СВОЙСТВА КИСЛОТ И ОСНОВАНИЙ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ

Электронная теория кислот и оснований Льюиса. Теория основана на наиболее общем свойстве всех кислот или оснований — их электронном строении. По Льюису, кислоты — вещества, способные присоединять пару неподеленных электронов от основания, а основания — это вещества, способные отдавать пару неподеленных электронов, т. е. быть донорами электронов. В образовавшихся молекулах веществ (продуктах нейтрализации) электронная пара обобществлена между соответствующими ядрами атомов (см. 5.3 и гл. 9). [c.213]

Среди высокомолекулярных соединений важное место занимают белки. Они играют основную роль во всех жизненных процессах, а продукты их переработки — в технике и производстве. Белки являются полимерными электролитами, так как их молекулы содержат ионогенные группы. Поэтому растворы белков имеют целый ряд особенностей по сравнению с растворами других полимеров. В состав молекул белков входят разнообразные а-аминокислоты, в общем виде формула их строения может быть записана в форме КНг — К — СООН. В водном растворе макромолекула представляет амфотерный ион КНз — К — СОО . Если числа диссоциированных амино- и карбоксильных групп одинаковы, то молекула белка в целом электронейтральна. Такое состояние бедка называют изоэлектрическим состоянием, а соответствующее ему значение pH раствора — изоэлектрической точкой (ИЭТ). Чаще всего белки — более сильные кислоты, чем основания, и для них ИЭТ лежит при pH < 7. При различных pH изменяется форма макромолекул в растворе. В ИЭТ макромолекулы свернуты в клубок вследствие взаимного притяжения разноименных зарядов. Б кислой и щелочной средах в макромолекуле преобладают заряды только одного знака, и вследствие их взаимного отталкивания молекулы распрямляются и существуют в растворе в виде длинных гибких цепочек. Поэтому практически все свойства растворов белков проходят через экстремальные значения в изоэлектрическом состоянии осмотическое давление и вязкость минимальны в ИЭТ и сильно возрастают в кислой и щелочной средах вследствие возрастания асимметрии молекул, минимальна также способность вещества к набуханию, оптическая плотность раствора в ИЭТ максимальна. Изучение всех этих свойств используется для определения изоэлектрической точки белков. [c.443]

Азотистые основания. Химическое строение и физико-химические свойства азотистых оснований определяют особенности пространственной организации молекул нуклеиновых кислот в условиях живых клеток и, что особенно важно, их биологическое поведение, т. е. способность хранить и передавать наследственную информацию. [c.266]

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]

Хотя основаниями могут быть молекулы или ионы разных соединений, они все имеют одно общее главное свойство наличие пары электронов, пригодной для образования ковалентной связи. Точно также главным свойством кислоты является наличие у молекулы или иона пустой орбитали для присоединения пары электронов ион водорода обладает этим свойством. Однако этим свойством обладает не только ион водорода, и поэтому можно ожидать, что и другие вещества, обладающие этим же свойством, будут вести себя как кислоты. Как видно, Льюис приписывает кислотность какому-нибудь соединению в силу его определенного электронного строения. Это станет ясно, если рассмотреть электронное строение для кислотно-основной р еакции по Льюису [c.333]

Таким образом, в ряду оксикислот проявляется изомерия положения гидроксильной группы по отношению к карбоксилу, которая сказывается на ряде свойств этих соединений. Кроме того, оксикис-дотам, как и незамещенным карбоновым кислотам, присуща изомерия углеродного скелета (стр. 153). Важное значение в ряду оксикислот имеет свойственная некоторым из них изомерия, основанная на различиях в пространственном строении молекул — так называемая оптическая изомерия (стр. 195). [c.192]

Среди различных видов растворов особое место занимают растворы электролитов, т. е. веществ с ионным строением (соли, кислоты, основания), называемых электролитами. Присущие растворам специфические свойства (высокая электропроводность, более низкое давление насыщенного пара растворителя, чем у обычного раствора той же молярной концентрации) объясняются электролитической диссоциацией молекул растворенного вещества на катионы и анионы. В результате диссоциации число частиц в растворе увеличивается. Процесс диссоциации представляет собой разновидность химической реакции и подчиняется закону действия масс. Например, диссоциация соляной кислоты в водном растворе проходит следующим образом [c.6]

Другой подход дан Г. Льюисом. По его мнению, кислотные -или основные качества вещества обусловливают ся исключительно строением реагирующих молекул, определяющих их электронно-акцепторные свойства. Кислота, по Льюису — акцептор электронной пары (т. е. реагент, присоединяющий ее), а основание — донор (т. е. реагент, отдающий эту пару). Иначе говоря, в основу понятия кислот и оснований Льюис положил электронный механизм взаимодействия между ними. [c.194]

СВОЙСТВА КИСЛОТ и ОСНОВАНИЙ и СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ [c.208]

Свойства кислот и оснований и строение молекул 209 [c.209]

В спокойном состоянии ядро кажется почти однородным, и даже при окрашивании трудно выделить в нем какие-либо структуры. Но в процессе деления (митоз) содержимое ядра приобретает структурированный характер. Уплотнение ядерного вещества четко выделяет хромосомы. Самым замечательным свойством двойной спирально закрученной молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты — ДНК, как известно, является ее способность развертываться и, присоединяя органические основания из окружающей среды, удваиваться. Процесс удвоения ДИК, по-видимому, подчиняется регулирующим воздействиям. Если хромосома имеет кольцевое строение, то удвоение — репликация — начинается [c.166]

В первой половине XIX в. характеристику химического сродства атомо1В стали искать в электрохимических свойствах элементов. В самом начале века появилась электрохимическая теория, развиваемая в трудах Г. Деви (1778— 1829) и Берцелиуса. Деви считал, что химически взаимодействующие частицы при контакте -приобретают противоположные электрические заряды, которые и обусловливают связь поэтому между химическими и электрическими процессами существует однозначная зависимость. Согласно Берцелиусу, атомы химических элементов полярны и в сво бодном состоянии, до контакта, и поэтому можно выявить различие между электроотрицательными, у которых преобладает отрицательный полюс, и электроположительными элементами. Между собой соединяются атомы с противоположными зарядами. Электрохимическая теория стала основой для дуалистической теории строения вещества Берцелиуса, которая довольно последовательно позволила объяснить взаимодействие многих веществ — оксидов, кислот, оснований, простых веществ — между собой. Однако уже к середине века эта теория встретилась с непреодолимыми трудностями на ее основе нельзя объяснить существование молекул нз одинаковых атомов (например Нз) или замещение электроположительного водорода иа электроотрицательный хлор в соединениях углерода. И на некоторое время попытки выяснить природу химической связи были оставлены. Химики просто признавали существование такой связи, и возникаемые теории валентности опирались лишь на экспериментальные факты, т. е. были эмпирическими. [c.105]

Перенос протонов через водородные связи лежит в основе многих важных для химии процессов. К ним относятся разнообразные протолитические реакции в растворах (гидролиз, нейтрализация, обмен изотопов водорода и др.) проблема кислот и оснований, включая зависимость кислотности от среды и строения молекул, кислотные свойства комплексов и корреляцию кислотности с другими физико-химическими свойствами кислотно-основной катализ, его механизм и кинетика механизм таутомерных превращений участие водородных связей в орто-эффектах заместителей при химических реакциях аномальная подвижность и др. [c.431]

В 1858 г. Кекуле опубликовал свою теорию строения молекул, а в 1873 г. на основании этой теории Вислиценус установил, что право- и левовращающие молочные кислоты имеют одинаковое строение, и отметил, что если установлено, что молекулы структурно идентичны, но все же обладают различными свойствами, то это можно объяснить только тем, что эта разница обусловлена неодинаковым расположением этих атомов в пространстве . В 1874 г. Вант-Гофф и одновременно Ле Бель выдвинули концепцию пространственного расположения четырех заместителей при атоме углерода. Вант-Гофф развил свою идею на основании представлений Кекуле и Вислиценуса, тогда как Ле Бель базировался на работах Пастера. Это создало основы для современных представлений о строении, причем была установлена связь между конфигурацией и оптической изомерией органических соединений. Однако образование оптически активных соединений в живых системах все еще оставалось загадкой, причем это явление объяснялось с точки зрения ненаучной концепции жизненной силы [1]. [c.16]

Второй метод разделения основывается на различной растворимости солей оптически активных кислот-антиподов с одним и тем же оптически деятельным основанием. Если основание, с которым соединились право- и левовращающие кислоты, оптически недеятельно, как, например, в случае различных металлов, то при солеобразовании внутреннее строение молекулы не изменяется. Если же право- и левовращающая кислоты соединяются с оптически активным, допустим, правовращающим основанием, то конфигурации молекул солей не дают уже более зеркального изображения, а следовательно и физические свойства полученных солей более не будут тождественны, так как тождество этих свойств возможно только при наличии зеркальной изомерии. [c.130]

Как известно, индикаторами являются вещества, изменяющие окраску в зависимости от концентрации водородных ионов. Обычно это сложные органические вещества со свойствами либо слабой кислоты, либо слабого основания, чем объясняется их различная окраска. В других случаях неодинаковая-окраска индикаторов объясняется различным строением их молекул и ионов. Каждый индикатор характеризуется интервалом перехода его окраски. Под интервалом перехода понимают промежуток значений pH, в котором происходит заметное изменение окраски индикатора. [c.106]

Однако в объяснениях такого рода ясно чувствовалась натяну-то1сть они расшатывали то основное, что дала теория типов для органической химии,—стройную (для своего времени) систему классификации органических соединений. Таких веществ, как хлоруксусная кислота, которые можно было с одинаковым правом отнести к различным типам, становилось все больше. Какую же из различных типических формул считать истинной На этот вопрос Ш. Жерар дал такой ответ мнение о том, что при помощи химических формул можно выразить строение молекул (т. е. расположение атомов в них),—это предубеждение . Ш. Жерар настойчиво подчеркивал, что формулы теории типов выражают только аналогии и реакции . Для одного и того же вещества могут быть написаны разные формулы, и преимущества одной из них перед другими определяются, по Ш. Жерару, исключительно соображениями целесообразности , удобством изображения того или иного превращения. Употребляя образное выражение, Ш. Жерар говорил, что на основании химических свойств вещества можно узнать только прошедшее или будущее молекулы, но не ее настоящее, так как химические свойства проявляются лишь тогда, когда молекула данного вещества еще не существует (способы получения) или уже не существует (химические превращения). На основании этого Ш. Жерар настаивал, что нельзя по химическим свойствам судить о молекулярной конституции — строении молекул. [c.12]

Попыткой заложить основу для таких расчетов служит работа Стейнмана [38]. Он доказывает, что при абиотических синтезах пептидов реакции между аминокислотами подчиняются определенным статистическим закономерностям, основанным на сравнительной реакционной способности каждой аминокислоты. Здесь играют роль также физико-химические свойства среды, pH, строение боковой цепи в молекуле аминокислоты и свойства образующегося полимера. Получается, что без участия нуклеиновых кислот, под влиянием условий среды и в зависимости от реакционной [c.119]

Растворители можно разбить на доноры электронной пары (ДЭП) и акцепторы электронной пары (АЭП) в зависимости от их химического строения и химических свойств [65]. К сожалению, некоторые растворители нельзя отнести ни к той, ни к другой категории например, алифатические углеводороды не обладают свойствами ни ДЭП, ни АЭП. Растворители-ДЭП преимущественно сольватируют молекулы или ионы, являющиеся акцепторами электронной пары. Обратное справедливо для растворителей-АЭП. В этом отношении большинство взаимодействий растворенного вещества с растворителем можно рассматривать как обобщенную реакцию льюисовой кислоты с льюисовым основанием. Полярные молекулы растворенного вещества всегда 1 еют основный центр с повышенной электронной плотностью и кислотный центр с пониженной электронной плотностью. Для количественной оценки донорной и акцепторной эффективности растворителей Гутманн предложил так называемые донорные числа ОМ и акцепторные числа ЛЛ [65] см. разд. 2.2.6 и табл. 2.3 и 2.4. Благодаря способности образовывать координационные связи растворители-ДЭП н растворители-АЭП в общем случае хорошо ионизируют растворенные вещества (разд. 2.6). [c.111]

NH3 — основание. Т. о., Бренстед и Льюис подходят к оцределению К. и о. с разных точек зрения. Если, согласно Бренстеду, кислотные свойства связываются с наличием протона, то, по Льюису, эти свойства обусловливаются исключительно строением реагирующих молекул, определяющим их электронно-акцепторные свойства, и вовсе не связываются с присутствием в них к.-л. определенного элемента, и в частности водорода, могущего отщепиться в виде протона. Однако оба подхода (по Бренстеду и по Льюису) имеют между собой внутреннюю связь, к-рая состоит в том, что сам протон, как и другие льюисовские кислоты, характеризуется большим сродством к электронной паре. (В современной литературе принято указывать, о какой кислоте — бренстедовской или льюисовской — идет речь отсутствие же таких указаний приводит к путанице). Кроме этих двух общепринятых подходов к классификации веществ по кислотно-основным свойствам, существуют также и нок-рые другие (теория Э. К. Франклина, взгляды М. И. Усановича, [c.291]

Б. Физическая химия общие вопросы теория строения молекул и химической связи исследования строения и свойств молекул и химической связи кристаллохимия и кристаллография химия твердого тела газы, жидкости, аморфные тела радиохимия, изотопы термодинамика, термохимия, равновесия, физико-химический анализ, фазовые переходы кинетика, горение, взрывы, то-похимия, катализ фотохимия, радиационная химия, газовая электрохимия и химия плазмы, теория фотографического процесса растворы, теория кислот и оснований электрохимия поверхностные явления, адсорбция, хроматография, ионный обмен химия коллоидов, дисперсные системы. [c.71]

Открытие витамина В12, как было уже упомянуто в главе о микроэлементах, связано с изучением причин возникновения анемии скота в определенных местностях, почва которых содержала недостаточное количество кобальта. Изучение свойств ци-анкобаламина показало, что этот витамин необходим для нормального течения процессов кроветворения. Ряд биологических процессов катализируется производными витамина В12 существует целая группа соединений, сходных с ним по общему типу строения молекулы и называемых кобамидными ферментами они ускоряют процессы изомеризации аминокислот (например, перестройку глутаминовой кислоты в аспарагиновую кислоту), метилирование аминокислот, синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, синтез белка, обмен углеводов. Большое число реакций, управляемых соединениями кобальта, делает эти комплексы жизненно важными. Сам по себе витамин В12 не является коферментом функции коферментов выполняют кобамидные коферменты, причем образование этих производных из витамина В12 идет через несколько стадий, в которых участвуют коферменты ФАД и НАД В конечном продукте вместо группы СЫ содержится дезоксиаденозил [c.133]

Как видим, центральный атом окружен благополучным октетом электронов и, следовательно, 5пВг4 не должно было бы проявлять свойства кислоты. Вот почему Льюису пришлось прибегнуть к представлениям о вторичных кислотах и основаниях, которые якобы приобретают электронное строение, отвечающее L-кислотам или L-основаниям, лишь в момент реакции. Но так ли легко, не обладая специальными знаниями, представить себе электронное строение молекулы в тот момент, когда она изготовилась вступить в реакцию ( в момент активации , как говорят физико-химики) [c.21]

III. Бесцветный газ с характерным запахом. Молекула имеет строение незавершенного тетраэдра [ Ы(Н)з] (хр -гибридизация). Сжижается под избыточным давлением при комнатной температуре. В жидком состоянии ассоциирован за счет водородных связей, в малой степени подвергается автоионизированию (автопротолизу). Термически неустойчив. Хорошо растворим в воде, доля в насыщенном растворе равна 34% по массе и 99% по объему, pH = 11,8. Образует гидрат, проявляющий свойства слабого основания. Весьма реакционноспособный, склонен к реакциям присоединения. Сгорает в кислороде, реагирует с кислотами. Проявляет восстановительные (за счет N ") и окислительные (за счет Н ) свойства. Осушается только оксидом кальция. Качественные реакции — образование белого дыма при контакте с газообразным НС1, почернение бумажки, смоченной раствором Hg2(N03)2. Промежуточный продукт при синтезе HNO3 и солей аммония. Применяется в производстве соды, азотных удобрений, красителей, взрывчатых веществ, жидкий аммиак — хладагент. Промышленностью выпускается концентрированный раствор аммиака — аммиачная вода (массовая доля аммиака 25—28%). Ядовит. [c.168]

Электронный механизм разрыва старых и образования новых валентных связей характеризует химический процесс главным образом в отношении реакционной способности и свойств реагирующих компонентов. Зная строение молекулы, на основании механизма взаимодействия можно ориентировочно выбрать реагент, необходимый для получения определенного производного этой молекулы. Так, например, для нитрования ароматического ядра, обладающего нуклеофильными свойствами, в качестве нитрующего средства надо применять среду, способную выделять электрофильные ионы N0 . Такой средой является обычно смесь концентрированных серной и азотной кислот. Для нитрования же парафиновых углеводородов, для которых более вероятен радикальный механизм, надо применять среду, способную выделять окислы азота, обладающие свойствами радикалов N62). То же можно сказать о хлорировации. Ароматические вещества хлорируются (в ядрО) под действием иона хлора (С1+), а парафиновые углеводороды под действием радикала хлора (бЬ). [c.9]

Согласно электронной теории Льюиса, кислота и основание также обладают противоположными свойствами, хотя и в ином смысле, чем это следует из протонной теории [509, 528]. Льюис провел различие между конституциональным критерием, в основе которого лежало строение молекул, и функциональным критерием, базировавшимся на поведении молекул в химических реакциях. Последний описан Льюисом как феноменологиче-скцй критерий. [c.14]

Второй метод расщепления, открытый Пастером, основывается на различной растворимости солей активных кислот с оптически активными основаниями. Если основание, с которым соединились право- или левовращающая кислоты, оптически недеятельно (как, напр., у солей металлов), то внутреннее строение молекулы не изменяется при солеобразовании. Конфигурация молекул солей в этом случае может быть представлена схемами, которые, подобно тому, как при свободных кислотах, относятся друг к другу, как предмет к своему зеркальному изображению. Если же право- и левоврадающая кислоты соединяются с активным, напр., правовращающим основанием, то в этом случае конфигурации молекул солей не дают более зеркального изображения, а, следовательно, и физические свойства полученных солей не будут более тождественны, так как тождество этих свойств возможно только при [c.230]

В одной из недавних работ, посвященных вопросу о строении нефтяных кислот [47 ], имеется прямое указание, основанное на патентных данных [48] и частном сообщении не опубликованных данных, на то, что карбоновые кислоты, соли которых являются наиболее эффективными эмульгаторами, содержат в молекуле ароматическое ядро. Присутствие ароматических замещенных С12 — Сзо жирных кислот в битумах, обладающих хорошими эмульгирующими свойствами, — пишет автор, — упоминается, но не доказано в французском патенте . [c.318]