Современные представления о химическом строении молекул и их реакционной способности

Важное место в теории химического строения занимает положение о зависимости химических свойств вещества от их строения, которое было сформулировано А. М. Бутлеровым так Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением . Оно принципиально совпадает с современным определением химического строения. Таким образом, молекула органического соединения рассматривалась как объективно существующая реальность, строение которой познаваемо и устанавливается при помощи химических превращений в свою очередь химическое строение вещества позволяет предвидеть его химические свойства (реакционную способность). Этот вывод является одним из важнейших материалистических следствий теории химического строения. Основные черты химического строения молекул могут быть выражены при помощи структурных формул. А. М. Бутлеров, считая, что каждое вещество обладает лишь одним химическим строением, специально указывал на несовершенство самих формул и неспособность их выразить все многообразие химических свойств органических соединений. Из теории химического строения вытекают важные следствия, касающиеся развития представлений о строении органических соединений. [c.12]

КВАНТОВАЯ ХИМИЯ - учение о строении и физико-химических свойствах молекул, ионов, радикалов, комплексов. Основывается на представлениях современной квантовой теории, в частности, на применении квантовой механики. К. X. охватывает учение о природе химической связи, валентность, электронную структуру молекул, спектроскопические, электрические и магнитные свойства молекул, силу взаимодействия и реакционную способность молекул. К. х. является теоретической дисциплиной, находящейся на стыке физики и химии, и тесно смыкается с теоретической атомной и молекулярной физикой. [c.124]

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ХИМИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ МОЛЕКУЛ И ИХ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ [c.76]

В органической химии электронные представления о строении и реакционной способности молекул составляют ныне вместе с современной стереохимией необходимое основание и отправной пункт для понимания механизмов химических превращений. Это имеет значение не только для приведения в научную систему огромного фактического материала органической химии, но и чисто практическое значение, так как указывает рациональные пути для синтеза соединений с заранее заданными свойствами. [c.3]

Все это и побудило нас к написанию данного учебного пособия Теория строения молекул , в котором авторы опирались на собственный опыт преподавания в Ростовском университете. Стремясь сделать пособие достаточно полным и независимым от других учебников (что удобно для изучающего), мы изложили в гл, I—4 общие вопросы теории строения атомов и молекул. Гл. 5 и 6, хотя и основаны во многом на новом материале, также традиционны для учебников по структуре молекул и химической связи. Остальная же часть книги не имеет аналогий, в ней дается подробный анализ современных расчетных методов квантовой химии и их приложений к проблемам структуры молекул и механизмов химических реакций. Особое внимание уделено концептуальной стороне современной теории строения и реакционной способности, развитию новых представлений и правил (сохранение орбитальной симметрии, концепция ароматичности, правило полярности и др.). [c.3]

Мономолекулярный распад многоатомных молекул в газовой -фазе относится к числу наиболее простых и хорошо изученных типов элементарных химических процессов. В нашей стране развитие этой области химической кинетики, имеюш,ей большое фундаментальное и прикладное значение, неразрывно связано с именем академика В. Н. Кондратьева и его школой [1—3], Современная теория мономолеку.лярных реакций позволяет, по крайней мере для термически активированных процессов в области высоких давлений, объяснять, а часто и предсказывать скорости распада различных соединений и влияние строения на реакционную способность. При этом успех зависит главным образом от прави.тьного выбора модели активированного комплекса. Обоснованные теоретические представления о строении активированных комплексов суш ествуют сейчас в обш ем виде для всех основных типов мономолекулярных реакций [4]. Однако количественная детализация этих представлений применительно к конкретным реакциям и классам соединений все еще базируется на экспериментальных кинетических данных и зависит от их надежности и числа. [c.173]

Исследование природы химической связи является центральной проблемой всей теоретической химии Изучение строения и реакционной способности вещества дает богатую информацию о характере взаимодействия между атомами в молекуле, способствуя все более углубленному моделированию химических процессов Обобщение экспериментальных данных приводит на определенных этапах развития химии к теоретическим концепциям, которые наряду с чисто познавательным аспектом имеют и громадное практическое значение, так как позволяют вести исследование более целенаправленно Однако только с созданием аппарата квантовой механики — науки о движении микрочастиц (атомов, ядер, электронов и т д ) — ранее существовавшие теории химической связи получили естественное объяснение Современная квантовая химия является частью квантовой механики, в основе которой лежит представление о корпускулярно-волновом дуализме микрочастиц Если раньше электрон рассматривался как точечная частица, положение и скорость которой в принципе можно точно установить, то в дальнейшем было установлено, что электрон может обладать также и волновыми свойствами (например, мы можем при определенных условиях наблюдать дифракцию электронов) [c.56]

Современные представления о химическом строении молекул и их реакционной способности [c.49]

Понятие о квантовой химии. В самом общем виде квантовая химия — это приложение современной квантовой теории для рещения химических проблем. Она занимается изучением строения и физико-химических свойств молекул, радикалов, комплексов н кристаллов на основе представлений современных квантовых теорий, в частности квантовой механики. Квантовая химия охватывает учение о природе химической связи, об электронной структуре молекул и других объектов исследования химии, а также вскрывает взаимосвязь между структурой и свойствами, включая реакционную способность веществ. Квантовая химия — современное учение о химическом и кристаллохимическом строении вещества, а также взаимосвязи между строением и свойствами на основе представлений и методов квантовой механики. Таким образом, квантовая химия представляет собой дисциплину на стыке физики и химии и имеет первостепенное значение для всей современной химии.. [c.88]

Проблема происхождения электронных спектров поглощения тесно связана с развитием квантово-механических представлений о строении вещества и природе химической связи. Современные квантово-механические методы в сочетании с результатами экспериментальных исследований позволяют понять природу электронных спектров поглощения, выяснить их связь с электронным строением и реакционной способностью молекул, объяснить влияние различных внутримолекулярных электронных взаимодействий, стерических эффектов и окружающей среды на характер наблюдаемых спектров поглощения. [c.3]

С момента своего возникновения квантовая химия была связана главным образом с изучением электронного строения молекул, т.е. электронного распределения в стационарных состояниях, а также состава входящих в волновую функцию молекулярных орбиталей, взаимного расположения уровней энергии занятых и виртуальных орбиталей и т.п. Были предприняты многочисленные попытки интерпретировать такие понятия классической теории, как валентность, химическая связь, кратность химической связи и др. Одновременно были введены и многие новые понятия, такие как гибридизация, а- и л-связи, трехцентровые связи и т.д., часть из которых прочно вошла в язык современной химической науки, тогда как другие оказались менее удачными и сейчас уже хорошо забыты. К тому же и содержание большинства понятий, возникающих внутри квантовой химии, заметно трансформировалось с течением времени. В квантовой химии было введено большое число различных корреляций между экспериментально наблюдаемыми для вещества и вычисляемыми для отдельных молекул величинами. Сама по себе химия является в существенной степени корреляционной наукой, базирующейся прежде всего на установлении соответствия между свойствами соединений и их строением и последующем предсказании требуемой информации для других соединений. По этой причине богатейший набор информации о строении, в том числе электронном строении соединений, предоставляемый квантовой химией, оказался как нельзя кстати для дальнейшего активного развития химической науки. Так, на основе квантовохимических представлений была развита качественная теория реакционной способности молекул, были сформулированы правила сохранения орбитальной симметрии, сыгравшие важную роль при исследовании и интерпретации реакций химических соединений. [c.4]

Изложенные выше примеры и рассмотренные представления показывают, каковы могут быть те особенности реакций макромолекул, которые связаны с полимерным состоянием вещества. Здесь рассматривались в основном реакции либо мономолеку-л я р н ы е, либо типа макромолекула — низкомолекулярный реагент, хотя это лишь доля вообще химических реакций макромолекул. В частности, почти совсем не разобрана проблема реакций макромолекула — макромолекула, т. е. собственно химия макромолекул — реакции в мире больших молекул. Создание и разработка теории реакционной способности макромолекул и доведение ее хотя бы до такого состояния, какое уже достигнуто в теории полимеризации (последняя, правда, только сейчас начинает учитывать реальное строение и форму растущей цепи в растворе) — одна из важнейших задач современной пауки о полимерах. [c.274]

Теория электронных смещений, как об этом очень определенно высказался Инголд (стр. 125) — это химическая теория электронного строения и реакционной способности органических соединений. Естественно сопоставить ее с физическими теориями, о которых также упоминает Инголд. Для этих теорий характерно — делать выводы о строении молекул, исходя из физических представлений о строении атома, о свойствах электрона, о природе валентности и химической связи. В главе И, а особенно в главе И1 мы уже встречались с примера.ми построения теории строения органических соединений поэтому принципу. Однако в то вре.мя физический фундамент подобных теорий не был разработан в достаточной степени. Иное положение создалось после возникновения квантовой механики. Теории, построенные на ее основе, продолжают успешно развиваться и в наши дни, оказывая глубокое влияние на всю теоретическую органическую химию. Этим теориям посвящены следующие главы. В заключительной главе физические теории сопоставлены с химической теорией электронных смеп1еннй, рассмотренной в настоящей главе, чтобы сделать выводы о перспективах развития современной электронной теории строения и реакционной способности органических соединений. [c.155]

Однако история кинетики органических реакций до настоящего времени не являлась объектом специального изучения. В многочисленных монографиях, учебниках, обзорах по химической кинетике и органической химии аксиоматически излагаются основные понятия, термины и теории, используемые в настоящее время для объяснения характера и природы влияния строения на реакционную способность соединений. Более того, даже в подавляющем большинстве исследований истории химической кинетики эволюция представлений в области кинетики органических реакций (и реакционной способности молекул) не рассматривалась Поэтому-то и стал неизбежным неисторический способ изложения материала в учебной и научной литературе, посвященной одной из важнейших проблем органической химии. Но современному специалисту полезно знать не только общепринятые теоретические представления, но и их эволюцию, происхождение сильных и слабых сторон. Это поможет ему легче обнаружить [c.5]

Текущие задачи квантовой химии органических соединений. Подводя итоги, Хюккель пишет, что современная теория ненасыщенных и ароматических соединений имеет большие успехи по сравненпю со старыми структурно-химическим представлениями, а также новой формальной электронной теорией химической связиОднако перед теоретиками в этой области стоят большие задачи. Первой из них Хюккель называет разработку удовлетворительного способа описания и расчета строения соединений с гетероатомами вторая задача — развить дальше и углубить те скромные начинания, которые имеются в интерпретации связи между строением и реакционной способностью молекул третья задача — теоретически разработать зависимость между строением и цветностью. [c.308]

Проблемы кинетики, катализа и реакционной снособности теперь представляют единое целое. Все далее уходят в прошлое те представления, согласно которым реакционная способность данного соединения рассматривалась преимущественна только как функция химического строения его молекулы. В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что пе только химическая активность вещества, но и направления его иреобразований в процессе реакций зависят от многих факторов от структуры его молекулы, от химической природы и строения сореагента, от катализаторов — в том числе стенок сосуда, от реакционной среды и, наконец, от условий процесса — температуры, давления, наложения полей, наличия радиации и т. д. Учет влияния всех этих факторов представляет исключительную сложность, тем более что действуют они, конечно, не порознь, а взаимно обусловленно. И тем не менее такой учет необходим, и именно он в форме различного рода закономерностей становится предметом современной кинетики как учения о химических процессах. [c.4]

Научные исследования относятся к учению о химических процессах. В первых работах (1916— 1925) получил данные о явлениях, вызванных прохождением электрического тока через газы, об ионизации паров металлов н солей под действием электронного удара и о механизме пробоя диэлектриков. Разработал основы тепловой теории пробоя диэлектриков, исходные положения которой были использованы им при создании (1940) теории теплового взрыва и горения газовых смесей. На основе этой теории вместе с учениками развил учение о распространении пламени, детонации, горении взрывчатых веществ и порохов. Его работы по ионизации паров металлов и солей легли в основу современных представлений об элементарном строении и динамике химического превращения молекул. Изучая окисление паров фосфора, в сотрудничестве с /О. Б. Харитоном и 3. Ф. Вальтой открыл (1926--1928) предельные явления, лимитирующие химический процесс,— критическое давление , критический размер реакционного сосуда и установил пределы добавок инертных газов к реакционным смесям, ниже которых реакция не происходит, а выше которых идет с огромной скоростью. Те же явления обнаружил (1927—1928) в реакциях окисления водорода, окиси углерода и других веществ. Открыл (1927) новый тип химических процессов — разветвленные цепные реакции, теорию которых впервые сформулировал в 1930—1934, показав их большую распространенность. Доказал экспериментально и обосновал теоретически все наиболее важные представления теории цепных реакций о реакционной способности свободных атомов и радикалов, малой энергии активации [c.456]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология