Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Симметрия молекул и оптическая активность

    Сравнительно недавно обратили внимание на особенности симметрии оптически активных веществ, остававшиеся без внимания в течение почти целого столетия. Понятие асимметрический вполне точно описывает атом углерода с четырьмя разными заместителями здесь действительно нет ни одного элемента симметрии — ни центров, ни осей, ни плоскостей симметрии. По аналогии привыкли считать лишенным элементов симметрии любое оптически активное соединение, однако более внимательное рассмотрение показывает, что это не так. Все асимметрические молекулы могут существовать в оптически активных формах, но, оказывается, есть среди оптически активных веществ и такие, молекулы которых... не асимметричны Рассмотрим в качестве примера проекционную формулу оптически активной винной кислоты в ней есть один элемент симметрии — ось в центре молекулы, проходящая перпендикулярно к плоскости чертежа (в формуле эта ось отмечена красной точкой)  [c.57]


    В 1874 г. Ле Бель и Вант-Гофф независимо друг от друга прищли к заключению, что оптическая изомерия обусловлена различным пространственным строением молекул обоих антиподов. Они ввели в органическую химию фундаментальное представление о тетраэдрической симметрии углерода, т. е. о тетраэдрическом расположении связанных с атомом углерода замещающих групп. С помощью этого представления легко удалось на основании строения молекул оптически активных соединений объяснить и предсказать существование двух оптически изомерных форм. [c.131]

    Молекула, содержащая только один хиральный атом углерода (т. е. атом, связанный с четырьмя различными группами, называемый также асимметрическим), всегда хиральна и потому оптически активна. Как видно из рис. 4.1, такая молекула не может иметь плоскости симметрии, если группы Ш, X, V и 7 различны. Однако наличие хирального атома углерода не является ни необходимым, ни достаточным условием оптической активности молекула, не содержащая хирального атома, также может быть оптически активной, и, наоборот, молекулы, содержащие два или несколько хиральных центров, могут совмещаться со своим зеркальным изображением, т. е. быть оптически неактивными. Примеры таких соединений будут рассмотрены позднее. [c.133]

    Симметрия молекул и оптическая активность а) молекулы оптически активны, если принадлежат к группам симметрии С или D б) молекулы оптически неактивны, если имеют плоскость симметрии, центр симметрии или ось Sn. [c.278]

    Способность вращать плоскость поляризации связана с асимметрией в пространственном строении молекул оптически активных веществ. Согласно Ле-Белю и Вант-Гоффу, четыре валентности углерода направлены в пространстве так, что атом углерода как бы находится в центре тетраэдра, а атомы и группы, соединенные с углеродом, размещаются в вершинах тетраэдра. Ле-Бель и Вант-Гофф показали, что если в молекулах вещества имеется хотя бы один атом углерода, соединенный с четырьмя различными атомами или группами, то такие молекулы асимметричны, т. е. не имеют плоскости симметрии, и в этом заключается причина оптической активности вещества. [c.198]

    Основным условием оптической активности вещества (на молекулярном или кристаллическом уровнях) является то, чтобы структура данной молекулы или кристалла не была совместимой со своим зеркальным изображением. Это свойство непосредственно связано с конкретным типом симметрии молекул или кристалла. Только отсутствие центра, плоскости и переменных осей симметрии у молекулы или кристалла приводит к оптической активности последних. Молекулярные структуры обладающие оптической активностью, называются асимметрическими. Отсутствие у асимметричных молекул перечисленных элементов симметрии допускает существование энантиоморфных молекул, соотносящихся между собой как правая и левая рука. Второе условие оптической активности связано с количественным соотношением в смеси двух энантиоморфных молекул правых [О] и левых (Ь). Если в смеси присутствует одинаковое количество Ь- и О-форм данной молекулы, то никакого оптического вращения наблюдаться не будет. [c.35]


    Причины оптической активности лежат в пространственной конфигурации антиподов, будь то кристаллы или молекулы. Оптически активные кристаллы не имеют плоскости симметрии, их нельзя мысленно рассечь плоскостью на две вполне совпадающие с друг другом половинки. Очевидно, что и оптически активные молекулы не должны иметь плоскости симметрии. Рассмотрим структурную формулу молочной [c.153]

    Согласно теории групп, свойства симметрии данной молекулы позволяют решить вопрос о том, совместима она со своим зеркальным изображением или нет. Молекулу, обладающую плоскостью, центром или зеркально-поворотной осью симметрии , можно совместить с ее зеркальным изображением. Молекулу, которая лишена элементов симметрии или имеет только простую ось симметрии (и ни ОДНОГО из трех вышеуказанных элементов симметрии) невозможно совместить с ее зеркальным изображением. Следовательно, возможны два пути решения вопроса, является ли данная молекула оптически активной. Один из них заключается в том, что строят модели молекулы и ее зеркального [c.16]

    Молекулы оптически активных органических соединений — асимметричны, т. е. через них нельзя провести плоскости симметрии. [c.108]

    Молекулы оптически активного вещества не имеют центра и плоскости симметрии. Примером может служить молекула, состоящая из атома углерода и четырех различных атомов или групп, которые обозначим А, В, С, О [c.141]

    Опыт показывает, что оптическую активность обнаруживают лишь молекулы, не обладающие плоскостью симметрии и центром симметрии с другой стороны, любые химические превращения, устраняющие асимметрию молекул, обусловливают исчезновение оптической активности. Поэтому можно заключить, что причиной способности многих веществ вращать плоскость поляризации света является несимметричное строение нх молекул. [c.132]

    Предпосылкой образования холестерической структуры является особенность строения молекул холестерина. В состав этих молекул входят труднодеформируемые плоские скелеты, состоящие из пятичленных и шестичленных колец. Группы атомов на концах выступают из плоскости. Такая структура не имеет центра симметрии и оптически активна. Поэтому холестерические жидкие кристаллы вращают плоскость поляризации проходящего света. Им, как и смектическим и нематическим жидким кристаллам, свойственно двойное лучепреломление. [c.254]

    Они имеют по два одинаковых асимметрических С-атома, вследствие чего можно ожидать существования двух оптически активных форм и одной лезо-формы (как у винной кислоты). Соединения типа А и соединения типа Б не имеют плоскости симметрии, но тип А содержит центр симметрии. Плоскость а,а делит молекулу на две половины, из которых одна при повороте на 180° превращается в зеркальное изображение второй (Л1). Поэтому соединення типа А оптически неактивны оба их асимметрических атома имеют противоположные конфигурации (Ладенбург). Соединения типа Б не содержат центра симметрии и являются оптически активными. [c.799]

    СИММЕТРИЯ МОЛЕКУЛ И ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ [c.181]

    Комплексы переходных металлов могут быть оптически активными, если диссимметрию (отсутствие симметрии) молекул создают следующие факторы  [c.182]

    Транс- и цис-изомерия комплексов. Простейшим примером использования спектрополяриметрии в стереохимии координационных соединений является определение цис- и гранс-изомеров в октаэдрических комплексах с двумя бидентатными лигандами типа этилендиамина (еп), например [КЬ(еп)2СЬ]+. Гранс-конфигура-ция имеет центр и плоскость симметрии и поэтому оптически не активна (рис. Х.4, а). В цис-изомере отсутствуют эти элементы симметрии, т. е. эта молекула диссимметрична и оптически активна (рис. Х.4, б). [c.208]

    Если молекула обладает центром симметрии, она не может быть оптически активной. Проверить это можно построением моделей такой молекулы и ее зеркального отображения при вращении зеркального отображения на 180° получится модель, абсолютно идентичная исходной. В этом особом случае можно сказать, что транс-3,6-диметил-2,5-пиперазиндион образовался конденсацией (+)-аланина и (—)-аланина, так что вращения обоих компонентов взаимно уничтожают друг друга, как в мезо-соединениях. Вывод о том, что наличие центра симметрии исключает оптическую активность, является, однако, верным и в целом. [c.24]

    Каковы требования к симметрии молекул, обладающих оптической активностью  [c.225]

    Если принять плоское строение циклогексана, то можно предположить наличие в молекуле плоскости симметрии. При конформационном рассмотрении обнаруживается ошибочность такого взгляда. Находясь по одну сторону кольца (цис-конфигурация), заместители вынуждены размеш,аться на различных по характеру связях а н е. При конверсии цикла с одинаковыми заместителями картина не меняется. Для 1,2-цис-дизамещенных циклоГексана возможна лишь экваториально-аксиальная конформация с переходом а,е е,а. Обе конформации оптически активны. [c.135]


    Обязательным критерием наличия оптической активности является, конечно, несовместимость молекулы с ее зеркальным изображением (хиральность) однако для удобства можно применить и другие тесты, более простые, хотя и не всегда точные. Одним из них служит наличие плоскости симметрии, называемой также зеркальной плоскостью. Это плоскость, которая проходит через объект и делит его таким образом, что одна его часть является точным отражением другой (т. е. плоскость сим- [c.132]

    В жидкой и газовой фазе молекулы движутся хаотично. Те молекулы, отсутствие оптической активности в которых обусловлено наличием плоскости симметрии, очень редко ориентированы таким образом, чтобы плоскость поляризации света совпадала с плоскостью симметрии. При такой ориентации молекула не вращает плоскость поляризации, но все остальные молекулы, не ориентированные таким образом, вращают плоскость поляризации, даже не будучи хиральными. Но в целом чистого вращения не наблюдается, так как в массе молекулы ориентиро- [c.151]

    Несимметричность строения молекул органических веществ обычно обусловлена наличием асимметрических углеродных атомов, которые в дальнейшем будут обозначаться звездочкой (С ), и поэтому можно уже по структурной формуле соединения судить, способно ли оно отклонять поляризованный свет. Однако в некоторых случаях, несмотря на отсутствие настоящих асимметрических атомов углерода, пространственное строение молекулы таково, что в ней нет никаких элементов, симметрии (например, соединения типа аллена, метилциклогексилиденуксус-ная кислота, инозит, некоторые производные дифенила). Такие вещества тоже обладают оптической активностью этот факт доказывает, что истинной причиной действия веществ на поляризованный свет является не само по себе наличие углеродного атома, связанного с четырьмя различными группами, а несимметричность всей молекулы, обусловленная некоторыми особенностями пространственного строения. [c.133]

    Если рассмотреть симметрию молекул оптически активных соединений, то окажется, что эти молекулы не обладают ни плоскостями, ни центрами симметрии. Плоскостью симметрии называется плоскость, разделяющая тело на две зеркально симметричные половины (т. е. таким образом, что одна половина является зеркальным изображением другой). Центр симметрии — это точка, обладающая тем свойством, что если на любой прямой, проходящей через нее, отложить равные отрезки по обе стороны от центра, то получим эквивалентные точки тела. Это означает, что молекула, которая хотя бы в одной из своих конформаций обладает плоскостью или центром симметрии, является ахиральной (т. е. нехиральной) дру- [c.88]

    Органические вещества с асимметрическими молекулами всегда оптически активны (в случае, если имеется только один оптический антипод или в смеси оптических антиподов один из них преобладает). Но нельзя утверждать, что молекулы оптически активного вещества должны быть лишены всех элементов симметрии, например оси симметрии. Поэтому вместо понятия асимметричности все чаще применяют термин хиральность. Хиральностью называют свойство неидентичности объекта его зеркальному отражению. Молекулу назьшают хиральной, если она не идентична своему зеркальному отражению. Если молекула идентична своему зеркальному отражению, ее называют ахиральной. Все хиральные молекулы являются молекулами оптически активных соединений и, наоборот, молекулы оптически активных соединений всегда хиральны. [c.61]

    Для характеристики стереохимич. структуры молекулы существует также понятие хиральности (диссимметрии). Молекула наз. хиральной, когда она не идентична своему зеркальному отражению. Все хиральные молекулы оптически активны, и все молекулы оптически активных соединений хиральны. Такое соответствие является преимуществом понятия хиральности по сравнению с понятием асимметрии, поскольку оптически активные молекулы могут обладать нек-рыми элементами симметрии (см. также Диссимметрические ионообменные смолы, Оптически активные полимеры). Отметим, что все асимметрич. молекулы хиральны, хотя не все хиральные молекулы асимметричны. А сим-метрич. атом представляет собой хиральный центр. С истинно хиральными макромолекулами мы встречаемся только в упомянутом выше случае 3. [c.264]

    Пастер [157 исследовал вопрос о требованиях симметрии, которые необходимы для того, чтобы объект, такой, как гемиэдрический кристалл или молекула, обладал несовместимым с ним зеркальным изображением. Он предположил, что если молекулы оптически активны в растворе, то они должны быть диссимметричны. С этого момента исследования стереохимических проблем дисси-метрии молекул и исследования спектроскопических проблем оптической активности проводились почти целиком совместно. [c.198]

    Хотя в общем случае справедливо, что диссимметричные молекулы оптически активны, была синтезирована молекула -ментнл-/-ментил-2,6,2, 6 -тетранитро-4,4 -дифеноата (рис. 2-5) [2а], которая является неактивной, несмотря на то что лишена элементов симметрии. Эта молекула не может [c.19]

    Оптическая активность считается необходимым условием при сворачивании белковой цепи, и, вероятно, без диссимметричных молекул жизнь была бы невозможна. Диссимметричными называются молекулы, не обладающие зеркальной симметрией (или не имеющие плоскости симметрии). Следует отметить, что асимметричные молекулы (обладающие только одним элементом симметрии—осью l) составляют особую группу диссимметричных молекул, хотя не все диссимме-тричные молекулы являются асимметричными. Стереоизомеры имеют одинаковый молекулярный скелет, однако различаются абсолютным пространственным расположением атомов. Такие соединения оптически активны и характеризуются хи- [c.186]

    Вернемся к оптической активности. Оказывается, молекула может проявлять оптическую активность, если она не имеет центра или плоскости симметрии, т е. если в молеку ле имеется один или несколько хи-ральных, асимметрических центров. При этом один из энантиомфов будет вращать плоскость поляризовагаюго света по, а фугой - против часовой стрелки, причем на одинаковый угол. [c.191]

    В чем причина появления оптической активности у некоторых органических вешеста Ответ на этот вопрос был дан на основании тетраэдрической теории Я. Вант-Гоффа и Л. Ле-Беля (1874). Согласно этой теории оптической активностью обладают соединения, молекулы которых имеют асимметрическое строение. В состав таких молекул входит асимметрический атом углерода, т. е. атом, у которого все четыре валентности затрачены на соединение с различными атомами или группами атомов (рис. 2.3). Такой атом не имеет ни одного элемента симметрии — ни центров, ни осей, ни плоскости. [c.217]

    РР2 два атома фтора неэквивалентны, чего и не требует симметрия. Это проявляется в константе спин-спинового взаимодействия Урр. Вообще, в оптически активных молекулах неэквивалентность ядер X в пирамидальных группах —MXj (—РРг, —NHj) или тетраэдрических группах —МХгУ (например, —СНгК, SIH2R и др.) не зависит от высоты барьера внутреннего вращения этих групп, в то же время при внутреннем вращении плоских групп —МХз и тетраэдрических групп —МХз потенциальный барьер обычно настолько низок, что ядра X становятся эквивалентными. [c.36]

    Качественное решение вопроса, будет ли равна нулю или нет, получается на основе симметрии молекулы. Сначала чисто эмпирически Л. Пастером было установлено, что молекулы, являющиеся зеркальными отображениями друг друга, оптически активны и вращают плоскость поляризации одинаково, но в противоположных направлениях. В 1905 г. В. Фойгт сформулировал более общее правило оптически активная молекула не должна иметь зеркальноповоротную ось 8п и, в частности, плоскость симметрии а=5[ и центр симметрии г 5 ,. Оптически активные молекулы могут иметь симметрию Сп н ) . Это правило полностью подтверждается рассмотрением свойств симметрии операторов Це и Цт. [c.181]

    Для сложных молекул, в которых оптическая активность возникает вследствие определенных конформационных особенностей, изменяющих симметрию молекулы, необходимо учитывать форму звеньев цепи, соответствующих правой и левой спирали. Простейшим фрагментом такой цепи являются три звена, представляющих связи между атомами и расположенных в гош-конформации. Если движение вдоль звеньев от его ближайшего конца к дальнему совершается по часовой стрелке, то такая цепь будет правоспиральной и правовращаюш,ей. Движению против часовой стрелки соответствуют левая спираль и левое вращение. Для трех [c.204]

    Оптической активностью молекулы обладают в тех случаях, когда они содержат асимметрический центр. Но в общем случае оптическая изомерия не обязательно связана с наличием такого центра. Она может быть обусловлена общей диссимметрией молекулы. Если молекула имеет плоскость или центр симметрии или альтернирующие оси симметрии, то она не проявляет оптической активности. Это не относится к простым осям симметрии, например, второго порядка наличие такой оси не исключает диссимметрии молекулы. В то же время известны молекулярные структуры, не илкющие никаких элементов симметрии, но тем не менее лишенные зеркальных антиподов. Примером этого может служить -ментил, /-мен-тил-2,6,2 , 6 -тетранитро-4,4 -дифеноат [c.119]

    Если вещество содержит оптически недеятельные, обладающие элементами симметрии адденды, с координационной емкостью два и выше, то такие обладающие только осевой симмет-)ией соединения также могут проявлять оптическую активность. -1а Пример, коардинирование трех молекул этилендиамина приводит к образованию оптически активных комплексов гексамано-типа  [c.52]

    Замещенные адамантаны. Адамантаны, в голове моста которых имеется четыре различных заместителя, хиральны и оптически активны например, соединение 11 было разделено на оптические изомеры [33]. Такого типа молекулы относятся к роду расширенных тетраэдров и обладают теми же свойствами симметрии, что и обычные тетраэдры. [c.137]

    Таким образом, отсутствие оптической активности для соединения 71 объясняется не наличием плоскости симметрии, а быстрым взаимным превращением молекулы в свое зеркальное изображение. Аналогичная ситуация наблюдается и для 1,3-сое-динений. Однако для цис-1,4-изомеров (как для XX-, так и для ХУ-дизамещенных) отсутствие оптической активности связано с наличием плоскости симметрии в обеих конформациях. Все транс-1,2- и транс-1,3-дизамещенные циклогексаны хиральны [независимо от того, содержат ли они одинаковые (XX) или разные (XV) заместители], тогда как транс-1,4-соединения (и XX- и ХУ-дизамещенные) ахиральны, так как все конформации имеют нлоскость симметрии. [c.184]


Смотреть страницы где упоминается термин Симметрия молекул и оптическая активность: [c.262]    [c.6]    [c.264]    [c.39]    [c.19]    [c.476]    [c.218]    [c.182]    [c.53]    [c.185]    [c.88]   
Смотреть главы в:

Физические методы исследования в химии -> Симметрия молекул и оптическая активность




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Активность молекул

Молекулы активные

Оптическая активность

Симметрия и оптическая активность

активное оптически активное



© 2024 chem21.info Реклама на сайте