Представления о пространственном строении органических соединений

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОСТРАНСТВЕННОМ СТРОЕНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ [c.43]

Вопрос о переносе представлений о строении органических соединений из плоскости в пространство назрел в начале семидесятых годов. В 1874 г. Ле-Бель [37] и, независимо от него, Вант-Гофф [38] развили идеи о пространственном строении. Они впервые отметили, что в соединениях, обладающих оптической деятельностью, содержатся атомы углерода, имеющие четыре различных заместителя. Вант-Гоффу принадлежит заслуга вывода почти всех следствий, которые можно было сделать из представления о тетраэдрической направленности связей углеродного атома . [c.45]

Кроме того, для создания фундамента количественных теорий реакционной способности органических молекул большое значение имело развитие в 40 — начале 50-х годов представлений о пространственном строении органических соединений [23, стр. 56—57 24]. [c.16]

Согласно пространственным представлениям о строении органических соединений, молекулу метана можно изобразить в виде правильного тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а вершины заняты водородными атомами. Если соединить прямыми центр тетраэдра с его вершинами, то эти линии, указывающие направление валентностей углерода, образуют между собой угол в 109°28 . [c.17]

Хотя представления о пространственном строении органических соединений неразрывно связаны с общей теорией Бутлерова о химическом строении,—вопросом о пространственном строении органических молекул он специально не занимался, считая, что выяснение его явится задачей будущего. [c.43]

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ЗАВИСИМОСТИ ЗАПАХА ОТ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ [c.128]

Однако в таком модельном виде представления о пространственном строении органических соединений, по-видимому, не нашли сторонников. Даже у самого Лорана в посмертно изданном Методе химии (1854 г.) нет подобных моделей, и Лоран, между прочим, замечает, что прежде чем определять расположение атомов в сложных телах (молекулах.— Г. Б.), надо знать число этих атомов [c.15]

Теоретические представления Вант-Гоффа... давали настолько удачные предсказания числа пространственных изомеров, что химики чуть было не проглядели, что эти соображения основывались на принципах свободного вращения вокруг простых связей и ограниченного вращения вокруг двойных связей ,— говорит Бартон в обзорной статье по стереохимии [1, стр. 60]. Однако слова чуть было не проглядели звучат как несправедливый упрек в адрес химиков прошлого века, как это хорошо видно из последнего раздела главы IV. В действительности современная стереохимия выступает здесь прямой преемницей стереохимии классической, и эта преемственность состоит в том, что установление в конце прошлого века ограниченного вращения вокруг простой связи привело в 30-х годах этого века к разработке учения о конформациях — нового раздела в теории пространственного строения органических соединений. [c.283]

Комплексные соединения составляют наиболее обширный и разнообразный класс неорганических веществ. К ним принадлежат также многие элементоорганические соединения, связывающие воедино ранее разобщенные неорганическую химию и органическую химию. Многие комплексные соединения — витамин В12, гемоглобин, хлорофилл и другие — играют большую роль в физиологических и биохимических процессах. Исследование свойств и пространственного строения комплексных соединений оказалось чрезвычайно плодотворным для кристаллохимии, изучающей зависимость физико-химических свойств веществ от структуры образуемых ими кристаллов, и породило новые представления о природе химической связи. К ценным результатам привело применение комплексных соединений и в аналитической химии. [c.354]

Согласно этой теории, свойства соединений определяются их качественным и количественным составом, химическим строением, т. е. последовательным порядком соединения между собой образующих молекулу атомов, и их взаимным влиянием. Теория строения органических соединений, развитая и дополненная новейшими воззрениями в области химии и физики атомов и молекул, особенно представлениями о пространственной структуре молекул, о природе химических [c.550]

Минуло еще 75 лет успешного развития стереохимии. Она обогатилась электронными и квантовохимическими представлениями. Созданы конформационный анализ и динамическая стереохимия. Плодотворно развивается учение о пространственном строении органических радикалов, ионов и переходных комплексов. Богатый теоретический и экспериментальный материал по изучению пространственного строения соединений нашел широкое практическое применение. Ничто из того, что было получено стереохимией XX в., не поколебало основных понятий классической теории Вант-Гоффа. Они и сейчас, как устои, держат мост, который соединяет прошлое и настоящее, настоящее и будущее стереохимии. [c.238]

А. М. Бутлеров в своей теории строения органических соединений впервые не только научно обосновал явление структурной изомерии, но и предсказал существование другого вида изомерий — стереоизомерии, которая связана с различиями в пространственном расположении атомов в молекулах веществ, имеющих одинаковые состав и строение. Для развития представлений о стереоизомерии органических веществ большое значение имела гипотеза Я. X. Вант-Гоффа и Ж. А. Ле Беля (1874) о тетраэдрическом строении атома углерода. [c.295]

Ни в одном из опубликованных руководств по дипольным моментам не был изложен систематически расчетный аппарат метода, необходимый для структурной интерпретации результатов определений. По нашему мнению, отчасти по этой причине нередко можно было встретиться с представлением об излишней ограниченности метода при изучении тонких особенностей пространственного и электронного строения органических соединений. Материал, собранный в главе III, должен в известной мере восполнить отмеченный [c.3]

Учение А. М. Бутлерова, углубленное и развитое работами В. В. Марковникова, включающее пространственные представления, развитые-Вант-Гоффом и Ле-Белем, может быть названо классической теорией химического строения органических соединений. [c.47]

Следующий этап работы исследователя с органическим соединением заключается в определении его физико-химических констант и элементного состава и в установлении химического строения. Элементный состав, найденный методами элементного микроанализа (иногда полностью автоматизированного), дает брутто-формулу исследуемого органического соединения, но не позволяет сделать окончательного вывода о его строении. Физико-химические константы (температуры плавления и кипения, плотность, показатель преломления, молекулярная рефракция, константы ионизации, окислительновосстановительные потенциалы, диэлектрические и магнитные константы) дают возможность установить чистоту вещества и создать представление о его строении. Наиболее сложная и ответственная задача — установление химического строения органических соединений 1) взаимного расположения атомов и пространственного строения молекул 2) характера и порядка расположения связей [c.7]

В 1851 г. английский химик Э. Франкланд вводит в химию представление о валентности. На основе учения о валентности в конце пятидесятых и начале шестидесятых годов XIX столетия трудами русского химика А. М. Бутлерова, немецкого химика А. Кекуле и шотландского химика А. Купера была создана теория строения органических соединений. Последняя в начале семидесятых годов в результате работ французских ученых Л. Пастера и Ле-Беля, а также голландского физико-химика Вант-Гоффа была дополнена учением о пространственном расположении атомов в [c.34]

Использование результатов анализа. Поляриметрический анализ широко применяют для определения качества сахарной свеклы как сырья сахарной промышленности. Метод экономичен, отличается простотой выполнения, быстротой и высокой точностью. Поляриметрия имеет большое значение и для теоретических исследований. По величине и направлению вращения плоскости поляризации света можно получить представление о химическом строении и пространственной конфигурации органических соединений, а также о механизме реакций, продукты которых имеют асимметричный атом углерода. [c.31]

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]

Но этот переход от классической органической химии к химии природных соединений, а именно в такой последовательности должны изучаться эти два раздела химии вообще, не является чисто количественным — этого "количества" стало достаточно для появления и нового качества , связанного с пространственным строением сложных органических молекул, механизмами их реакций, межмолекулярными взаимодействиями. Кроме того, надо заметить, что на определенных этапах природная химия включает объекты и представления классической неорганической химии (особенно показательно такое участие в химии энзимов) и физической химии (энергетика химических процессов, межфазные взаимодействия). [c.3]

Многие плодотворные направления в экспериментальной и теоретической органической химии, многие плодотворные направления в области физической химии органических соединений неизменно опирались и опираются на теорию химического строения А. М. Бутлерова, развитую далее в работах В. В. Марковникова и дополненную пространственными представлениями,—т. е. на классическую теорию химического строения. [c.47]

Установление элементного состава органических соединений в работах Лавуазье и отделение их на этом основании от минеральных веществ создало предпосылки для первых теоретических попыток выяснить характер зависимости свойств от элементного состава, а затем и от рационального состава (существования более или менее автономных так называемых ближайших составных частей молекул) и даже от пространственного расположения атомов или атомных группировок. Все это — состав, рациональный состав и пространственные отношения — многие химики первой половины XIX в., как уже говорилось, именовали конституцией — термин, который уже в структурный период стал также синонимом выражений химическое строение и структура . Формулы, выражающие представление о существовании тех или иных группировок атомов в соединениях, получили название рациональных , чем подчеркивалась их гипотетичность или, в прямом и неодиозном смысле слова, их умозрительность. [c.16]

В статье впервые рассмотрено в историческом аспекте возникновение и развитие представлений о связи между химическим строением и запахом органических соединений. Проанализированы причины появления различных теорий, их эволюции и значение в развитии представлепий о зависимости запаха от строения вещества. Обобщены результаты изучения влияния на запах таках факторов, как степень ненасыщенности молекул, гомология, изомерия, форма и пространственное строение молекул и др. Хронологические рамки работы — от начала ХУШ в. до 70-х годов XX в. [c.199]

Впоследствии оказалось, однако, что на свойства молекул в большей или меньшей степени, но во всяком случае меньше, чем химическое строение, влияет и пространственное расположение атомов — изучение этого влияния и привело к возникновению стереохимии. Таким образом, старая идея, временно отвергнутая, казалось бы, нашла в стереохимии свое новое воплощение. В действительности между доструктурными представлениями о пространственном строении органических соединений и стереохимией существует не только хронологический разрыв, заполненный становлением теории химического строения, но и глубокая разница по существу первые — это чистейшей воды гипотезы, не поддававшиеся опытной проверке и не обладавшие никакой предсказательной силой, тогда как стереохимия вскоре после своего возникновения стала таким же надежным руководителем химика-экспериментато-ра, каким была классическая теория химического строения. [c.7]

Влияние некоторых веществ на плоскость колебаний поляризованного света известно давно и обозначается как оптическая активность. Причина оптической активности может быть различной. Некоторые неорганические вещества оптически активны только в твердом состоянии, в расплаве или в растворе их оптическая активность исчезает, следовательно, она связана с их кристаллической структурой. В других случаях наблюдают вращение плоскости колебаний поляризованного света при прохождении луча через соединение при наложении сильного магнитного поля. Угол вращения пропорционален интенсивности магнитного поля, и, следовательно, оптическая активность является временным свойством. Некоторые органические вещества оптически активны в жидком состоянии, в растворе и даже в газовой фазе, как это было показано Био в 1815 г. Таким образом, оптическая активность соединений — это свойство самих молекул и она должна определяться их хиральной структурой. Исходя из этих предпосылок, Ле Бель и Вант-Гофф предложили теорию, согласно которой молекулы являются трехмерными структурами, и заложили основы представлений о пространственном строении органических соединений, которые общеприняты в настоящее время. [c.14]

В конце 1970-х годов А. А. Кричко были обобщены представления о строении органического вещества угля как о самоассоциированном мультимере с трехмерной пространственной структурой [67[. В соответствии с этой концепцией органическая масса угля представляет собой набор макромолекул и олигомеров различного состава, соединенных между собой связями невалентного характера, среди которых основную роль играют алектронодонорно-акцепторные взаимодействия, включая водородные связи. Отдельные структурные блоки могут обладать разным набором участков, проявляющих электронодонорные и электроноакцепторные свойства. Относительно непрочные валентно-химические связи типа связей в эфирных и метиленовых мостиках также характерны для углей, но они находятся внутри объединенных в мультимер структурных единиц. [c.65]

Классическая теория строения, хотя и была дополнена представлением, что атомы соединения расположены в пространстве и что структурные формулы являются проекциями пространственной конфигурации на плоскость, все же имела статический характер. Открытие таких явлений как циклизация, цис-транс изомерия, взаимный переход кето- и енольной форм — таутомерия, чередование двойной связи в конъюнгированных системах, наконец, ротация, — наглядно показала, что органическое соединение, как и всякая частица материи, не покоится на месте, а находится в состоянии непрерывного движения. Все это обогатило классическую теорию строения представлением о динамичности органических соединений. [c.19]

Что же касается гипотез относительно строения органических соединений, то все они в тот, доструктурный период сводились к более или менее конкретизированным модельным представлениям о пространственном расположении атомов в молекулах. Мысль о том, что свойства органических соединений зависят главным образом от их пространственного строения, возникла и упорно удерживалась не случайно. Во-первых, философско-атомистические представления еще с античности создавали для этого, так сказать, идейную основу, а во-вторых, подобного рода гипотезы звучали в унисон с господствовавшим тогда механистическим мировоззрением и, наконец, почти сама собой напрашивалась аналогия между строением кристаллов и строением молекул, особенно после открытия аналогии между оптической активностью кристаллов кварца и некоторых органических веществ в растворах. [c.345]

Как показано на примере бутанов и пентанов, данных об эмпирическом составе органического соединения еще недостаточно для того, чтобы составить правильное представление о природе вещества только структурная формула позволяет глубже уяснить его строение. Поэтому первая задача при исследовании органического соединения всегда состоит в выяснении его структурной формулы, и химик-органик по возможности всегда пользуется именно ею. Дальнейшим развитием структурной формулы является пространственная фо рыула, с помощью которой стремятся отразить расположение атомов в пространстве. [c.28]

Большие изменения претерпели и разделы органической химии. Классическая теория строения элементов А. М. Бутлерова дополнена представлениями о пространственном строении молекул. С новых позиций рассматривается номенклатура и изомерия органических соединений. Особое внимание уделено применению электролной теории в органической ХИМИИ. Дается понятие об электронном строении простых и кратных- связей, бензольного ядра, функциональных групп. Переработана и дополнена глава Углеводы . Дается пред- [c.3]

Стереохимия — это синтез представлений о химическом строении и пространственном сорасположении атомов в молекулах. Н поскольку такой синтез обогатил понятие структуры молекул новым содержанием, включив в него представления о формировании свойств вещества под влиянием тажих стереохимических факторов, как зеркальная изомерия, цис—грамс-расположение, эффекты свободного и заторможенного вращения вокруг С—С-связи, трансаннулярные эффекты и т. д., появление стереохимии означало подъем всей структурной химии органических соединений на новый уровень. [c.89]

Динамическая стереохимия, изучающая конформационные равновесия молекул, влияние пространственного строения молекул на их реакционную способность — актуальная область теоретической органической химии. Конформационные представления имеют большое значение в молекулярной биохимии, молекулярной биологии, молекулярной фармакологии, так как биологическая активность большинства природных соединений (аминокислот, пептидов, белков, ферментов, углеводов, ДНК, РНК, стероидов, алкалоидов), а также лекарственных веществ зависит от их пространственного строения. В связи с этим большой интерес представляет конформационный анализ молекулярных структур, содержащих конформационно подвижную циклогексановую систему. К этим соединениям относятся, в частности, производные циклогексана, содержащие алкильные, винильные, этинильные и кислородсодержащие функциональные фуппы —С=0, —ОН, —СО—СН3, —О—СО—СН3. Большое практическое значение имеют производные циклогексана с эпоксидной функциональной группой — алкициклические эпоксиды, являющиеся исходными соединениями синтеза эпоксидных полимеров с ценными физико-химическими свойствами. [c.66]

Существовало и другое представление о белках, как об очень подвижных, ни на что не похожих веществах. Хотя оно было малопродуктивным, тем не менее его придерживалось большинство биохимиков. Их взгляды отражает следующее высказывание B. . Садикова, одного из авторов дикетопиперазиновой теории. В 1933 г., т.е. спустя десять лет после созданной им вместе с Зелинским теории, он писал "...белковые вещества являются не обычными, хотя и весьма сложными органическими соединениями, а органическими соединениями, своеобразными вследствие того, что они способны переходить в какое-то крайнее лабильное состояние, свойственное живому организму..., в виду своей сверхлабильности нативные белки не имеют постоянства состава и постоянства строения это вещества с неопределенным текучим составом и текучим строением" [3. С. 81]. От истинного строения белков такое представление находилось столь же далеко, как и представление Мульдера. Впрочем, высказанная Садиковым мысль о физической и химической неопределенности белков также не была оригинальна. Задолго до него Э. Пфлю-гер делил белки на "живые" и "неживые", а Э. Геккель представлял их в виде чуть ли не одушевленных бесструктурных микрочастиц организма, которым отказывал не только в детерминированной пространственной структуре, но и в постоянном химическом строении. [c.64]

В основе учебника лежит курс органической химии, излагаемый по классам. Взаимоотношения между классами органических соединений столь многообразны, что практически любая последовательность классов, избираемая авторами современных учебников, с одной стороны, может быть логично обоснована, а с другой - правомерно оспорена. Однако независимо от последовательности изучения химиц отдельных классов студент должен освоить прежде всего грамматику органической химии познакомиться с классификацией и номенклатурой органических соединений, получить начальные знания о пространственном и электронном строении соединений с ковалентной связью, о типах разрыва ковалентных связей и классификации органических реакций. Все эти знания читатель может получить в главе 1 учебника, где они изложены на примере простейших реакций между кислотами и основаниями. Кислотно-основные реакции избраны для этой цели неслучайно. Согласно современным представлениям о природе кислот и оснований, подавляюш ее большинство органических реакций включает кислотно-основные взаимодействия, по крайней мере в качестве отдельных стадий. [c.7]

Поразительно, что еще в XIX в. химики сумели ввести такие понятия о структуре вещества, которые хорошо согласуются с современными представлениями, основанными на квантовой теории химической связи и на непосредственном определении структуры соединений методами дифракции электронов или нейтронов либо при помощи рентгеноструктурного анализа. Еще более поразительно то, что в появившейся в 1916 г. теории Косселя и Льюиса решающая роль в развитии представлений о возникновении химической связи отводилась электронам. (Напомним, что электрон был открыт Томсоном лишь за 19 лет до этого и что всего пятью годами раньше Резерфорд предложил планетарную модель атома.) Основными понятиями этой весьма успешной и продуктивной теории были электровалентность и ковалентность— качественные представления, которые до настоящего времени хорошо служат химии. На указанных представлениях о химической связи основана теория мезомерного и индуктивного эффектов, которая успешно применялась для объяснения данных, полученных в органической и неорганической химии (Робинсон, Ингольд, Арндт, Эйстерт). Несомненно также важное значение работ выдающихся ученых прошлого Кекуле, Купера, Бутлерова, Вернера и (по пространственному строению) Ле Бела и Вант Гоффа. [c.11]

Для аналитического периода характерна довольно быстрая смена теоретических представлений. Почти во всех теориях того времени шла речь о конституции органических соединений, под чем подразумевалось или их рациональный состав — указание на составляющие данное соединение радикалы, или соотнесение органических веществ по их свойствам (и предположительно по расположению в них атомов) с какой-либо простой органической или неорганической молекулой, принятой в качестве прототипа, или, наконец, сугубо гипотетическое моделирование пространственного расположения атомов в молекулах. Хотя в таких теорнях под конституцией подразумевалось пространственное строение ( структура ) молекул, а иногда применялся даже этот самый термин, химикам тогда не удалось вскрыть действительную зависимость между структурой молекул и свойствами веществ. И объясняется это в первую очередь тем, что конституционные модели были слишком далеки от действительного представления химического или стереохимического строения молекул. И только тогда, когда в результате предшествующего развития теоретической химии, в работах Кекуле, Купера, Лошмидта появились модели, выражавшие распределение связей между атомами, т. е. химическое строение в точном смысле этого слова, были созданы все предпосылки для перехода к теории химического строения, коррелирующей химическое строение и свойства органических соединений. Именно эта теория и получила название структурная теория и, следовательно, предшествующие ей теории можно именовать доструктурными. [c.13]

Современные электронографические, роитхенографические и спектроскопические методы исследования геометрической конфигурации атомов в молекулах и кристаллах органических веществ подтвердили правильность стереохимических представлений органической химии. Эти методы позволили определить межатомные расстояния и валентные ух- лы в молекулах многих органических соединений, составить детальную картину геометрической конфигурации атомов в этих молекулах и установить, приблизительное постоянство межатомных расстояний и валентных углов для связей одних и тех же типов. Данные о геометрии молекул и отдельных атомных групп с успехом применяются для предсказания геометрической конфигурации молекул многочисленных соединений, для анализа возможных пространственных препятствий и напряжений валентных углов в циклах, а также для учета влияния этих факторов на особенности химическо1"о строения и химического поведения ряда молекул. [c.25]

В истории открытия и изучения влияния невалентных межатомных сил па пространственное строение молекул применялись и применяются различные экспериментальные и теоретические методы. Сначала выдвигались на передний план одни методы, затем другие. По ходу нашего изложения мы будем упоминать о них. Но уже сейчас следует заметить, что представление о внутримолекулярном межатомном невалентном взаимодействии в органических соединениях было подготовлено тем, что вопрос о межмолекулярном невалентном взаимодействии атомов не раз уже обсуждался с теоретической точки зрения, и была даже разработана система так называемых вандерваальсовых радиусов, аналогичная в большой степени системе ковалентных радиусов, рассмотренных в главе VI. По этой причине разделам, посвященным искаженным конфигурациям, поворотной изомерии и конформационному анализу, мы предпосылаем раздел, тема которого относится не столько к стереохимии органических соединений, сколько к химической физике. [c.284]

Второе направление, по которому физика вторглась в область структурной теории,— это применение методов квантовой механики. Сначала был решен коренной вопрос теории строения химических соединений — разработано новое учение о валентности и химической связи. Собственно в области органической химии уже в начале 30-х годов было введено представление о о- ил-связях, объяснено в грубых чертах электронное строение и энергетика бензола и сопряженных систем (включая радикалы типа трнфенилметила), объяснена пространственная направленность связей углерода, их тетраэдрическая, тригональная и дигональная направленность объяснено также отсутствие вращения вокруг двойной связи. В 30-е годы особенное развитие получил метод валентных связей, с помощью которого были получены впервые так называемые молекулярные диаграммы, выражающие проценты двоесвязанности и порядки связей. Эти величины эмпирически были сопоставлены с межатомными расстояниями, результатом чего явилось удачное предсказание еще не определенных межатомных расстояний (например, в нафталине). [c.349]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология