Химическое строение молекулы и химические превращения веществ

Первую задачу, которую предстоит решить исследователю, интересующемуся, почему оба вещества отличны друг от друга, можно сформулировать так какова природа наблюдаемой изомерии Ответом в нашем случае служат экспериментальные доказательства того, что фумаровая и малеиновая кислоты нмеют одинаковое химическое строение. На это указывают такие их свойства, как способность образовывать соли с двумя эквивалентами одновалентных ионов металлов (так доказывается, что обе кислоты двухосновны, т. е. в их составе имеются две карбоксильных группы), присоединять молекулу брома (доказательство присутствия двойной углерод-углеродной связи), превращаться при гидроксилировании в винную кислоту. Эти и другие химические превращения указывают, что обеим кислотам принадлежит одна и та же структурная формула НООС—СН = СН—СООН. С другой стороны, известно, что замещенные этилена типа НК С = СКК" способны существовать в виде двух пространственных изомеров, называемых цис- и транс-формами. Таким образом, есть все основания считать, что фумаровая и малеиновая кислоты— цыс-транс-изомеры. Задача определения конфигурации сводится, следовательно, к тому, чтобы выяснить, какая из кислот имеет цис-, а какая транс-конфигурацию. [c.175]

Химическая кинетика изучает химические превращения веществ как процесс, протекающий по определенному механизму с характерными для него закономерностями во времени. Объектами химической кинетики служат реакции, в которых принимают участие различные реакционные частицы, в том числе — молекулы, ионы, радикалы, комплексы и т. д. Кинетические данные дают возможность уточнить механизм реакции, выявить корреляционные зависимости между реакционной способностью молекул и их строением они необходимы при проектировании реакторов для химического синтеза, при разработке новых и модернизации старых технологических процессов. [c.329]

Понятие химического строения включает представление об определенном порядке соединения атомов в молекуле и об их химическом взаимодействии, изменяющем свойства атомов, и содержит совершенно новые в то время принципы непосредственного и опосредованного взаимного влияния атомов и зависимости химических свойств веществ от их строения. Современное определение химического строения принципиально совпадает с бутлеровским. Таким образом, молекулы органических соединений рассматривались как объективно существующая реальность, строение которых познаваемо и устанавли.вается при помощи химических превращений. Этот вывод является одним из важнейших материалистических следствий теории химического строения. [c.14]

Совершенно другие процессы будут проходить при повышении температуры до уровня, когда в смеси углеводородов будут протекать химические реакции уплотнения углеводородов. При пониженных температурах в изменениях свойств и состава смеси углеводородов основную роль играют слабые межмолекулярные взаимодействия. При повышенных температурах слабые межмолекулярные взаимодействия играют важную роль в создании благоприятной ситуации для химического превращения веществ. При этом слабые межмолекулярные взаимодействия способствуют ориентации молекул друг относительно друга, снижают или повышают степень сольватации, определяют полиэдрическое строение флуктуаций молекул и т.п. [c.62]

Энергия взаимодействия внутримолекулярных частиц тела. характеризует состав и строение его молекул и изменяется лишь в результате химических превращений вещества. Поэтому ее нередко называют химической энергией. [c.48]

Молекула явилась основной единицей химии. Открылся путь к действительно научной химической символике, составлению химических формул веществ. Выдающийся шведский химик И. Берцелиус определил с большой точностью атомный вес многих веществ и изобрел условное обозначение атомов различных элементов. Символами стали начальные буквы их латинских названий. Теперь, зная состав молекулы, можно было легко вывести ее формулу, а тем самым и формулу химического соединения, так как молекула выра.жает состав, строение и все свойства последнего. С введением формул представления о химических превращениях стали более наглядными, Формулы показывали не только количество [c.55]

Химическое строение — порядок химической связи атомов — свойство реальной молекулы структурные формулы лишь с большим или меньшим приближением передают его. Химическое строение можно установить, изучая реакции образования вещества и его химические превращения. В то же время современная физика дает в руки исследователя методы, позволяющие судить о реальном геометрическом строении молекулы определенное таким образом строение совпадает с выведенным из химических данных. Все развитие органической химии за сто лет после Бутлерова не отменило так понимаемой теории строения, а привело лишь к ее развитию и укреплению. [c.33]

Кристаллохимическое строение — порядок расположения и природа связи атомов в пределах элементарной ячейки, их взаимное влияние друг на друга, а также распределение электронной плотности, величины эффективных зарядов. Как видно из этого определения, понятие кристаллохимического строения представляет собой превращенную форму химического строения молекул применительно к координационным решеткам. Вот почему теория химического строения Бутлерова — общехимическая теория, в одинаковой степени приложимая как к органическим, так и неорганическим объектам. На рис. 6, а приведена кристаллическая структура высокотемпературной модификации стехиометрического оксида титана ТЮ. Она показывает только порядок размещения атомов в элементарной ячейке и не отображает природу межатомных связей, а также их взаимное влияние. Вообще кристаллическая структура в той мере отражает кристаллохимическое строение вещества, в какой структурная формула — химическое строение молекулы. В действительности химическое и кристаллохимическое строение — понятия динамические, а не статические. [c.26]

Химическое строение молекул познаваемо оно может быть установлено путем изучения свойств веществ и продуктов его превращений, а также при синтезе из веществ известного состава и строения. [c.249]

Бутлеров неоднократно подчеркивал, что исследование химических превращений вещества дает нам возможность установить внутреннее строение химической частицы (молекулы) и отобразить его в формуле химического строения. [c.9]

Однако знание химического строения молекул не дает еще возможности сделать прямые и непосредственные заключения о химическом поведении вещества в тех или других условиях без использования законов, правил и закономерностей, касающихся процессов химического превращения органических веществ и являющихся обобщениями многочисленных экспериментальных данных, а так же без учета условий протекания реакции (среда, температура, давление и т. д.). [c.42]

Аналогично обстоит дело, когда заключение о химическом строении молекул вещества делается на основании химических реакций (синтетических или аналитических) соответствующих веществ. И в этом случае, очевидно, чтобы судить о химическом строении молекул вещества необходимо знать законы, закономерности и правила, лежащие в основе процессов соответствующих химических превращений. Установить химическое строение вещества путем синтетических или аналитических, реакций, не зная этих законов, закономерностей или правил, — невозможно. [c.43]

Законы (закономерности, правила), связывающие химическое строение молекул вещества и его химические превращения, раскрывают конкретное содержание положения о связи между химическим строением молекул вещества и его химическими реакциями. [c.43]

Так как при отдельных реакциях изменяются не все, а только некоторые части молекулы, то, изучая продукты химических превращений вещества, можно установить его химическое строение. [c.83]

Современные физико-химические исследования в любой конкретной области характеризуются применением разнообразных экспериментальных и теоретических методов для изучения различных свойств веществ и выяснения их связи со строением молекул. Вся совокупность данных н указанные выше теоретические методы используются для достижения основной цели—выяснения зависимости направления, скорости и пределов протекания химических превращений от внешних условий и от строения молекул—участников химических реакций. [c.21]

Исследуя химические превращения веществ, можно определить структуру молекулы, ее строение. Например, возьмем два уже рассматривавшихся соединения состава СгНвО. По их химическим превращениям мы сможем определить химическое строение и, следовательно, название каждого из изомеров (этиловый спирт или диметиловый эфир). Например, если при окислении соединения СгНбО мы почувствуем запах уксусной кислоты, то, зная, что спирты при окислении дают кислоты, можно сделать вывод, что взятое соединение СгНбО представляет собой спирт. [c.12]

К рассматриваемому классу веществ, называемых полимерами, относятся все волокна — как натуральные, так и полученные искусственным путем. Такие волокна, как шерсть, волосы, щетина, хлопок, лен, джут, мышечная ткань животных, шелк, найлон, терилен, при всем разнообразии химической структуры сравнимы по прочностным характеристикам. Очевидно, что волокнообразующие свойства этих материалов должны определяться каким-то общим фактором. Аналогично натуральный каучук и все синтетические каучуки, сырьем для которых обычно служат продукты переработки нефти, состоят из больших молекул. Хотя механические свойства каучуков, обладающих высокой эластичностью, очень сильно отличаются от свойств волокон, в строении молекул этих двух типов веществ много общего. Несколько ниже будет показано, что различия между волокнами и каучуками не так уж велики, и часто один материал может быть превращен в другой путем довольно простой химической обработки. [c.8]

Органические реакции обычно описываются брутто-схемами, отражающими сведения об исходных и конечных продуктах, их соотношении, условиях протекания реакций (температура, давление, катализаторы, растворители). Однако часто необходимо знать механизм реакций, т.е. поэтапный способ превращения исходных соединений в конечные продукты. Это, пожалуй, самая сложная задача химического исследования - понять процесс превращения вещества, проникнуть в сущность химической реакции, проследить ее стадии, выявить законы внутренней перестройки молекул, познать механизм реакции. Ведь почти все реакции состоят из целого ряда последовательных и (или) параллельных процессов - элементарных химических актов (стадий), которые надо понять на молекулярном уровне. Однако исследователи имеют дело со свойствами и параметрами макросистем, содержащих огромное число молекул. Если учитывать, что все молекулы с огромной скоростью движутся, колеблются, претерпевают внутри себя валентные, деформационные, крутильные колебания связей, сталкиваются между собой под всевозможными углами, что в каждой взаимодействующей молекуле постоянно происходит перераспределение электронной плотности, то картина предстает крайне сложная. Химикам приходится допускать некое усредненное представление о молекулах и процессах, для чего (кроме всех доступных химических и физических методов) приходится привлекать и теорию химического строения. [c.546]

Рассмотрим теперь современные представления о путях и механизме превращений липидной части органических веществ в ут леводороды нефти. Пути эти сложны и многостадийны. Лишь небольшая часть исходных молекул попадает затем в нефть в неизмененном или мало-измененном виде. Основное же превращение органического вещества в осадочных породах заключается в образовании нерастворимого продукта — геополимера, называемого обычно керогеном. В состав керогена, кроме остатков исходных органических молекул, входит и неорганическая составляющая, представленная обычно глинистыми минералами Детальное описание состава, свойств и строения керогена можно найти в монографиях [1, 2]. Для понимания механизма превращения органического вещества особенно важно, то, что молекулы последнего на определенном этапе химически связаны со своей неорганической матрицей. По мере погружения керогена в осадочную толщу земной коры, т. е. по мере роста температуры (что особенно важно) и давления в керогене происходят различные микробиологические и химические превращения. Обычно выделяют две основные стадии образования и преобразования керогена а) диагенез, или седиментогенез [1, 3], и б) катагенез. [c.183]

Настоящий курс физической химии написан с учетом возрастания требований к теоретической подготовке студентов. Перед коллективом авторов стояла задача написать книгу, отвечающую программе для химико-технологических институтов и в то же время такую, которая не устарела бы сразу по выходе из печати, учитывая неуклонное развитие науки о веществе и его превращениях. Этим определены особенности данного курса, в нем рассмотрены основные разделы физической химии — учение о строении вещества и химической связи, теория спектральных методов исследования молекул, химическая термодинамика (феноменологическая и статистическая), учение о фазовых равновесиях и растворах, электрохимия, химическая кинетика и катализ. Исключение материала, традиционно включаемого в учебники, но не имеющего прямого отношения к программе (учение о газах, жидкостях и т. п.), позволило уделить больше места основному содержанию физической химии. Материал пособия несколько выходит за рамки действующей программы, но тем самым предоставляются возможности использовать его при неизбежных ее изменениях и, что не менее важно, это делает его полезным для аспирантов и научных сотрудников, специализирующихся в области физической химии. Материал, который может быть опущен студентом при первом прочтении, выделен петитом. [c.3]

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]

Эти методы позволяют быстро, а главное с большой точностью установить самые тонкие особенности в строении органических соединений. Преимущества этих методов бесспорны с их помощью получают информацию о взаимном расположении атомов и молекул в веществе и о их взаимовлиянии химические методы такой информации не дают, так как они связаны или с превращениями веществ, или с их разрушением. [c.33]

Химическое превращение, химическая реакция есть главный предмет химии. Изучение различных свойств элементов и их соединений и, в частности, строения атомов и молекул дает в сущности для химии вспомогательный материал, облегчающий главную задачу, задачу рационального управления химическим превращением... Чем глубже и подробнее мы знаем свойства вещества и его строение, тем увереннее может действовать химик в своих синтезах. [c.194]

Все тела состоят из молекул и атомов. При химических превращениях состав и строение молекул изменяются. Разрушаются или изменяются химические связи в молекулах реагирующих веществ, возникают новые химические связи. Взаимодействие ядер, атомов и электронов определяет химическую связь. Понимание природы и законов химической связи необходимо для установления механизма элементарного акта химического процесса, в котором разрушаются и создаются молекулы, для объяснения и предвидения реакционной способности веществ, кинетических закономерностей, свойств образующихся продуктов. [c.8]

Характер химических превращений и свойства веществ зависят от строения реагирующих молекул и особенно от размеров и расположения входящих в них атомов, межъядерного расстояния и энергии химических связей, зарядов атомов и атомных группировок, моментов инерции молекул. Не всегда подобные характеристики могут быть рассчитаны теоретически. Очень часто привлекаются опытные данные, получаемые путем исследования электрических, магнитных, оптических и других свойств веществ. Знание экспериментально получаемых молекулярных характеристик важно для проверки гипотез о механизме химических процессов. Кратко остановимся лишь на принципах наиболее важных методов экспериментального исследования строения молекул. [c.49]

СТЕРЕОХИМИЯ — учение о пространственном строении молекул. Особенности, связанные с пространственным строением, обнаруживаются в появлении стереоизомеров эти особенности влияют на скорость и направление химических превращений, на физические свойства веществ и характер их физиологического действия. С. является важной составной частью современной теоретической химии, имеет большое практическое значение, особенно в отрасли полимерных материалов, а также при синтезе лекарственных препаратов, действие которых часто зависит от пространственного строения их. [c.238]

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА —смежная область химии и физики, задачей которой является применение теоретических и экспериментальных разделов современной физики (квантовой механики, электронной теории атомов и молекул) для объяснения химических проблем, вопросов строения и превращения веществ. [c.273]

Синтетические душистые вещества встречаются в очень многих классах органических соединений. Строение их весьма разнообразно это соединения с открытой цепью насыщенного и ненасыщенного характера, ароматические соединения, циклические соединения с различным числом углеродных атомов в цикле. Среди углеводородов вещества с парфюмерными свойствами встречаются довольно редко. Большинство душистых веществ содержат в. молекуле одну нли несколько функциональных групп. Сложные и простые эфиры, спирты, альдегиды, кетоиы, лактоны, иитропродукты — вот далеко не полный перечень классов химических соединений, среди которых разбросаны вещества с ценными парфюмерными свойствами. Для получения душистых веществ применяется самое разнообразное сырье, переработка которого основана на использовании большого числа химических процессов органического синтеза. Некоторые химические превращения приводят к введению заместителей в органические соединения нитрование, алкилирование, галоидирова-ние. К другой группе химических процессов относятся превращения, связанные с изменением функциональной группы веществ окисление, восстановление, этерификация, омыление. Третьи химические процессы приводят к изменению углеродного скелета химических веществ пиролиз, конденсация, изомеризация, циклизация, полимеризация. Ниже рассмотрены химические процессы, наиболее часто используемые в синтезе душистых веществ. [c.232]

Одной из важных задач является дальнейшее развитие представления теории химического строения о химической связи атомов, ее свойствах в различных соединениях, о факторах, влияющих на свойства отдельных химических связей атомов, и о мере этого влияния. Исследование свойств отдельных химических связей атомов в молекуле во времена А. М. Бутлерова было сильно затруднено тем обстоятельством, что заключения о свойствах отдельных химических связей атомов можно было сделать почти исключительно на основании исследования химических превращений соответстЕующего вещества. [c.56]

Что же касается Бутлерова, то он не только держался взгляда, отвергаемого К е куле, но экспериментально доказал возможность вывести строение молекулы, изучая превращения данного вещества. Бутлеров подошел к решению этого вопроса как химик-материалист он исходил из реального существования атомов и рассматривал молекулу не как простое скопление нескольких атомов, а как определенную систему связанных между собой химическими силами в определенной последовательности атомов. Он учитывал, что в зависимости от того, как эти аюмы между собой связаны, они оказывают друг на друга тс или иное влияние, а от этого зависят свойства образующейся нз них молекулы. [c.13]

Фотохимия. Исследуется взаимодействие излучеипя и веществ, участвующих в химических превращениях (реакции, протекающие под влиянием излучения, например фотографические процессы и фотосинтез, люминесценция). Фотохимия тесно связана с химической кинетикой и учением о строении молекул. [c.20]

Изучение состава, строения химических реакций и свойств гетероорганических соединений нефти особенно важно для решения такой принципиальной научной проблемы, как генезис нефти. Именно среди гетероорганических компонентов нефти встречаются соединения, в разной степени приближающиеся к соединениям чисто углеводородного характера, которые, вероятно, являются отдельными звеньями длинной цепи химических превращений, соединяющей нефть с органическим веществом растительного и животного происхождения, из которого эта нефть образовалась. Чем больше звеньев в этой цепи удастся расшифровать при помощи современных экспериментальных методов, тем ближе мы подойдем к раскрытию и правильному пониманию геохимической истории многообразных химических превращений в недрах земных от органического вещества растительного и животного происхождения до нефти. Наиболее простые по химическому составу кислород- и серусодержащие соединения являются, но-видимому, одной из последних (если не самой последней) ступенью в ряду этих превращений. Так, содержащиеся в нефтях карбоновые кислоты и сернистые соединения, как показали многочисленные экспериментальные исследования, имеют такую же или очень близкую структуру углеводородной части молекулы, как и углеводороды соответствующих фракций тех же нефтей. [c.303]

В последнее время стала развиваться радиационная химия углеводородов и появились исследования радиол иза алканов, доложенные на симпозиуме по радиационной химии углеводородов в 1957 году [146]. Под влиянием облучения таза пучком электронов с энергией порядка 1,5 мэв при обыч-ной температуре могут свободно происходить процессы расщепления молекул алкана на радикалы и непосредственного отщепления молекул водорода и метана На основе изучения цримесей этилена и пропилена в качестве веществ, поглощающих атомы водорода и метил-радикалы, а также результатов изотопического исследования радиолиза смеси этана и полностью замещенного дейтероэтана на масспектрометре, было показано, что большая часть водорода образуется при радиолизе этана путем прямого отщепления его молекул от молекул этана в первичном процессе [146]. Изучение изото-лического распределения метана, образованного при радиолизе системы этан и дейтероэтан, дало доказательство того, что метан возникает путем непосредственного отщепления его молекулы от исходных молекул этана. Таким образом, процессы радиолиза алканов могут происходить под воздейст- вием больщой энергии облучения при обычных температурах по другому механизму, с отщеплением молекул в первичном акте, без участия радикалов. В этом отношении радиолиз несколько схож с высокотемпературным крекингом, при котором относительный вес радикально-цепных процессов снижается и возрастает роль процессов распада, проходящих по молекулярному механизму, что соответствует более высоким порядкам энергий в том и другом случаях. Интересно также, что в условиях радиолиза (25°) могут возникать горячие радикалы, энергия которых соответствует гораздо более высоким температурам, чем температура экспериментов, т. е. распределение по энергиям для таких радикалов не является Максвелл-Больцмановским. С другой стороны, при действии радиации на алканы возникают и радикалы, которые могут тшициировать процессы распада. В этих случаях важной характеристикой инициированного крекинга является общий выход радикалов, способных индуцировать крекинг, отнесенный к определенному количеству поглощенной энергии. Вследствие того, что ионизирующее излучение поглощается молекулами не избирательно, количество поглощенной энергии пропорционально общему числу электронов в единице объема и не зависит от химического строения алкана [147]. В то же время выход радикалов, отнесенный к одинаковой поглощенной энергии, весьма зависит от строения поглощающих молекул. С процессами образования радикалов конкурируют процессы спонтанной де.чактивации возбужденных молекул алканов, связанной с превращением энергии элект- [c.71]

Химия как наука. Химья — наука о строении, свойствах веществ, их превращениях и сопровождающих явлениях. Перед современной химией стоят три главные задачи. Во-первых, основополагающим направлением развития химии является исследование строения вещества, развитие теории строения и свойств молекул и материалов. Важно установление связи между строением и разнообразными свойствами веществ и на этой основе построение теорий реакционной способности вещества, кинетики и механизма химических реакций и каталитических явлений. Осуществление химических превращений в том или ином направлении определяется составом и строением молекул, ионов, радикалов, других короткоживущих образований. Знание этого позволяет находить способы получения новых продуктов, обладающих качественно или количественно иными свойствами, чем имеющиеся. Поэтому вторая задача — осуществление направленного синтеза новых веществ с заданными свойствами. Здесь также важно найти новые реакции и катализаторы для более эффективного сушествле-ния синтеза уже известных и имеющих промышленное значение соединений. В третьих — анализ. Эта традиционная задача химии приобрела особое значение. Оно связано как с увеличением числа химических объектов и изучаемых свойств, так и с необходимостью определения и уменьшения последствий воздействия человека на природу. [c.14]

Химические превращения органических веществ в немалой степени зависят от строения молекулы исходного или промежуточного соединения, в частности от характера и положения в них заместителей, не принимающих непосредственного участия в процессе. Это обстоятельство может приводить к существенным различиям в ходе процесса электролиза даже близких по составу соединений, например изомеров. Так, катодное восстановление нитробензола и метанитроанилина на ртутном капельном электроде в щелочных водных растворах характеризуется волной на полярограмме, соответствующей присоединению четырех электронов и образованию гидроксиламиновых производных [c.192]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология