Молекула строение и изотопия

Водород. Положение водорода в Периодической системе. Изотопы водорода. Строение электронной оболочки атома водорода, характерные степени окисления. Водород как простое вещество. Строение молекулы. Физико-химические свойства. Получение и применение водорода. Распространение в природе. [c.108]

Наиболее простым спектром ЯМ.Р, состоящим из одного сигнала, обладают молекулы, все магнитные ядра которых эквивалентны и не содержат магнитных ядер другого изотопа. Спектр молекул, которые содержат два и большее число различных ядер, совсем не обязательно должен состоять из такого же числа резонансных сигналов (пиков). В качестве примера могут служить спектры ПМР уксусной кислоты и уксусного альдегида (рис. 28 . Оба соединения содержат два типа эквивалентных протонов и строение их сходно, поэтому можно было бы предполагать различие в основном в химических сдвигах отдельных сигналов. В действительности же спектры ПМР этих соединений существенно различаются уксусная кислота дает два одиночных сигнала, а уксусный альдегид дает два сигнала, обнаруживающие сверхтонкую структуру. [c.75]

Бода, молекулы которой включают тяжелые изотопы водорода и кислорода, обобщенно называется тяжелой водой. Однако под тяжелой водой прежде всего имеют в виду дейтериевую воду ВгО . В природной воде 99,73% приходится на обычную воду НгО . Из тяжелых разновидностей в природной воде больше других содержится НгО (0,2 мол. доли, %), НгО (0,04 мол. доли, %) и НВО (0,03 мол. доли, %). Содержание остальных разновидностей тяжелой воды, в том числе и тритиевой ТгО, составляет не более мол. доли, %. Химическое строение молекул тяжелой воды такое же, как у обычной, с очень малыми различиями в длинах связей и углах между ними. Однако частоты колебаний в молекулЕ1Х с тяжелыми изотопами заметно ниже, а энтропия выше, чем в протиевой воде. Химические связи В—О и Т—О прочнее связи Н—О, числовые значения изменения энергии Гиббса реакций образования В2О и ТгО более отрицательны, чем для Н2О (-190,10, -191,48 и -185,56 кДж/моль соответственна). Следовательно, прочность молекул в ряду НгО, В2О, Т2О растет. Для конденсированного состояния разновидностей тяжелой воды также характерна водородная связь. Лучше других исследованы свойства дейтериевой воды В2О, которую обычно и называют тяжелой водой. По сравнению с НгО она характеризуется большими значениями плотности, теплоемкости, вязкости, температур плавления и кипения. Растворимость большинства веществ в тяжелой воде значительно меньше, чем в протиевой. Более прочные связи В—О приводят к определенным различиям в кинетических характеристиках реакций, протекающих в тяжелой воде. В частности, протолитические реакции и биохимические процессы в ней значительно замедлены. Вследствие этого тяжелая вода является биологическим ядом. Получают тяжелую воду многоступенчатым электролизом воды, окислением обогащенного дейтерием протия, изотопным обменом между молекулами воды и сероводорода с последующей ректификацией обогащенной дейтерием воды. [c.301]

В соответствии с вышесказанным энергии активации зависят от типа реагента и катализатора. Для каталитической реакции подлежат исследованию влияния следующих трех свойств реагента значения его нулевой энергии, гомогенной энергии активации и строения. Влияние значения нулевой энергии может быть определено отдельно из реакций изотопных молекул. Тяжелый изотоп обладает меньшим значением нулевой энергии, и это различие лишь отчасти компенсируется. меньшим значением нулевой энергии тяжелой активированной молекулы, так что тяжелый изотоп требует большей энергии активации. Это было подтверждено для реакции разложения аммиака на вольфраме [37]. Соотношение между гетерогенной энергией активации и гомогенной энергией активации выражается правилом, согласно которому [c.39]

Приведены физико-химические константы и реакционная способность более чем 3500 неорганических веществ, выпускаемых химической промышленностью и обычно используемых в лабораториях, свойства и строение атомов элементов, природных и радиоактивных изотопов. молекул, радикалов и ионов. Изложены номенклатурные правила составления химических формул и названий, даны тривиальные, устаревшие и минералогические названия веществ. [c.375]

Характерной особенностью применяемых в настоящее время методов глубокой очистки является то, что все они основаны на использовании различия в химических или физико-химических свойствах разделяемых веществ, т. е. в свойствах, обусловленных главным образом строением электронных оболочек атомов или молекул разделяемых веществ. Методы, в основе которых лежит различие в физических свойствах разделяемых веществ, например разделение в центрифугах, электромагнитная сепарация, широко используемые для разделения изотопов, для глубокой очистки веществ применения пока не находят. [c.10]

Химические свойства изотопов одного и того же элемента практически не отличаются. В то же время одинаковые по строению, но различные по изотопному составу молекулы можно различать физическими методами. Самым общим различием таких молекул является различие в массах. Это позволяет олределять изотопный состав молекул с помощью масс-спектрометра. [c.27]

Открытие и изучение изотопов оказало большое влияние на развитие физики, химии и других естественных наук. Многие радиоактивные изотопы нашли широкое применение в физике, геологии, технике, в разнообразных научных исследованиях, в биологии и медицине. Радиоактивные изотопы применяются для изучения износа деталей машин и инструмента, для автоматического контроля за ходом производственных процессов, контроля качества продукции, для изучения строения молекул и механизмов химических реакций, для исследования явлений диффузий в газах, жидкостях [c.23]

В каждом семействе радиоактивных изотопов есть одно газообразное вещество остальные — твердые. Эти газообразные вещества называются актинон, радон и торон. Все они относятся к плеяде 86, следовательно, являются изотопами. Эту серию ныне принято обозначать символом Рп. Строение электронной оболочки у всех них таково 2) 8) 18)32) 18) 8. Следовательно, по строению электронной оболочки —это инертные газы. Так как наружная оболочка у них заполнена до 8, то силы Ван-дер-Ваальса между атомами (инертные газы не образуют молекул) настолько слабы, что переход в жидкое и твердое состояния возможен лишь при очень низкой температуре. [c.59]

Ядерный магнитный резонанс наблюдают в соединениях, молекулы которых имеют ядра, обладающие не только массой и зарядом, но и собственным механическим моментом (моментом количества движения), называемым спином. Наличие спина приводит к существованию собственного магнитного момента ядра, который проявляется лишь в специальных физических экспериментах. К таким ядрам относятся ядра водорода (протоны Н), изотопов азота, фтора ( К, Р), углерода ( С), кислорода ( О) и др. Для характеристики химического строения веществ, в том числе и полимеров, используют ЯМР высокого разрешения на ядрах Н, С, Р, С1 [7]. Наиболее ши- [c.251]

Важную информацию о строении сераорганических соединений дает метод изотопного обмена с радиоактивным изотопом серы Метод позволяет обнаружить в исследуемых продуктах соединения с подвижными атомами серы, с тионовой функциональной группой и полисульфидов. Для этого сульфиды смешивают с изотопом в соотношении 1 моль сульфидов на 1 экв. серы и нагревают смесь в течение 3 ч при 150 °С. Разница радиоактивности осадков сульфата бензидина, полученного после окисления серы до и после опыта, свидетельствует о содержании подвижной серы и наличии соединений с такими атомами в молекуле. [c.82]

В заключение рассмотрим случай, когда постоянные двухатомных молекул могут быть вычислены с высокой точностью без исследования их спектров. Известно (см. [151]), что постоянные двух молекул (АВ) и (АВ), которые отличаются изотопами атомов А или В (или обоих атомов) , различны. Согласно современным представлениям потенциальные энергии изотопных модификаций молекулы, их силовые постоянные ке и равновесные межатомные расстояния Ге одинаковы, поскольку они зависят только от заряда ядер атомов и строения электронной оболочки молекулы и не зависят от массы ядер. [c.56]

Масса атома практически равна массе его ядра, и его массовое число А равно полному числу протонов и нейтронов в ядре. При данном числе протонов, т. е. при данном атомном номере, число нейтронов может изменяться в некоторых пределах, так что могут существовать атомы одного и того же элемента с разными массами, называемые изотопами. Если элемент является смесью изотопов, то его атомный вес, определяемый химическими методами, представляет собой взвешенное среднее значение веса изотопов. Массы ядер и их строение являются, естественно, важным фактором, определяющим радиоактивность и другие ядерные изменения, но для вопросов химической связи и строения молекул они менее существенны. В настоящей книге достаточно рассматривать каждый атом просто как ядро с зарядом Z, вокруг которого находятся 2 электронов. [c.10]

Несмотря на эти трудности, было проведено довольно много исследований с другими ядрами, кроме протонов, и получен ряд ценных и важных результатов. При дальнейшем совершенствовании теории и преодолении трудностей интерпретации этот метод может стать одним из самых мощных орудий исследования строения молекул и кристаллов. Хотя такие важные ядра, как О и 8 , немагнитны, можно исследовать ЯМР на их изотопах, так как О , О и 5 все обладают спинами. [c.356]

Применение радиоактивных изотопов позволяет более глубоко изучить механизм нагарообразования, влияние отдельных компонентов топлива и масла, а также строения молекул углеводорода на нагарообразование. [c.178]

Изучение изотопного обмена позволяет судить и о характере связи. Так, используя радиоактивную серу выявили наличие обмена в связях С = 5 в органических соединениях и отсутствие обмена в связях Р = 5, что было объяснено меньшей поляризуемостью во втором типе связи. Следует оговориться, что употребляя термин прочность связи , нужно ясно представлять себе, какой характер реакции замеш,ения имеется в виду, т. е. происходит ли эта реакция по ионно-молекулярному (гетеролитическому) или атомному (гемолитическому) механизму. Один и тот же заместитель в углеродной цепочке и длина цепи оказывают в таких случаях противоположное влияние на прочность связи . Так, радиоактивный изотоп иода помог изучить обмен в галоидзамещенных насыщенных углеводородах различного строения. Ионный механизм обмена изучался в системах К1 + К1 и водно-спиртовом растворе (90% этилового спирта +10% воды) механизм атомного обмена — в системах Р1 + Ь в циклогексановом растворе, причем атомы иода получались фотохимически, путем диссоциации молекул Ь. Опыты показали, что усложнение скелета алифатического углеводорода или переход от нормального строения к изомерному приводят к резкому уменьшению скорости ионных реакций и к увеличению скорости атомных. Так, если обмен иода в СНд идет целиком по ионному механизму, если, далее в п-иодистом пропиле СНз — СН, — [c.242]

Строение органических соединений. Радиоактивные индикаторы могут быть использованы в некоторых косвенных методах определения строения органических молекул. Если, например, предполагается существование двух возможных вариантов структуры органического соединения и одна из этих структур — более симметричная,то можно пометить радиоактивной меткой атом, который в одной структуре является единственным, а в другой структуре — неотличим от другого атома. Затем структуры расщепляют на две части, каждая из которых содержит по одному такому атому. Если введенный радиоактивный изотоп содержит только одна часть молекулы, — структура несимметрична. В противоположном случае решение вопроса неоднозначно либо справедлива симметричная структура, либо она находится в равновесии с другой структурой. Таким методом, применяя радиоизотоп доказали отсутствие существования симметричной структуры циклических дикетонов [c.243]

В этом разделе книги рассматриваются механизмы гетеролитических реакций замещения водорода. Простейшие из них — изотопный обмен водорода в растворах. При этих реакциях отсутствует тепловой эффект, если пренебречь небольшими изменениями свободной энергии из-за различий нулевых энергий связей С—Н, С—D и С—Т (вследствие неодинаковой массы изотопов водорода). Следовательно, течение реакций определяют только кинетические параметры. Кроме того, при замещении атома водорода на его изотоп мало изменяется строение молекулы органического вещества. Поэтому при наличии в молекуле нескольких атомов водорода замещение одного из них на изотоп почти не отражается на скорости замещения последующих атомов. Когда же атом водорода замещается на галоид, металл или полярную группу, то получаются новые вещества, в которых обычно реакционная способность остальных атомов водорода становится иной. [c.307]

Изотопным обменом называется - перераспределение изотопов данного элемента между компонентами системы (внутри молекулы, между различными молекулами или разными фазами), которое не ведет к другим химическим или физико-химическим изменениям системы. Изотопный обмен широко используется в прикладной радиохимии для изучения механизма химических реакций, подвижности атомов в молекулах, строения и химического состава соединв ний, определения поверхности кристаллов, измерения давления насыщенного пара, коэффициентов самодиффузии и т. п. [c.184]

В табл. 63 приведены характеристики некоторых наиболее часто применяемых изотопов различных элементов. Большое и разнообразное применение метод меченых атомов нашел при химических исследованиях. С помощью этого метода изучают взаимодействие катализаторов с реагирующими веществами, строение молекул, механизм химических реакций, взаимодействие между раствором и осадком, диффузию в твердых телах, различные процессы, протекающие в растительных и животных оргаиизмах. На основе применения радиоактивных изотопов Ан. Н. Несмеяновым были разработаны новые методы определения давления насыщенного пара чистых веществ и парциальных давлений пара растворов, дающие возможность определять столь малые значения их, как 10 —10 мм рт. ст. и даже ниже. В настоящее время, бла- <, годаря большей доступности искусственно получаемых радиоак-тивных изотопов некоторых элементов, метод меченых атомов B eff более широко используется в исследовательских работах в раз- личных областях естествознания и техники. Он применяется для наблюдения за ходом производственных процессов, для контроля качества продукции, используется при автоматизации производства, применяется в медицине и сельском хозяйстве. [c.543]

ИЗОТОПНЫЙ ОБМЕН, самопроизвольное перераспределение изотопов к.-л. элемента между разл. фазами в-ва, молекулами или внутри молекул. В результате И. о. выравнивается изотопный состав элементов, составляющих разл. хим. формы в-ва или фазы системы, и устанавливается равномерное распределение изотопов. Незначит. отклонения от такого распределения м. б. обусловлены термодинамич. изотопными эффектами. Кинетику И. о. характеризуют степенью обмена Р — Х1 — хоЖхоо — о). где Хо, и Лоо — конц. данного изотопа в рассматриваемой форме в-ва соотв. в начальный момент времени, в момент I и при равновесии. Скорость И. о. зависит от его механизма и может изменяться в широких пределах. И.о. использ. для изучения подвижности разл. атомов в молекулах, выяснения строения разл. соед., обогащения смеси отд. изотопами (см. Изотопов разделение), получения меченых соединений. [c.214]

И. о. используют при изотопов разОеленип, получении меченых соединений с его помощью изучают строение молекул. На анализе И. о. основан один из способов определения низких давлений насыщенных паров. В отд. случаях И. о. может исказить результаты опыта так, при изучении И.о. между в-вами, растворенными в воде, нужно учитывать возможность обмена изотопов водорода между исследуемыми в-вами и молекулами воды. [c.198]

Метод масс-спектрометрии позволяет решать весьма сложные структурные задачи органической химии, например, такие, как определение последовательности расположения аминокислот в полипептидах, установление строения производных моносахаридов, дисахаридов и олигосахаров. В масс-спектрах производных углеводородов, содержащих атомы Вг (79 и 81), хлора (35 и 37), серы (32 и 34), следует учитывать наличие изотопноразличимых положительно заряженных фрагментов. Частицам, имеющим идентичное строение, но содержащим изотопные атомы, соответствуют близлежащие пики определенной интенсивности. Во многих случаях соотношения пиков изотопов того или иного атома в молекуле помогают легче решить вопрос о ее строении. Представления о структуре получают, анализируя пути фрагментации, т. е. изучая число, интенсивность пиков и природу их возникновения. В табл. 4.1 приведены данные о типичных осколках различных классов соединений и их массовых числах. [c.104]

Адсорбционные свойства дейтерированных и обычных форм водорода и углеводородов несколько различаются [1—44]. В зависимости от общей массы и строения молекулы, природы поверхности и температуры опыта дейтерированные формы молекулы могут адсорбироваться как сильнее 1—26, 29, 32], так и слабее [26—28, 31, 33— 44], чем соответствующие обычные формы. Более тяжелые изотопы молекулы водорода во всех изученных случаях адсорбируются сильнее, чем молекула [1—26]. Вместе с тем, все изученные дей-тероуглеводороды на графитированной саже адсорбируются слабее, чем соответствующие обычные углеводороды [26, 34, 36, 38—41, [c.353]

Сведения о механизме той или иной реакции, а также о строении и свойствах промежуточных комплексов могут быть получены путем изучения кинетических изотопных эффектов [10, 467]. Этот способ в ряде случаев дает возможность получить непосредствен ные данные о том, какими связями соединены исходные молекулы в промежуточном комплексе и разрыв каких связей происходит на контролирующей стадии реакцииЦенность изотопного метода заключается в возможности произвести замещение по концам свя-. зей, разрывающихся или образующихся в реакции. При этом в случае наиболее легких элементов наблюдается заметное измене- ние скорости реакции в зависимости от изотопа, участвующего в образовании новой связи. Характер такого изменения может быть предсказан на основании неодинаковой прочности связей изотопов, различающихся по массе в соединениях. Так как связь С—В прочнее связи С—Н (ввиду большей массы и, соответственно,. меньшей нулевой энергии дейтерия), то замена водорода на дей терий в соединении должна приводить к замедлению реакции, если контролирующая стадия включает нарушение связи С—О, и ускорять реакцию, если эта связь образуется. Отсутствие изотопного эффекта, или его нормально малая величина служат призна-ком того, что в медленной стадии реакции эта связь не участвует или что образование такой связи происходит синхронно с разрушением другой, когда противоположные кинетические эффекты взаимно компенсируются. [c.253]

Специфическая особенность реакций обмена одинаковыми атомами состоит в том, что молярные концентрации реагирующих компонентов остаются неизменными. Поэтому для таких реакций константы в уравнениях (5) и (6), а также сама скорость обмена (р) одинаковыми атомами должны оставаться постоянными. При данных концентрациях компонентов скорость атомного обмена должна зависеть только от строения реагирующих веществ, среды и температуры. Однако обнаружить обмен одинаковыми атомами (допустим Х°), а тем более измерить его скорость без введения меченых атомов, принципиально невозможно, поскольку атомы данного изотопа неразличимы. Введение же атомов другого изотопа X с целью наблюдения за скоростью атомного обмена существенно усложняет картину. Во-первых, следует иметь в виду, что количество меченых атомов X составляет только часть всех атомов X, и их концентрация непрерывно меняется в каждом из компонентов в процессе обмена во-вторых, при оценке скорости атомного обмена необходимо принимать во внимание зависимость скорости перехода меченого атома от степени симметрии реагирующих молекул, а также учитывать обратный обмен и, наконец, в-третьих, нужно вносить соответствующую поправку на изотопный эффект. Предположим, что меченые атомы X тождественны атомам Х°. Тогда скорости V перехода всех атомов X при прямом и обратном обмене будут оставаться постоянными, а скорости перехода атомов X будут равны соответственно х (1—у) V тку (1—х) V. По мере изменения величин X ш у скорости перехода атомовХ будут изменяться и достигнут постоянного значения при равновесии. Выразив величину у через ж и х из уравнения материального баланса и подставив ее в выражение для суммарной скорости обмена —получим, что в отсутствие изотопного эффекта обмен всегда должен протекать по уравнению первого порядка. В отличие от обычной константы скорбсти, которая не должна зависеть от концентрации реагирующих компонентов, будем называть постоянную в уравнении (6) коэффициентом скорости. [c.365]

Существование одного и того же элемента в виде атомов с различными массами подозревали ранее, поскольку было найдено, что многие пары радиоактивных элементов не разделяются обычными химическими методами. Предполагалось, что эти пары не будут различаться спектроскопически. Содди [1905J назвал такие различные по радиоактивности формы данного элемента изотопами, поскольку они занимают одно и то же место в периодической системе элемен-тов. Предполагалось также, что могут существовать и изотопы стабильных элементов и что неидентифицированный ион, обнаруженный Томсоном, представляет собой тяжелый изотоп неона. После того как в 1919 г. Астон окончательно доказал существование двух изотопных форм неона, теория существования изотопов, вытекающая из теории атомного ядра Резерфорда [1752], оказала большое влияние на дальнейшее формирование теории строения ядра. Содди [1906] считал, что изотопы обладают совершенно идентичными физическими свойствами, различие сохраняется лишь в отношении сравнительно немногих свойств, непосредственно связанных с массой атома . Такие же величины, как константы равновесия и скорости химических реакций молекул, содержащих различные изотопы, различаются очень незначительно. Со,зди предвидел, что для многих легких элементов, как, например, магния, хлора, атомные веса которых заметно отличаются от целых чисел (24,3 и 35,5 с(ютветственно), будет характерно наличие нескольких распространенных стабильных изотопов. [c.14]

Для поисков редких изотопов и установления верхних пределов распространенности гипотетических ядер были сконструированы специальные приборы. Экспериментально определенный изотопный состав элементов может быть использован для проверки гипотез о строении ядра, и точные таблицы распространенности изотопов жизненно необходимы ядерной физике. При рассмотрении разрешающей силы масс-спектрометра наложение, вызываемое пиком соседней массы, обычно выражают в процентах от высоты этого пика, причем наложение порядка 0,1% считается удовлетворительным. Однако когда один пик значительно превосходит соседний по интенсивности, влияние наложения становится более заметным и чувствительность обнаружения малого пика будет определяться не чувствительностью регистрирующей системы, а скорее этим наложением. Хвосты , связанные с пиками, в обычном аналитическом масс-спектрометре асимптотически стремятся к нулю с обеих сторон пика. Большей частью они вызываются разбросом пучка положительных ионов при столкновении с нейтральными молекулами газа. Однако на них оказывает влияние также разброс ионов в пучке по энергии и (при ионном токе 10 а) дефокусирующее действие объемного заряда [145]. Возможность использования любого прибора для измерения распространенности редких изотопов с любым массовым числом М определяется отношением ионного тока, соответствующего массе М, к ионному току, соответствующему массовому числу М . Приборы с простой фокусировкой, используемые обычно для подобных определений, позволяют получить величину этого отношения (чувствительность определения распространенности), равную 10 для массы 100 при наинизшей величине рабочего давления. Таким образом, наложение равно 1% распространенности изотопа, содержащегося в количестве 1 %. Один из путей повышения эффективной чувствительности определения распространенности заключается в концентрировании редких изотопов путем собирания положительных ионов с соответствующим массовым числом на одном масс-спектрометре и изучения концентрата на втором аналогичном приборе. Чувствительность определения распространенности, достигаемая в таком двухстадийном процессе, равна квадрату чувствительности, получаемой на одном приборе, так что мож но ожидать повышения этой величины до 10 . Такие результаты были получены путем последовательного соединения двух магнитных анализаторов масс на специальном приборе, построенном для изучения редких изотопов. У щели коллектора первого анализатора (дискриминирующая щель объединенной установки) ионы получают дополнительное ускорение и входят во второй анализатор. Необходимо отметить, что увеличение разрешающей силы на этой системе исчезающе мало. Первый такой прибор был построен Инграмом и Гессом [1011] энергия ионов в первом анализаторе была равна 1500 эв, а во втором — 10 ООО эв. Позднее Уайт и Коллинз 12162] построили установку, снабженную 20-ступенчатым электронным умножителем и очень чувствительным широкополосным детектором, что позволило получить высокую чувствительность определения распространенности. Этот прибор схематически изображен на рис. 30. Единственный природный изотоп, открытый за последнее десятилетие, был обнаружен при его помощи [2163] большое число элементов исследуется сейчас на наличие неожидаемых изотопов. Во многих случаях были установлены пределы существования данных изотопов, по порядку равные п-10 %. Например, для величин содержания Ыа и Ыа были установлены пределы, равные соответственно <1 10 % и<3-10 % прежний предел содержания этих изотопов был равен <2-10 %. [c.108]

Спектр кристалла высокотемпературной модификации толуола имеет молекулярный характер и экситонные эффекты выражены в нем очень слабо. Можно видеть, что различные спектральные характеристики (поляризация полос нижайшего электронного перехода, интенсивность их, величины молекулярных колебаний и др.) несут информацию о строении и симметрии молекулы в кристалле, о реализации и симметрии других, более высоко расположенных электронных переходов молекулы. Использование некоторых из этих характеристик позволило установить изотопный состав смеси различных изотопов дейтеротолуола. [c.116]

Изучение природы активных центров, а также строения и свойств поверхностных соединений, образующихся при взаимодействии молекул с поверхностью катализатора, позволяет глубже проникнуть в механизм гетерогенного катализа и ближе подойти к решению задачи научного подбора катализаторов. Широко используемые в настоящее время кинетические методы исследования каталитических реакций не могут дать прямую информацию о промежуточных стадиях каталитического процесса. Многие детали каталитических реакций не удается выяснить также при помощи других физико-химических методов исследования, например применением изотопов. В ряде случаев эта задача может быть успешно решена применением инфракрасной спектроскопии, которая позволяет следить за превращением молекул непосредственно на поверхностж катализатора, что открывает большие возможности для изучения промежуточных стадий каталитических реакций [1, 2]. [c.253]

Спустя полстолетия после того, как классические исследования строения в результате опытов Фишера были доведены до успешного завершения, некоторые реакции расщепления, на которых было основано установление структуры, нашли новое использование при выяснении путей биосинтеза мочевой кислоты. Среди продуктов реакций расщепления, изображенных выше, имеются мочевина, глицин, двуокись углерода и глиоксиловая кислота, и поэтому кажется вполне вероятным, что эти вещества являются предшественниками мочевой кислоты, т. е. что из них строятся некоторые части ее молекулы. Вопрос о том, действительно ли данное вещество является биогенетическим предшественником, может быть решен путем синтеза этого вещества в моченной изотопами форме и введения его в организм животного (опыты с мочевой кислотой проводились на голубях и на людях). Биосинтетическую мочевую кислоту затем выделяли из мочи и подвергали расщеплению, з результате чего обнаруживали положения, в которых находились меченые атомы. Если после введения изотопно-меченого карбоната биосинтетическую мочевую кислоту окислить до аллантоина, то изотоп обнаружится в образующейся двуокиси углерода, из чего можно заключить, что метка находилась на углероде 6. В отличие от этого, при применении меченой муравьиной кислоты образуется вещество, которое при окислении двуокисью свинца выделяет лишь неизотопную двуокись углерода. Однако при окислении этого же образца мочевой кислоты азотной кислотой обнаруживается, что меченый углерод муравьиной кислоты входит в другие положения молекулы. Из мочевины, образовавшейся как при окислении мочевой кислоты, так и при гидролизе аллоксана, в результате обработки энзимом уреазой получается наряду с аммиаком изотопная двуокись углерода, что указывает на то, что углероды 2 и 8 происходят из муравьиной кислоты. [c.629]

Изотопный обмен водорода имеет много обш,его с химическими реакциями замещения водорода . Это впервые заметив Ингольд, сопоставляя дейтерообмен между ароматическими углеводородами и серной кислотой с их реакциями при участии сильных кислот (нитрование, сульфирование). Но изотопные реакции значительно проще, так как строение молекулы вещества остается почти неизменным при замещении водорода на его изотоп. Если пренебречь небольшим изменением свободной энергии, вызванным различиями нулевых энергий связей с тритием, дейтерием и протием, то допустимо считать, что при изотопном обмене отсутствует тепловой эффект и протекание реакции определяется только кинетическими параметрами. Кинетика реакций изотопного обмена в большинстве случаев достаточно точно описывается простым уравнением первого порядка. Измеряя скорость обмена дейтерия на обычный водород в различных монодейтеропроизводных одного и того же соединения в разных растворителях, можно легко оценить количественно реакционную способность неравноценных атомов в молекуле, судить о тонких эффектах взаимного влияния атомов и обнаружить активную роль среды. [c.9]

Мы говорим о вступлении в биологический век, н это не пустые слова. Это явление огромной значимости, одни из поворотных пунктов в истории человеческой мысли. Ученые говорят о иуклеопротеинах и ультрацентрифугах, о биохимической генетике, электрофорезе и электронном микроскопе, о строении молекул н радиоактив-иых изотопах. Не подумайте, что все это — не более, чем еще одна их забава. Это надежный путь к решению проблем рака и полиомиелита, ревматизма и сердечнососудистых заболеваний. На этом пути будут получены знания, на основе которых мы сможем решить проблему обеспечения продовольствием все возрастающее население Земли. Это путь к познанию тайн жизни. [c.119]

У рикотелические животные (птицы, змеи и ящерицы) выделяют аминный азот главным образом в виде мочевой кислоты (рис. 19-25). Мочевая кислота является также главным конечным продуктом обмена пуринов у приматов, птиц и рептилий. Молекула мочевой кислоты имеет довольно сложное строение она состоит из двух конденсированных колец, составляющих так называемое пуриновое ядро. К пуринам относятся также аденин и гуанин, входящие в состав соответствующих нуклеотидов. Синтез мочевой кислоты из аминогрупп представляет собой многоэтапный процесс, потому что пуриновое ядро строится постепенно из ряда простых предшественников. На рис. 19-25 указано происхождение углеродных и азотных атомов мочевой кислоты, установленное на основе опытов с использованием предшественников, меченных изотопами. Сложный путь синтеза пуринов и мочевой кислоты мы рассмотрим в гл. 22. Здесь же достаточно отметить, что этот процесс включает много этапов и требует значительных затрат энергии. Та- [c.596]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология