Нафталин диамагнитная восприимчивость

Исследование магнитных свойств и электронных спектров ароматических и сопряженных непредельных структур позволяет заключить, что часть электронов в таких молекулах имеет особенно высокую подвижность, резко отличаясь от остальных электронов в этой же молекуле. Например, валентные связи в бензоле образуются 30 электронами. Из них подвижными оказываются шесть л-электронов, как о том свидетельствует аномально высокая диамагнитная восприимчивость бензола в направлении, перпендикулярном к плоскости кольца. Последнее можно объяснить только тем, что эти шесть л-электронов способны циркулировать по бензольному кольцу и под воздействием электрического и магнитного полей (например, индуцированных соседней полярной молекулой) перемещаться вдоль всей длины молекулы. Это значит, что если бензольное кольцо попадает в магнитное поле, то оно будет быстро ориентировано. Диамагнитная анизотропия аренов существенно возрастает с увеличением количества колец, особенно конденсированных. Так, молярная диамагнитная восприимчивость () , 10" ) бензола составляет 54, нафталина — 114, антрацена — 183, фенан-трена — 223. Следовательно, с увеличением числа конденсированных циклов в аренах их склонность к ориентационному взаимодей- [c.132]

Некоторые твердые вещества обладают отчетливой диамагнитной анизотропией — диамагнитная восприимчивость в одном определенном направлении значительно больше, чем в остальных. Это наблюдается, например, когда ароматические молекулы в кристаллах расположены более или менее параллельно друг другу, так как результирующее г,- (см. стр. 51—52) я-электронов, очевидно, намного больше, чем у локализованных электронов. Так, восприимчивость нафталина в направлении одной кристаллической оси в три раза больше, чем вдоль остальных осей. (У графита восприимчивость в направлении, перпендикулярном слою, более чем в 50 раз превосходит восприим- [c.366]

Диамагнитная анизотропия ароматических углеводородов существенно возрастает с увеличением количества ароматических колец (особенно конденсированных). Так, мольная диамагнитная восприимчивость (Хм 10 ) бензола — 54, нафталина —114, антрацена — 183, фенантрена — 223 [69]. Значит, с увеличением числа конденсированных циклов в ароматических структурах их склонность к ориентационному взаимодействию будет возрастать. [c.34]

Поскольку магнитная анизотропия, так же как и диамагнитная восприимчивость, пропорциональна средней величине квадрата расстояния электрона от ядра [уравнение (3)], увеличение анизотропии можно связать с увеличением радиуса орбиты электрона (т. е. с увеличением степени делокализации электрона в молекуле). Действительно, возрастание магнитной анизотропии, например в ряду бензол—нафталин—антрацен, сопровождается увеличением среднего радиуса орбиты п-электронов (г )У2. [c.285]

Некоторые диамагнитные кристаллы (графит, висмут, нафталин и другие ароматические вещества) показывают резко выраженную, диамагнитную анизотропию. Наблюдаемая анизотропия кристаллических производных бензола соответствует мольной диамагнитной восприимчивости, равной —54 10" для поля, направленного перпендикулярно плоскости бензольного кольца, и —37 -10 для поля, совпадающего с плоскостью кольца. Данные по молекулярной анизотропии нашли некоторое применение для определения ориентации плоскостей ароматических молекул в кристаллах. [c.812]

Как правило, совпадение между экспериментальными значениями хт вычисленными по аддитивной схеме очень хорошее для насыщенных молекул. Для соединений, содержащих изолированные ненасыщенные центры, чтобы получить такое же совпадение, требуется вводить поправки на диамагнитную восприимчивость двойных и тройных связей. Однако для молекул с сопряженными связями опытные значения Хт и в этом случае превышают вычисленные. Для бутадиена-1,3, например, это завышение (экзальтация) составляет —10 Л = 0,5, а для цикло-октатетраена 2,7. Особенно большие экзальтации диамагнитной восприимчивости наблюдаются для ароматических соединений. Так, для бензола и нафталина величины —10 Л соответственно равны 17,9 и 36,2, в среднем 18 см -моль в расчете на одно бензольное кольцо. Примерно такова же экзальтация диамагнитной восприимчивости пиридина (см. табл. 1.10). [c.31]

Экзальтации диамагнитной восприимчивости предложено [43] использовать в качестве критерия ароматичности. Данные для гетероциклов приведены в табл. 1.10 (величины х т рассчитаны на основе атомных констант Паскаля). Они показывают, что всем гетероароматическим структурам свойственны большие величины экзальтации. В тех случаях, когда ароматичность явно нарушена, экзальтация понижена. Так, если судить по этому признаку, Я-этилпиридон-2 на 30% менее ароматичен, чем пиридин. Введение в бензольное кольцо одного Ж-атома пиридинового типа мало сказывается на величине Л (ср. бензол и пиридин, нафталин и хинолин). При введении же второго атома ароматичность заметно уменьшается, как видно на примере пиразина. [c.32]

Средняя длина связи, как и в бензоле, составляет 1,40 А (14,0 10-2 им), по мостиковая связь, которая в обеих кекулевских структурах является простой, значительно длиннее [1,48 А. (14,8 10 нм)]. Дипольный момент азулена равен 1,0 Д (3,3Кл-м) данные для 2-хлор-, 2-бром- и 2-циап-азулеиов показывают, что в азулене электроны смещены от семичленного кольца к пятичленному. Для азулена обнаружена экзальтация диамагнитной восприимчивости почти такая же, как для изомерного ему нафталина (разд. 4,в) [44]. Это означает, что электроны делокализовапы в циклах азулена и нафталина почти одинаково. Азулен имеет высокую, хотя и не вполне точно известную, энергию мезомерии. Ее оценивают на 30 ккал/моль (125,6-10 Дж/моль) меньше, чем энергию мезомерии нафталина. Если принять для нафталина величину Полинга, то энергия мезомерии азулена будет составлять 45 ккал/моль (188,41-10 Дж/моль) [45]. Однако независимое определение теплоты гидрирования дает величину 31 ккал/моль (129,79--10 Дж/моль) [37]. Вероятно, можно считать, что неисправленная величина энергии мезомерии азулена составляет примерно половину энергии мезомерии нафталина. Для получения правильного результата эту величину необходимо уменьшить примерно на 10 ккал/моль (41,87-10 Дж/моль), чтобы таким образом учесть напряжение в кольце. [c.173]

Энергия мезомерии пиррола велика, однако меньше, чем бензола и пиридина. Такой же вывод следует из сравнения аналогичных полиядерных углеводородов, например индола с нафталином или хинолином. Аналогичные различия существуют и для гетероциклов с другим гетероатомом, таких, как фуран и тиофен (разд. 3,6). Экзальтация диамагнитной восприимчивости для пиррола не была измерена однако известно, что для фурана экзальтация велика, хотя и меньше, чем для бензола и пиридина. В случае тиофеиа экзальтация так же велика, как и в случае бензола и пиридина (разд. 4,г). Пиррол имеет дипольный момент +1,80 Д (5,94-Ю" Кл-м), направление которого противоположно направлению дипольного момента пиридина 153]. Величину момента пиррола можно приблииченно проанализировать, как указано на схеме, приведенной ниже. Анализ показывает, что момент, обусловленный мезомерным переносом электронов азота в кольцо, способствующим возникновению отрицательного заряда на атомах углерода и положительного заряда на азоте (см. приведенные выше полярные структуры), составляет +2,3 Д (7,59-10 Кл-м). [c.175]

Фергюсон и Попл (1965) показали недавно, что вклады кольцевых токов в восприимчивость бензола, нафталина, антрацена, хризена, п-дифе-иилбснзола и стильбена (в направлении, перпендикулярном кольцам) заметно меньше полной анизотропии восприимчивости. Полная анизотропия равна сумме вклада кольцевых токов л-электронов и вклада локальных межатомных токов, причем последний пропорционален энергии л-электронного взаимодействия. Рассчитанные восприимчивости в плоскости молекулы в основном согласуются с опытом и показывают, что диамагнитная восприимчивость ПС) абсолютной величине o JЛЬшe вдоль длинной оси молекулы, чем ьдоль короткой оси. — Прим. перев. [c.49]

Вернемся теперь к ароматическим молекулам делокализованные я-электроны способны совершать движения с амплитудой, превышающей размеры атома, и по этой причине могут иметь очень значительный магнитный момент. Наглядным результатом этого является высокая диамагнитная экзальтация для ароматических молекул. Так, экспериментальная величина (—10 х) для бензола на 18 см превышает значение, рассчитанное исходя из величин атомных диамагнитных констант и инкрементов кратных связей. Аналогичная экзальтация для нафталина и азулена составляет соответственно 36 и 35 см , в то время как для неароматического циклооктатетраена эта величина составляет всего 3 см . Другие системы, характеризуемые делокализацией электронов, например СООН-группы ациклических кислот, в которых невозможен круговой ток я-электронов, не проявляют экзальтации, превышающей несколько единиц, несмотря на то, что их энергии делокализации почти сравнимы с энергиями делокализации некоторых ароматических молекул. Но этой причине высокая экзальтация диамагнитной восприимчивости может рассматриваться как довольно удовлетворительное выражение ароматического характера соединения. [c.295]

Величина магнитной восприимчивости диамагнитных веществ иногда резко увеличивается в процессе плавления. По данным Кабрера и Фален-браха [60] такой рост магнитной восприимчивости тем больше, чем больше дипольный момент вещества у неполярных веществ (гексан, бензол, нафталин) обычно изменение магнитной восприимчивости при п.лавлении очень незначительно. [c.423]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология