра, состоящего из атомов лития. [c.134]

Как В о., так и в б сплощная линия, соединяющая Н и ОН, представляет собой ребро тетраэдра, расположенное над плоскостьвэ чертежа, а пунктирная линия между СНО и СН2ОН изображает то ребро, которого не видно в непрозрачной механической модели. Для зодобства написания и печатания Фишер предложил также пользоваться вместо трехмерных моделей их плоскими проекциями, для построения которых он установил следующие правила сначала модель ориентируют в положении б, т. е. таким образом, чтобы углеродная цеиь была расположена вертикально Е задней части тетраэдра, а заместители (Н и ОН) находились в его передней части затем модель мысленно сплющивают, в результате чего все группы оказываются лежащими в плоскости чертежа в том же порядке, в каком онн находились в модели (формула в). Следует помнить, что проекционная формула в соответствует настоящей модели (Н и ОН выступают вперед) ее можно поворачивать в плоскости чертежа, но нельзя мысленно вывести из этой плоскости и перевернуть. Если углеродная цепь содержит два или больше связанных друг с другом [c.92]

Если гидроксильные группы приближаются с задней стороны, раскрывается связь б, и образуется соединение II, у которого гидроксильные группы находятся за плоскостьро чертежа и которое эквивалентно тетраэдрической модели III. В формулах II и III группы СООН, ОМ и Н расположены у верхнего углеродного атома по часовой стрелке, а у нижнего — в противоположной последовательности. Если каждый тетраэдр в формуле III повернуть на 1/3 оборота в том направлении, в каком у него расположены группы СООН-> ОН - Н, то получится обычная формула мезовинной кислоты IV. [c.118]

Более глубоко природу стерических затруднений рассмотрели Э. Эванс и М. Поляни в 1942 г. [67]. По их мнению, при взаимодействии трет.бутилхлорида с ионом хлора в переходном сосгоянии четыре углерода третичного бутила будут копланарны и метильные группы будут оказывать минимальное препятствие превращению, если они расположены в одном из двух симметричных положений. Валентности центрального углеродного атома копланарны с углом 120° между ними, валентности других углеродных атомов расположены в углу тетраэдра . .. присутствие атомов водорода у центрального атома углерода (как в реакции СГ -Ь СНдС ) не служит препятствием приближению хлора на необходимое для реакции расстояние, замена водорода метильными группами создает препятствие реакции [67]. Применяя представления известного немецкого химика XIX в. Э. Фишера N58], а также американских ученых X. Стюарта и Г. Бриглеба (см. [69, стр. 57—60]) о пространственном расположении атомов в органических молекулах, Эванс и Поляни рассчитали расстояние между атомами в предполагаемом переходном состоянии и построили его модель (рис. 3). Проанализи. [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология