Физическая химия органических реакций

Мы сочли необходимым ввести в курс понятия об энтропии 5 и ее изменении А5 и об изменении энергии Гиббса АО, так как твердо уверены в том, что нельзя излагать химию в вузе, опираясь только на понятие о тепловых эффектах АН. С другой стороны, мы отдавали себе отчет в том, что на первом курсе информация о величинах АО и Д5 не может быть ни полной, ни строгой она в доступной форме должна передавать лишь главное, давая общую ориентировку. Приучить студентов с первого курса пользоваться энтальпийными и энтропийными характеристиками — это означает не только привить им навыки изучения с общих позиций самых различных процессов (химическое взаимодействие, растворение и т. д.), но и подготовить их к постоянному применению этих фундаментальных характеристик — вначале на материале неорганической, а затем аналитической и органической химии. В курсе физической химии эти представления получат дальнейшее развитие, уточнение, детализацию, будут поставлены на прочный математический фундамент. Поэтому, в частности, при рассмотрении окислительно-восстановительных реакций уделено внимание не только составлению уравнений, т. е. чисто формальной стороне, но и решению вопроса о направлении этих процессов, [c.5]

Ранее уже указывалось, что ферменты — это белки, выполняющие роль катализаторов в биологических реакциях. Необходимость таких катализаторов станет очевидной, если вспомнить, что температура тела равна 37°С, а многие органические реакции протекают только при более высоких температурах. Интересно было бы понять, каким образом ферменты осуществляют свои каталитические функции. Установление точного механизма действия ферментов составляет фундаментальную проблему биоорганической химии. Большая часть превращений происходит на поверхности белкового катализатора на участке, обозначаемом как активный центр, где химические превращения следуют основным закономерностям органической и физической химии. При этом одновременно действуют несколько факторов, которые следует ограничить и исследовать отдельно с помощью специальных моделей. Однако, чтобы оценить каталитическое превращение реагента (субстрата) в продукт реакции, необходимо общее представление о таком явлении, как катализ. Субстратом обычно называют химическое вещество, превращение которого катализирует фермент. [c.189]

Эта часть нашей книги, посвященная физической химии органических соединений и их реакций, по своей рубрикации следует структуре курсов физической химии, но беднее их по названию глав, так как для нашей темы представляют интерес лишь те направления физической химии, развитие которых в наибольшей степени оказало влияние на органическую химию. Причем следы опущенных разделов можно найти в главах под другими названиями (некоторые сведения из истории электрохимии в главе о растворах, сведения из истории изучения поверхностных явлений в главе о катализе и т. д.). Глава IX Квантовая химия органических реакций лишь по названию кажется чужеродной в-этой части. В действительности же эта глава посвящена приложению квантовой химии к проблемам кинетики органических реакций. [c.108]

Химические реакции, протекающие под воздействием света, называются фотохимическими, а сам раздел физической химии, занимающийся их изучением, получил название фотохимии. Примеров фотохимических реакций можно привести очень много. Так, смесь газов водорода и фтора на свету взрывается, аммиак разлагается на водород и азот, бромид серебра разлагается с выделением металлического серебра, что широко используется в фотографии, процесс отбелки тканей кислородсодержащими соединениями хлора также протекает под воздействием света и т. д. К числу фотохимических процессов относятся и реакции фотосинтеза, в результате которых в зеленых растениях из оксида углерода (IV) и воды образуются различные органические соединения, главным образом углеводы. [c.172]

Сами по себе диэлектрические проницаемости в первую очередь имеют значение в физической химии органических соединений, будучи связанными со свойствами вещества как растворителя и характеризуя диссоциирующую способность последнего, а следовательно, его влияние на кинетику органических реакций. Так, Меервейн (1922) обнаружил параллелизм между константой скорости изомеризации камфенгидрохлорида в изоборнилхлорид и диэлектрической проницаемостью растворов. [c.212]

Химические реакции тесно связаны с такими физическими процессами, как электрические явления, теплопередача, поглощение или излучение электромагнитных колебаний. Например, химические реакции, протекающие в гальванических элементах и аккумуляторах, являются причиной возникновения электрического тока. Многие химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии в виде теплоты, а возникновение других реакций обусловлено действием света. Так, поглощение солнечного света зелеными растениями вызывает сложные реакции фотосинтеза, в результате которых из двуокиси углерода и воды образуются различные органические соединения. Таким образом, физическая химия решает наиболее общие вопросы химии, опираясь на физические законы и методы исследования. [c.5]

Настоящее, третье издание книги отражает тот рост знаний в области органической химии, который продолжался с неослабевающей скоростью со времени опубликования второго издания. Все разделы дополнены появившимися в последнее время сведениями, практически на каждую страницу внесены те или иные изменения, от незначительных до существенных добавлено более 5000 новых ссылок. В отличие от предыдущих изданий в третьем издании для описания химических превращений используются номенклатуры ИЮПАК (см. т. 2, ч. 2). Однако в целом структура книги не претерпела изменений, и третье издание построено по существу так же, как и второе. Подобно первым двум изданиям, настоящая книга является учебным пособием для углубленного изучения органической химии и может быть рекомендована студентам, уже получившим необходимую подготовку по органической и физической химии. В книге предпринята попытка равномерно осветить три основных аспекта в изучении органической химии реакции, механизмы и строение. Студент, овладевший материалом, изложенным в данной книге, должен приобрести прочные знания современных основ органической химии и умение работать с оригинальной литературой. В книге не рассматриваются или лишь затрагиваются главные специальные разделы органической химии терпены, стероиды, углеводы, белки, полимеризация, электрохимические реакции и т. п. По моему убеждению, к этим темам лучше обращаться либо сразу после первого года обучения, когда заложены необходимые основы, либо в ходе углубленного курса, но с помощью многих известных книг и обзоров, прекрасно написанных по каждому из упомянутых разделов. [c.10]

Наиболее типичный процесс для коллоидных систем — коагуляция, т. е. слипание отдельных агрегатов под действием межмолекулярных (не химических) сил. Такие процессы, как физическая адсорбция, электрофорез и т. д., также являются физическими. При взаимодействии коагулятора (вещества, вызывающего коагуляцию) со стабилизатором (веществом, обеспечивающим агрегативную устойчивость системы), а также при получении коллоидных растворов происходят химические реакции. Таким образом, коллоидная химия, как и физическая химия, строится на основе двух наук — химии и физики — с преобладанием второй. В связи с этим коллоидную химию можно было бы переименовать в физическую химию гетерогенных высокодисперсных систем. Связь между физической и коллоидной химией вполне очевидна. При этом обе дисциплины связаны не только между собой, но и с химией неорганической, аналитической, органической, биологической, фармацевтической, а также со специальными дисциплинами. Все они пользуются физико-химическими закономерностями и физико-химическими методами для решения общих и конкретных задач. [c.5]

Огромный вклад в развитие физической химии сделан советскими учеными. Мировой известностью пользуются работы школы Н. С. Курнакова, основателя физико-химического анализа, А. Н. Фрумкина в области электрохимии и электрохимической кинетики, Е. К. Завойского, открывшего явление электронного парамагнитного резонанса. Ведущую роль играют исследования по кинетике цепных реакций, выполненные Н. Н. Семеновым и его учениками, работы по органическому катализу (А. А. Баландин, Н. В. Кобозев, С. 3. Рогинский), исследования П. Л. Лазарева, А. М. Теренина в области фотохимии, В. А. Каргина в физико-химии высокомолекулярных соединений. [c.7]

В XIX и начале XX в., т. е. в период господства структурной химии, развивает свою мысль Гаммет, — химики продолжали создавать тщательно разработанные теории, касающиеся механизмов реакций, которые одобрялись и заучивались целыми поколениями, но которые могли быть опровергнуты (а позже действительно были опровергнуты) несколькими простыми кинетическими исследованиями [32, с. 124]. Что же касается последних, то они появлялись лишь эпизодически и как ни хороши были эти работы, не они определяли стиль того времени (там же). Даже еще в 1921 г. появлялись такие книги по теории органической химии, которые служили своего рода библией думающих химиков-орга-ников , но которые не содержали тогда никаких упоминаний о кинетических исследованиях или о кинетических данных (там же). И в соответствии с той уверенностью, которую питает Гаммет к всеобъемлющей силе физической химии, а точнее кинетики, в осуществлении главной задачи химии период господства чистой структурной химии он называет мрачным временем , а появление систематических кинетических исследований возрождением [32, с. 124—126]. [c.155]

Учебное пособие Экспериментальные методы химической кинетики представляет собой изложение теоретических основ некоторых физико-химических методов исследования и описание возможностей их применения для изучения кинетики и механизмов химических реакций. Оно предназначено для студентов химических специальностей и рассчитано на тот уровень знаний, который они получают из общих курсов физики, неорганической, аналитической, органической и физической химии. При этом авторы исходили из того, чтобы как для [c.3]

Значительная часть включенного в книгу материала повторяет то, что содержится в начальных курсах органической и физической химии, но в большинстве случаев каждый вопрос рассматривается более глубоко и даются ссылки па. оригинальную литературу, которых, конечно, нет в обычных учебниках. Мой опыт преподавания показал, что после первого года обучения студенты зачастую имеют весьма смутное представление о предмете, и повторение материала, систематизированного иным способом, очень полезно. Я надеюсь, что систематизация сведений по реакциям и механизмам, принятая в данной книге, послужит и хорошему запоминанию и пониманию предмета. Преподаватель по своему усмотрению мол<ет исключить те или иные главы, если материал, изложенный в этих главах, уже знаком студентам или содержится в других курсах, более глубоко рассматривающих данную область. К числу таких глав можно, в частности, отнести гл. 1, 4 и 7. [c.12]

Учебник по физической органической химии, написанный известным американским ученым Л. Гамметом. Первое издание, вышедшее в свет в 1940 г., на протяжении 20 лет было единственной в мировой литературе книгой, где систематически излагались количественные подходы к изучению органических реакций. В данном, втором издании в соответствии с современным состоянием физической органической химии автор значительно изменил круг и объем рассматриваемых вопросов и фактически написал совершенно новую книгу, где исключительно удачно выбрал основные моменты, которые следует осветить, и сумел показать пути и логику решения разнообразных физико-химических проблем. [c.311]

Мое знакомство с рядом оригинальных статей и Других научных публикаций, и особенно с книгами Ингольда Структура и механизм в органической химии , Гоулда Механизм и структура в органической химии , Александера Ионные органические реакции и Хина Физическая органическая химия , смогут почувствовать многие из тех, кто прочтет эту книгу. [c.14]

Но этот переход от классической органической химии к химии природных соединений, а именно в такой последовательности должны изучаться эти два раздела химии вообще, не является чисто количественным — этого "количества" стало достаточно для появления и нового качества , связанного с пространственным строением сложных органических молекул, механизмами их реакций, межмолекулярными взаимодействиями. Кроме того, надо заметить, что на определенных этапах природная химия включает объекты и представления классической неорганической химии (особенно показательно такое участие в химии энзимов) и физической химии (энергетика химических процессов, межфазные взаимодействия). [c.3]

Согласно терминологии, принятой в физической органической химии,— это реакция типа 5м1, а не реакция 5 2-типа, показанная в уравнениях (7-3) и (7-6) ). Заметим, что карбоний-ион изображается как резонансный гибрид двух состояний, в одном из которых (оксоний-ион) имеется двойная связь между углеродом и кислородом. Можно себе представить, что такая структура с двойной связью образовалась из исходной структуры путем внутреннего замещения неподеленной парой электронов, принадлежащих кислороду, как это показано маленькими стрелками. Такой внутренний тип замещения можно рассматривать также как реакцию элиминирования. Следовательно, как это часто бывает при изучении ферментативных реакций, мы сталкиваемся с семантической проблемой. Является ли эта реакция элиминированием или только наполовину происшедшим замещением В целях классификации метаболических реакций проще всего рассматривать процесс в целом как реакцию замещения. [c.98]

Масс-спектрометрия является инструментальным методом изучения органических соединений. С помощью этого метода устанавливают молекулярную массу органического вещества и строение его молекул, определяют его элементный состав. Как аналитический метод масс-спектрометрия обладает исключительно высокой чувствительностью и позволяет обнаруживать следовые количества органического вещества в больших объемах газов и жидкостей, а также в биологических системах. С помощью масс-спектрометрии можно изучать превращения вещества в процессе химической реакции, что существенно для установления механизмов реакций. Этот метод может использоваться и для изучения микроструктуры макромолекул, определения состава и структуры поверхностей полимерных материалов. В настоящее время масс-спектрометрия эффективно применяется в различных областях науки и техники, например в органической и элементоорганической химии, химии природных соединений, аналитической и физической химии, нефтехимии, биохимии, фармакологии, экологии. [c.3]

В связи с этим необычайно важно понять, как работают ферменты. В этой главе мы попытаемся охарактеризовать ферментативный катализ с точки зрения химика-органика. Установление механизма действия определенного фермента сводится, таким образом, к проблеме определения механизма органической реакции и может, в принципе, исследоваться методами физической органической химии. Это предполагает знание структур субстратов и продуктов рассматриваемой реакции. Детальная структурная инфор- [c.449]

Однако я надеюсь, что основные принципы, которые могут быть использованы при изучении гетеролитических реакций в растворах, изложены достаточно основательно, глубоко и продуманно. Я также надеюсь, что эта книга принесет пользу как физико-химикам, так и хими-кам-органикам поэтому я стремился сделать изложение материала доступным для студентов с прочными (хотя и элементарными) знаниями и физической, и органической химии. Мне остается только извиниться, если в книге имеются места, кажущиеся тривиальными для лиц, уже работающих в какой-либо из этих областей. [c.9]

Эта книга представляет собой введение в курс химии радикалов для студентов, прослушавших начальный цикл лекций по органической и физической химии. Учебник первого года курса органической химии обычно содержит очень мало материала по радикальным реакциям. С другой стороны, эта область исследований в настоящее время развивается очень активно. Книга является попыткой построить мост между многочисленными последними публикациями, относящимися к химии радикалов, и традиционным начальным курсом органической химии. [c.7]

Перед началом практикума по органической химии мастер производственного обучения должен рассказать учащимся о некоторых особенностях выполнения органических реакций. Эти особенности связаны с физическими и химическими свойствами органических веществ. [c.83]

С появлением электронной модели атома химики-органики смогли по-новому взглянуть на область своих исследований. В конце 20-х годов XX в. английский химик Кристофер унгольд (1893— 1970) и ряд других химиков попытались подойти к органическим реакциям о позиций теории строения атома, объясняя взаимодействие молекул переходом электронов. В органической химии начали интенсивно использоваться методы физической химии. Важной дисциплиной стала физическая органическая химия. [c.161]

Вопрос о том, каки1м путем протекает химическая реакция, или, как теперь принято говорить, каков механизм реакции, — не нов, он был поставлен 80 лет назад в работах Вант-Гоффа и Аррениуса [216, 217]. Универсальный характер этой проблемы, ее необычайная теоретическая и практическая важность привели тому, что раздел физической химии, в котором изучаются законы химического превращения, выделился в самостоятельную науку, называемую химической кинетикой. При разрешении тех или иных задач в применении химической кинетики нуждаются теперь неорганическая, органическая, аналитическая и другие области химии. При помощи химической кинетики, соединенной с разнообразными физико-химическими методами исследований, удалось установить, что большинство химических рейк-ций протекает сложно — через ряд стадий, во время которых образуются промежуточные, неустойчивые химические формы, и число их часто бывает велико (цепные реакции, каталитические реакции и вообще циклические химические процессы). [c.160]

В других учебниках, где предполагается более углубленное изучение органической химии, материал обычно дается по типам органических реакций, и в них более детально освещаются вопросы, связанные с изучением структуры органических соединений, связи между строением и реакционной способностью, механизмы органических реакций. К числу таких учебников относится книга К- Ингольда Структура и механизм в органической химии , издававшаяся дважды . Книга К- Ингольда вобрала все достижения физической органической химии, накопленные к тому времени она как нельзя лучше отвечала духу времени, необычно сильному интересу химиков-органиков к проблемам реакционной способности и механизмов органических реакций. Поэтому не удивительно, что на этой книге воспитывались несколько поколений химиков-органиков. Естественно, что за истекший период в органической химии произошли большие изменения. Они касаются не только накопления огромного экспериментального материала в различных областях, но и изменения отношения к отдельным областям химии, что, естественно, имеет объективные причины. Несомненно, что в настоящее время в центре внимания химиков-органиков находятся органический синтез и связанные с ним проблемы. Поэтому к учебнику для углубленного изучения органической химии на современном этапе предъявляются особые требования он должен не только осветить фундаментальные вопросы, но и увязать их с современным органическим синтезом. Такого учебника на русском языке до настоящего времени, к сожале нию, не было. Этот пробел, как мы надеемся, будет заполнен книгой Дж. Марча. [c.6]

Пособие включает основные термины, понятия и символику, используемые в физической органической химии, и краткое пояснение к ним. Рассматриваются вопросы строения органических соединений, основные типы вешеств и реагентов, обшие понятия, относяишеся к кинетике и термодинамике, описанию промежуточных частиц.и характеристике органических реакций. Термины и понятия прввощ тся в соответствующих разделах по алфавиту. [c.2]

Лабораторный практикум, соответствующий утвержденной Министерством щ)освещення СССР программе, завершает образование студентов в области органической, химии В нем, кроме инструкций по технике безопасности и общих указаний по методике работы, даны прописи синтезов В основу классификации положен механизм органических реакций, дана краткая характеристика продукта с его основными физическими и химическими константами [c.2]

Учение о химических реакциях состоит из двух больших разделов — учения о химических равновесиях и учения о скорости химических реакций (кинетика). Оба эти раздела являются предметом курса физической химии. Однако некоторые выводы, следующие из этих разделов физической химии, необходимы при изучении курса органической химии, чтобы глубже лопять сущность реакций органических молекул. [c.85]

Современная химия является наукой, насыщенной теориями строения, химической связи и химических взаимодействий. Поэтому нельзя глубоко изучить строение и взаимодействие без знания соответствующих разделов физической химии и химической физики. Описание строения органических молекул и их химических реакций может быть сделано только на основе представлений, гипотез, теорий и законов физической химии и невозможно без знаний ее основных положений. Наконец, нельзя заниматься практической деятельностью в области синтеза, выделения, очистки и изучения новых органических веществ без гфименения аналитических операций, качественных и количественных огфеделений, т. е. без аналитической химии. [c.10]

Установление механизма органических реакций — задача физической органической химии. Она очень сложна даже для описания сравнительно простых реакций. Для ее решения необходимо на современном уровне знаний иметь полное представление о промежуточных стадиях и промежуточных веществах (интермедиатах), природе взаимодействия реагирующих частиц, характере разрыва и образования связей, изменении энергии химической системы на всем пути ее перехода из исходного в конечное состояние. Механизм должен согласовываться со стереохимией и кинетикой процесса. [c.88]

В заключение хотелось бы отметить ту поддержку и внимание, с которыми академик Н. М. Эмануэль относился к работам по изучению и приложению новых реакций свободных радикалов в химии и биологии. Именно ему принадлежала инициатива посвятить четвертьвековому юбилею нерадикальных реакций радикалов этот сборник статей, который, как мы надеемся, будет интересен и полезен широкому кругу специалистов в области физической и органической химии стабильных радикалов, а также внесет свой вклад в дальнейшее развитие научных работ по практическому использованию нитроксильных радикалов. [c.4]

Биохимия является в основном экспериментальной наукой. Она опирается на арсенал методов, созданных неорганической, органической, аналитической и физической химией. Однако многие из задач, с которыми сталкиваются биохимики, вследствие специфики изучаемых объектов требуют нетрадиционных подходов. В первую очередь это касается изучения биополимеров. Например, химический синтез белков представляет собой повторение десятки или даже сотни раз реакции образования пептидной связи с целью последовательного присоединения на каждой стадии к растущей полимерной цепи определенного аминокислотного остатка. Образование пептидных связей прекрасно отработано и с точки зрения классической органической химии не представляет ни трудности, ни интереса. Но необходимость проводить последовательно множество таких превращений без существенного уменьшения выхода, без повреждения уже созданной на предыдущих этапах синтеза полипептидной цепи ставит свои специфические проблемы, которые решаются оригинальными, разработанными именно для таких задач приемами. Венцом этих приемов является автоматический твердофазный синтез полипептидов. Столь же не традиционно выглядит задача устанобления химического строения биополимеров. Структуры отдельных мономерных звеньев как белков, так и нуклеиновых кислот давно установлены с использованием классических методов органической химии, и задача сводится к тому, чтобы для каждого конкретного биополимера определить, в каком порядке в изучаемой полимерной цепи располагаются разнотипные мономерные звенья. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология