Построение и форма молекул

В данной главе будет рассмотрен простой метод описания ковалентных связей с использованием структурных схем Льюиса. Мы занищем льюисовы структуры для известных молекул и ионов и дадим им объяснение, пользуясь представлениями об обобществлении электронных пар и построении замкнутых валентных оболочек такого типа, как у атомов благородных газов. Затем мы объясним степени окисления атомов в соединениях на основе соображений о неравномерности обобществления электронных пар атомами, обладающими разной электроотрицательностью, после чего перейдем к установлению взаимосвязи между кислотностью некоторых молекул и электронным строением их центрального атома. В последней части главы будет показано, как для предсказания формы молекул используется метод отталкивания валентных электронных пар (ОВЭП). [c.465]

Каждая полярная молекула, являясь диполем, ориентирует окружающие ее молекулы так, чтобы их противоположно заряженные части располагались ближе друг к другу. При этом возможно образование не только пар молекул, но и групп — ас-социатов, построенных различно в зависимости от формы молекул. [c.73]

Описанный принцип построения больших молекул встречается и в природе. Например, самый распространенный на земле органический полимер — целлюлоза, образующий стенки растительных клеток и обеспечивающий механическую прочность всех древесных пород, построен из связанных в цепочку мономерных фрагментов циклической формы глюкозы [c.139]

Особенность ароматических углеводородов заключается в том, что в их молекулах каждый атом углерода связан не только 0-электронами, но и л-электронами, образующими устойчивую замкнутую систему в виде единого кольцевого облака. При этом л-электроны не принадлежат определенной паре атомов углерода, а обобщены всеми атомами и способны перемещаться по всей молекуле. Это характерно для систем с сопряженными связями. Благодаря плоскому построению бензольного кольца, облако каждого я-электрона перекрывается облаками соседних атомов (только в случае плоской формы молекулы оси всех облаков [c.83]

В природе существуют соединения, в которых главную роль играет не взаимодействие компонентов, а форма и размер молекул. К их числу относятся клатраты, канальные соединения и др. Клатраты — это соединения, образованные путем включения молекул одного сорта в кристаллический каркас, построенный из молекул другого сорта. В клатратах молекулы-хозяева образуют небольшие полости, в каждую из которых попадает по одной молекуле-гостье (рис. 5.20). [c.149]

Кристаллические (желтого цвета) структуры, построенные из молекул Аз 4 и ЗЬ4, очень неустойчивы и легко переходят в металлические модификации. Висмут известен только в металлической форме. Молекулы Аз2, 5Ьг и В]2 имеют энергии диссоциации, равные соответственно 91, 70,6 и 48 ккал. [c.277]

Полисахариды. Эти углеводы во многом отличаются от моно- и дисахаридов — не имеют сладкого вкуса, в большинстве нерастворимы в воде, они представляют собой сложные высокомолекулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием более простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов. Важнейшие представители полисахаридов — крахмал и целлюлоза (клетчатка). Их молекулы построены из звеньев -СбНюОб-, являющихся остатками шестичленных циклических форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды поэтому состав и крахмала, и целлюлозы выражается общей формулой (СеНюОа) . Различие же в свойствах этих полисахаридов обусловлено пространственной изомерией образующих их моно-сахаридных молекул крахмал построен из звеньев а-, а целлюлоза — /3-формы глюкозы. [c.582]

Простейшие примеры плотнейших упаковок одинаковых частиц можно найти среди структур металлов, благородных газов и кристаллов, построенных из молекул одного типа. В последнем случае молекулы должны иметь приблизительно сферическую форму или играть роль эффективно сферических за счет вращения или беспорядочной ориентации. Металлы дают много примеров гексагональной или кубической плотнейших упаковок. [c.194]

Рис. 64. Грань октаэдра, построенная из молекул, имеющих форму куба (по Гаюи)

Для сильно вытянутых фигур анализ затруднен, так как теоретические кривые при большой асимметрии, очевидно, практически сливаются друг с другом. Зато в этом случае можно провести анализ применительно к поперечному сечению, что особенно результативно, если заранее известно, что макромолекул. имеет цилиндрическую форму (молекула ДНК в растворе). При умножении интенсивности рассеянного излучения на соответствующий угол рассеяния получается функция Ы Н), характеризующая сечение молекулы, и по ней определяется (совершенно так же, как и при нахождении радиуса инерции Но) радиус инерции поперечного сечения [40]. Определить векторы, соответствующие поперечным размерам молекул, позволяет и умножение интенсивности на /г т. е. построение фурье-свертки. Этот метод был с успехом применен Федоровым и Птицыным для интерпретации индикатрис рассеяния [4 ]. [c.283]

Чтобы иметь возможность пользоваться понятием упаковки частиц, необходимо четко охарактеризовать их форму. Еще на заре развития органической кристаллохимии Китайгородским было показано, что понятие формы. молекулы физически осмыслено, и существуют универсальные способы построения [c.61]

Считая, что форма молекул точно определена, рассмотрим возможные способы укладки молекул в кристалле. Кристалл — наиболее совершенная пространственная организация атомов или молекул, характеризуемая периодической повторяемостью во всех трех измерениях. Простейшим повторяющимся элементом кристалла является параллелепипед, построенный на трех векторах а, Ь и с, которые могут быть выбраны не единственным образом. Решетка обычно описывается в системе координат, за оси которой приняты направления основных векторов. В общем случае элементарная ячейка — косоугольный параллелепипед с ребрами а, 6 и с и углами а = Ь,с, р = с,а и у = а, Ь. Совокупность этих шести величин называется параметрами элементарной ячейки. [c.63]

Пятая особенность заключается в особой геометрической форме молекул основных типов высокомолекулярных соединений нефти. По форме молекул вое известные природные и синтетические высокомолекулярные соединения соответствуют одному из следующих трех типов построения линейные цепи, разветвленные цепи и трехмерные структуры. Последний тип структуры образуется в результате установления поперечных связей между цепями первых двух видов. [c.205]

И амилоза, и амилопектин состоят из остатков глюкозы, связанных а-гликозидными связями, однако они различаются формой молекул. Амилоза представляет собой линейный полисахарид, построенный из нескольких тысяч остатков глюкозы, соединенных а-гликозидной связью. Строение амилозы схематически выражается следующей формулой [c.386]

Молекула СО. . Форма молекулы диоксида углерода линейная, поэтому построение а-МО для этой молекулы проводится так же, как и для линейной трехатомной молекулы ВеНз. Однако у атома кислорода в отличие от атома водорода имеются орбитали р-типа. Следовательно, орбиталей в молекуле СОг больше, чем в молекуле ВеН,. [c.60]

По форме молекул белки можно приблизительно делить на две группы — склеропротеины и сферопротеины. Первые имеют волокнистую структуру и служат строительным материалом тканей. К ним относится коллаген, содержащийся в коже, сухожилиях, хрящах и костях. Коллаген построен в основном из глицина, пролина и оксипролина. При частичном гидролизе он превращается в желатину. Коллаген составляет почти одну треть всех животных белков. Другие склеропротеины — кератин, содержащийся в волосах, ногтях, перьях и шерсти, и фиброин из натурального шелка. В мышечных волокнах присутствуют главным образом белки миозин и актин. Они не растворяются в воде и активно участвуют в механохимических процессах, обусловливающих работу мышц. Поскольку тела млекопитающих примерно на 40% состоят из мышц, оба этих белка относятся к наиболее распространенным органическим соединениям в организмах млекопитающих. [c.194]

Работами В. Гаркинса и И. Лэнгмюра было установлено, что несимметрично построенные удлиненной формы молекулы органических веществ, содержащие неполярные участки (углеводородные радикалы) и полярные группы (—ОН, —N02, —СООН и др.), в поверхностных слоях жидкостей располагаются определенным образом — полярные группы их обращаются к полярной жидкости, а неполярные выталкиваются в неполярную среду. Так, например, если в воде растворить мыло С1 Нз5СООЫа, то неполярный углеводородный радикал С17Н35 будет находиться в воздухе, а полярная часть— —СООКа — в воде. На поверхности бензола, являющегося неполярной жидкостью, ориентация молекул мыла будет противоположной к бензолу обращен радикал, а полярная группа — СООЫа вытолкнута в воздух. [c.355]

Действительно, ведь основными предпосылками теории химического строения является четкое разграничение понятий о двух главнейших дискретных формах — об атоме и молекуле, последовательное применение принципа атомности , т. е. валентности, а отсюда построение моделей молекул с учетом обязательного взаимного насыщения единиц сродства. Теория х1имического строения ввела представление о кратных связях, т. е. о двойных и тройных межуглеродных связях в этиленовых и ацетиленовых соединениях. При этом сам процесс химического превращения рассматривался как замена одного радикала (или атома) на Х1имически эквивалентный ему менее или более сложный радикал или же как разложение молекулы на составляющие ее атомные группы, на основе которых образуются новые молекулы. Реакции присоеди- [c.224]

Большой интерес представляет изомерия инозита (гексаокси-циклогексана) СдНв(ОН)б. Несмотря на то что в молекуле инозита нет асимметрического атома углерода, инозит известен в оптически деятельных формах. Молекулы оптически деятельных веществ несимметричны—они не имеют плоскости симметрии и поэтому несовместимы со своими зеркальными изображениями. При наличии в молекуле хотя бы одного асимметрического атома углерода молекула несимметрична. Однако, как это показано на примере инозита, молекула может быть несимметричной, и не имея асимметрического атома углерода. Для инозита возможно восемь пространственных изомеров из них семь обладают симметрично построенными молекулами и оптически недеятельны. Один из стереоизомеров, в молекуле которого 1,2,4-гидроксилы находятся по одну сторону кольца, а 3,5,6-гидроксилы—по другую сторону кольца, известен в виде двух оптических антиподов [c.558]

По странному (хотя, вероятно, и многозначительному) совпадению за последние несколько лет появился целый ряд публикаций в области сфероидных структур, в которых для конструирования такой формы использовались вполне классические подходы (в отличие от схемы строения фуллереноп). Общий стратегический принцип их сборки легко проиллюстрировать аналогией с ростом древесной кроны (появление ветвей и их последующее ветвление), При общности внешней формы между фул 1сренами и такими системами есть одно кардинальное различие если геометрия первых аппроксимируется сферой, т, е. замкнутой пустотелой поверхностью, то вторые могут быть уподоблены шарам или, говоря более точно, сферам с развитой внутренней арматурой. Впрочем, не углубляясь дальше в геометрические аналогии и строгие дефиниции, опишем лучше принципы построения древовидных молекул. [c.408]

Специфичность процесса кристаллизации объясняется комплемен-тарностью структур каждой участвующей в построении кристалла молекулы (или иона) и растущими поверхностями. Можно представить себе, что один тартрат-ион удален из кристалла. Образовавшаяся полость будет иметь как раз такие размеры и форму, какие необходимы, чтобы тартрат-ион мог заполнить ее. Кроме того, в кристалле находятся положительно заряженные ионы, расположенные рядом с местами, где локализуются отрицательные заряды тартрат-иона, а также комплементарные группы, образующие водородные связи. [c.451]

Конформация (от лат. onformatio—форма, построение, расположение) молекул— геометрические формы, которые могут принимать молекулы органических соединений прн вращении атомов или групп атомов (заместителей) вокруг простых связей при сохранении неизменным порядка химической связи атомов (химического строения), длины связей и валентных углов. Молекулы, отличающиеся только своей К., называют поворотными изомерами. Примером могут служить несколько плоских конформаций молекул пентана [c.70]

Чаще всего молекулярный вес биополимеров определяют по нх константе седиментации s (разд.3.1.д). Значение s зависит не только от молекулярного веса, но и от плотности и формы молекулы. Однако в рамках предположения, что молекулы белка являются сферами, s примерно пропорционально мол. весу в степени 2/3. Графически зависимость logs от log (мол. вес) должна представляться прямой. На рис. 2-38 приведен график такого рода, построенный по данным для целого р да белков. Заметим, что точки, полученные для нуклеиновых кислот (во многих случаях эти молекулы имеют форму палочек, а не сфер), ложатся на другую прямую. Кроме того, константа седимента- [c.181]

Проанализировав существовавшие к тому времени алгоритмы предсказания (Е. Каба и Т. Ву [133-135], Б. Робсона и Р. Пейна [136, 137], П. Чоу и Г. Фасмана [138, 139], Г. Шераги и соавт. [39]), А. Бэржес и Г. Шерага констатировали, что ни один из них не может быть использован для достижения поставленной цели. Затем они переводят свою задачу в гипотетическую область и ведут поиск решения с идеальным алгоритмом предсказания. На основе известной кристаллической структуры БПТИ, а не эмпирических корреляций, авторы относят 58 аминокислотных остатков белка к 5 конформационным состояниям (а , а , е, ), отвечающим экспериментальным данным и низкоэнергетическим областям потенциальной поверхности конформационной карты p-V /. Каждому состоянию они приписывают усредненные по известным кристаллическим структурам восьми белков соответствующие значения углов ф, j/. Двугранные углы боковых цепей (%) были взяты с округлением до 5° из рентгеноструктурных данных для молекулы БПТИ. Вопреки ожиданиям оказалось, что построенная таким образом трехмерная структура даже отдаленно не напоминает конформацию белка. Ситуация не улучшилась и при минимизации энергии с учетом невалентных взаимодействий. Сравнение контурных карт расстояний между атомами С модельной и опытной конформаций показывает, что в собранной с помощью идеального алгоритма экспериментальной геометрии боковых цепей и проминимизированной трехмерной структуре отсутствуют все характерные особенности нативной конформации удалены друг от друга цистеиновые остатки, образующие между собой дисульфидные связи, практически нет намека на вторичные структуры и не воспроизводится глобулярная форма молекулы трипсинового ингибитора. Для исправления положения были введены дополнительные ограничительные условия, облегчающие приближение модельной структуры к нативной конформации. Однако ни учет реализуемой в белке системы дисульфидных связей (5-55, 14-38, 30-51), ни введение сближения соответствующих остатков ys, ни включение в расчет специальной функции, имитирующей стремление неполярных остатков оказаться внутри глобулы, а полярных выйти наружу, ничто не помогло получить пространственную форму белка, близкую к нативной. Конечно, можно было бы еще более ужесточить условия и добиться совпадения. Но это не имело бы значения, поскольку не повлияло бы на окончательный вывод о невозможности даже в случае 100%-ного правильного предсказания конформационных состояний остатков получить структуру, отдаленно напоминающую реальный белок. [c.502]

Тип образованной структуры зависит от количества асфальтенов и характера остальных компонентов. Структурные образования, построенные по принципу пространственной агрегации близких по форме молекул, превалируют в большинстве остаточных битумов, в которых содержание асфальтенов невелико. Каменноугольные смолы относятся к этой же категории структур, с той лишь оговоркой, что частью этих структур являются также суспензированные углеводородистые частицы, содержащиеся в этих продуктах. Как указывалось, эти образования имеют сферическую форму, по крайней мере, с термодинамической точки зрения. [c.15]

С рис. 46, 47). Постоянное значение энергии расщепления в каждом ряду определяется единственным параметром К. Так что, вероятно, на основе имеющейся информации о синглет-триплетных энергиях, которые экспериментально внутри выбранного ряда оказываются не зависящими от формы молекулы, а только от ее размеров, окаяхбтся возможным построение полуэмпирической теории спектров молекул полиаценов. [c.308]

Классическая МО-теория формы молекул обязана своим существованием Уолшу [7]. Его метод заключается в построении ряда приближенных МО и рассмотрении способа изменения энергий орбиталей с изменением молекулярной геометрии. Первоосновой для изменения энергии орбиталей служит увеличение или уменьшение перекрывания орбиталей и увеличение или уменьшение смешивания и р-орбиталей центрального атома. В зависимости от числа занятых МО и изменений в их энергиях при вариации структуры достигается наиболее устойчивая форма. [c.183]

Другим методом, позволяющим количественно оценить влияние размеров и формы молекул на светорассеяние, является графический метод Цимма. Он состоит в том, что при построении кривых зависимости Kb /Rq от sin (0/2)+e приводится двойная экстраполяция к нулевому углу и нулевой концентрации (константу k выбирают так, чтобы расположение точек было удобным для построения графика). На фиг. 28 представлен график Цимма для коллагена. Зачерненные точки на нижней кривой получают путем экстраполяции к нулевому углу. Согласно уравнению (VIH.6), по величине отрезка, отсекаемого проходящей через эти точки прямой от оси ординат, можно определить молекулярный вес, по ее наклону рассчитать второй вириальный коэффициент. [c.157]

В действительности формула апатита пишется теперь Са5(Р04)дР . а не в форме, приведенной в таблице, которая наводит на мысль, что кристалл построен из молекул СЭд (РО ), и Сард. Кристалл представляет собою совокупность ионов Са2 +, Р(3 8 и Р", и в нем нет определенной связи одних ионов Са + с ионами РО - ", а других— с ионами Р ). Факт изоморфизма этих четырех минералов побудил Роско исследовать химию ванадия, причем он установил, что Берцелиус, ошибочно принявший окисел УО за металлический ванадий, приписал ванадию атомный вес на 16 единиц больше, чем следовало. Правильная формула ванадинита будет ЗРЬз (УО )з РЬС1, или РЬд ( 04)3 С1, т. е. формула того же типа, как и формулы трех других минералов. [c.206]

Вопросы образования Л. в растительных клетках, его роль в жизнедеятельности растительных организмов далеко еще не ясны. Большинство исследователей склонны считать конифериловый спирт источником образования Л. в растениях. Согласно теории Фрейденберга, находящийся в камбиальном соке древесины глюкозид кониферин гидролизуется под B-uHHHHOM энзима — р-глюкозидазы. Образующийся конифериловый спирт при действии дегидрогеназ теряет водород и далее конденсируется, образуя полимер — Л. Конденсация происходит без участия энзим и поэтому приводит к образованию оптически неактивного неоднородно построенного полимера с разветвленной формой молекул. В качестве предшественника кониферилового спирта в растениях можно рассматривать шикимовую к-ту (V), к-рая образуется из углеводов — первичных продуктов нрн-СООН родного фотосинтеза. Введение в ра-стения меченой С шикимовой кислоты HoJ он приводит к образованию в растении ра-диоактивного Л. Процесс одревеснения но н V и появление Л. в растениях связаны с их филогенетич. развитием, т. к. Л. отсутствует в водорослях, мхах и явно обнаруживается в папоротниках. [c.481]

Электронная конфигурация атома серы (Зз Зр ) предполагает, что каждый атом должен образовывать две ковалентные связи, используя две заполненные наполовину Зр-орбиты. Такое строение действительно обнаружено в молекулах Зд, из которых состоят обычные модификации твердой серы. Молекулы Зд, по-видимому, имеют форму изогнутого кольца, как показано на рис. 20-3. Так же как и в случае фосфора, устойчивость кристалла, построенного из молекул серы такой циклической формы, обусловлена действием вандерваальсовых сил между отдельными молекулами. [c.545]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология