Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Природа ковалентной связи и механизм ее образования

    Ковалентная связь — самый распространенный тип химической связи. Межатомная связь абсолютного большинства неорганических и органических соединений ковалентна. По механизму образования ковалентных связей нет никакой разницы между неорганическим соединением аммиаком КНз и органическим соединением метаном СН4. Для неорганических соединений типа кислот, оснований и солей наблюдаются межатомные связи с несколько бо.льш ей долей ионности, т.е. более полярные ковалентные связи по сравнению с органическими соединениями. Следовательно, по фундаментальной характеристике молекул — природе межатомной химической связи — нет принципиальной разницы между неорганической и органической химией. Отличие состоит в том, что в твердых органических веществах действуют слабые межмолекулярные силы, а в типичных неорганических кристаллах отсутствуют молекулы и доминирует ковалентная связь между атомами. [c.66]


    В настоящей книге в основном рассматривается взаимодействие ионов металлов с простыми лигандами. Однако все большее значение придается исследованию взаимодействия ионов металлов с полимерными лигандами, синтетическими и натуральными, например белками. В общем случае можно говорить о двух механизмах взаимодействия противоионов с полимерными ионами [17, 18] а) физическое взаимодействие, которое имеет в основном электростатическую природу и соответствует образованию ионных пар в мономерных системах б) химическое взаимодействие, которое включает образование ковалентных связей, подобно образованию комплексов металл — лиганд в моноядерных системах. Неизбежно существование области перекрывания физического и химического типов взаимодействия, так называемой серой области. Она определяется природой как растворителя, так и любого из вводимых в систему ионов, поскольку структура полимера часто зависит не только от растворителя, но и от природы и количества всех ионов, присутствующих в растворе. В свою очередь конформационные изменения влияют на энергию и физического, и химического взаимодействия. [c.114]

    Для объяснения природы ковалентной связи и механизма ее образования используют преимущественно две основные теории, известные под названием метода валентных связей (метода ВС) и метода молекулярных орбиталей (метода МО). В настоящее время в теоретической химии доминирует метод МО. Тем не менее элементарное знакомство с теорией ковалентной химической связи полезно начать с метода ВС—метода, дающего более наглядное представление об образовании и строении молекул. [c.60]

    ПРИРОДА КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ И МЕХАНИЗМ ЕЕ ОБРАЗОВАНИЯ [c.62]

    Однако убедительного прямого доказательства образования промежуточных углеродных радикалов при химических превращениях кофермента в природе все еще нет. По этой причине Кори предложил другой интересный механизм, согласующийся с современными представлениями о металлорганических реакциях [268]. Главная особенность этого механизма — электроциклическое раскрытие корин-кольца кофермента, расщепление единственной ковалентной связи, соединяющей кольца А и D (рис. 6.10), что, таким образом, объясняет роль боковой цепи корин-системы. Кори считает, что созданная природой такая ковалентная связь в корин-снстеме вовсе не случайна. Наиболее вероятное гипотетическое объяснение происходящей перегруппировки включает образование кобальт-карбенового комплекса с субстратом. [c.394]


    Именно вследствие относительной слабости водородных связей динамические структуры в биологических системах легко возникают и распадаются, что важно для выполнения функций регулирования, стабилизирующего всю систему в целом. Поэтому многие биологические механизмы, кодирующие процессы (гормоны, ферменты) изменяют конформацию, варьируя систему водородных связей. Так как атом водорода способен к образованию лишь одной ковалентной связи (энергия 2s- и 2р-орбиталей слишком велика и они не могут быть использованы для связей), то предполагается, что водородная связь имеет электростатическую природу. Это значит, что электроотрицательный атом А оттягивает на себя [c.134]

    Сами колонки обычно изготавливают из стекла, металла или кварцевого стекла, причем последнее применяется с 1979 г. Природа внутренней поверхности стенок колонки оказывает решающее влияние на прочность удерживания нанесенной неподвижной фазы. Внутреннюю поверхность капилляра можно покрыть жидкой неподвижной фазой путем вьшаривания, что дает пленки желаемой толщины, а это в свою очередь определяет емкость колонки и ее способность к удерживанию сорбата. Обычно толщина пленки составляет 0,1—0,3 мкм. Для колонок из кварцевого стекла необходима особая техника иммобилизации неподвижной фазы, в противном случае ее вымывание из колонки может стать препятствием для работы при повышенных температурах. С этой целью проводят сшивание нанесенной полимерной неподвижной фазы, используя для этого различные приемы. Хотя механизм этих реакций до конца не известен, весьма вероятно, что в некоторой степени имеет место образование ковалентной связи с поверхностью стенки. Главный результат этой процедуры — получение колонок с очень малым вымыванием неподвижной фазы при повышенных температурах и высокой устойчивостью к растворителям. Более того, такая техника иммобилизации позволяет заметно увеличить толщину пленки. [c.54]

    Соотношение механизмов 5д,1 и 5д,2 в том или ином процессе нуклеофильного замещения в ряде случаев существенно зависит от природы нуклеофила. Особенно это относится к применению амбидентных нуклеофилов. Амбидентными нуклеофилами называют нуклеофильные реагенты, имеющие не менее двух атомов, которые могут быть донорами пары электронов при образовании ковалентной связи с молекулой субстрата. [c.604]

    В разд. Ш-Е, посвященном биотехнологии, рассказывалось о том, как природа кодирует в полимерных молекулах ДНК информацию, необходимую для создания живого организма. Цепочка из повторяющихся сложноэфирных фосфатных связей между сахарами образует жесткий скелет ДНК, на котором информация может быть записана с помощью особого алфавита из четырех аминов — аденина, тимина, цитозина и гуанина (А, Т, С и О). Эти циклические амины, каждый из которых содержит несколько атомов азота, ковалентно связаны с фрагментами сахаров. Их последовательность и кодирует информацию. Эти амины называют основаниями , но в действительности способность образовывать водородные связи, выступая в роли доноров электронов ( оснований ), у них сочетается со способностью участвовать в образовании этих связей и в качестве акцепторов, т.е. доноров протона , или кислот . Водородные связи играют важную роль в механизме репликации. Двойная спираль ДНК держится на водородных связях между аминами — кислотами/ основаниями в одной из нитей ДНК с дополнительными (комплементарными) аминами — основаниями/кислотами во второй нити. Поэтому информацию, записанную в молекуле ДНК, легко прочитать, просто разрывая и вновь создавая эти относительно слабые водородные связи, совсем не затрагивая более прочные связи сахар—фосфат в цепочке-матрице. [c.171]

    Коссель (1915) и Льюис (1916) применили атомную модель Бора к объяснению электровалентной и ковалентной теории химической связи. Валентный штрих, символизирующий в теории строения связь между атомами, стал обозначать общую пару (дублет) связующих электронов. Так была установлена электростатическая природа химической связи, причина положительной и отрицательной валентности. Однако не был еще ясен сам механизм образования связующих пар валентных электронов, суть электронного дублета. [c.257]

    Обращает на себя внимание огромное различие в константах и скорости прямой и обратной реакции первой стадии процесса. Силы, действующие при образовании соединений фермент — субстрат, неодинаковы во всех случаях. Возникновение ковалентных связей между ферментом и субстратом, казавшееся некоторым исследователям маловероятным, несомненно, имеет место для значительного числа ферментов (например, трансфераз). Большую роль играют различные мостики солевые, получающиеся за счет чисто электростатических сил, и водородные, возникающие при образовании водородных связей. Взаимодействие белковых цепей друг с другом, силы притяжения между цепями дезоксирибонуклеиновой кислоты, обусловленные связями этого типа, иллюстрируют их значение в биохимии. Механизм действия протеолитических ферментов на их субстраты пептидной природы, вероятно, основан на возникновении водородных связей. [c.123]


    Теория валентных связей. Теория валентных связей была первой приближенной квантово-механической теорией, использованной для объяснения природы химических связей в комплексных соединениях. В основе ее применения лежала идея о донорно-акцепторном механизме образования ковалентной связи между комплексообразователем и лигандом. [c.375]

    Водородная связь. В природе вообще, а в органических соединениях в особенности, распространен еще один вид комплексной химической связи, так называемая водородная связь. Атом водорода способен образовывать связь между электроотрицательными атомами (например, кислорода, азота и т. п.), из которых хотя бы один имеет свободную (неподеленную) пару электронов. По механизму образования эта связь может рассматриваться как электровалентная комплексная связь, возникающая вследствие притяжения ковалентно связанного протона одной молекулы свободными электронами атома другой молекулы. [c.36]

    Особым типом межмолекулярного взаимодействия, близким по природе к химическому, является образование водородных связей между двумя электроотрицательными атомами (чаще всего кислородом, азотом, фтором, реже серой, хлором) через водородный атом. Водородная связь образуется вследствие притяжения ковалентно связанного протона атомом другой молекулы, имеющим необобщенные пары электронов. При этом протон располагается ближе к тому атому, с которым он связан ковалентно, а расстояние между связанными электроотрицательными атомами обычно составляет 0,24—0,32 нм. Квантово-механические расчеты показывают, что механизм образования водородных связей принципиально ничем не отличается от образования координационных связей в комплексах донорно-акцепторного типа. [c.27]

    По-видимому, лигандов первого класса несколько больше, но в общем хелатообразующих лигандов обоих типов чрезвычайно много. Надо заметить, что в этой классификации предполагают, что все координационные связи-ковалентные и что электронная плотность может смещаться как к атому металла, так и от него. Как будет видно из дальнейшего, не всегда целесообразно трактовать координационную связь как ковалентную, иногда ее следует рассматривать как результат чисто электростатического взаимодействия. Кроме того, в представленной выше классификации один и тот же лиганд может относиться к нескольким видам, что в некоторой мере снижает ее значение. Действительно, вид, к которому относится данный лиганд, зависит от особенностей центрального атома металла, а в некоторых случаях даже от природы других лигандов, связанных с тем же атомом металла. Легко увидеть, как возникает первая из этих ситуаций. Лиганд, принимающий участие в обратной дативной я-связи (М — с атомом металла, например с N1 , НЬ или Р1 , не может образовать подобные связи с Т , Мо и некоторыми другими атомами, поскольку последние вообще не способны образовывать я-связь по этому механизму. Далее, некоторые центральные атомы металла способны к образованию иного типа я-связи, а именно я-связи лиганд — металл (Ь М) . Первые элементы в ряду переходных металлов, в особенности в их высших окислительных состояниях, попадают в этот разряд. Последние элементы переходных металлов в низшем окислительном состоянии не образуют таких связей. [c.392]

    Ни в одном из этих примеров электроны не переносятся полностью во всех этих случаях каждый атом соединяет в себе функции донора и акцептора электронов. Следовательно при этом не происходит образования ионов, а атомы удерживают друг друга не за счет электростатического притяжения, а за счет той силы, какова бы ни была ее природа, которая вызывает обобщение электронов. Образующиеся таким образом связи носят название ковалентных или гомеополярных связей. Когда соединения, о которых идет речь, переносятся в раствор, то они либо совсем не ионизируются, либо ионизация происходит совсем по иному механизму, чем тот, который мы рассматривали на примере хлористого натрия. [c.474]

    Ковалентная связь —самый распространенный тип химической связи. Межатомная связь абсолютного большинства неограниче-ских и органических соединений ковалентна. По механизму образования ковалентных связей нет никакой разницы между неорганическим соединением аммиаком NHз и органическим соединением метаном СН4. Для неорганических соединений типа кислот, оснований и солей наблюдаются межатомные связи с несколько большей долей ионности, т. е. более полярные ковалентные св.гзи по сравнению с органическими соединениями. Следовательно, по фундаментальной характеристике молекул — природе межатомной хи- [c.87]

    Наиб, широко (особенно в орг. химии) используют классификацию Р. X., основанную на представлениях об их механизме (в нек-рых случаях строго доказанном, чаще предположительном). В этой классификации учитывается способ разрыва хим. связи, природа интермедиатов, характер реагента и др. факторы. В соответствии со способом разрыва связи р-ции делят на гомолитические (симметричный разрыв двухэлектронной ковалентной связи с образованием двух своб. радикалов) и гетеролитические (несимметричный разрыв связи, приводящий к появлению двух частиц с противоположными зарядами). По природе интермедиатов р-ции м. б. ионными, радикальными, карбенными и др. [c.212]

    Таким образом, донорно-акцепторная связь по своей природе является ковалентной связью с той или иной степенью полярности. Название же донорно-акцепторная связь указывает лишь на механизм образования связи. Примером такой связи служит связь в комплексе ВРз N1-13, где общая связывающая МО образуется за счет комбинации МО неподеленной пары молекулы NHз (донор) и низколежащей свободной МО молекулы ЕРд (акцептор). К допорно-акцепторным соединениям относятся соли тетрацианопарахинодиметана и тетратиофуль-валена, так называемые органические металлы , обладающие очень высокой металлической проводимостью. [c.89]

    Чтобы понять природу водородной связи, следует вспомнить, что протон, имеющий свободную Ь-орбиталь, может взаимодействовать по донорно-акцепторному механизму с неподеленной парой электронов с образованием ковалентной связи. Атом водорода, связанный с электроотрицательным атомом, в силу оттягивания электронного облака а-связи его партнером можно рассматривать как частично лишенным своего электрона, т. е. частично ионизованным. В результате этого и возникает некоторое, не столь сильное, как в случае свободного протона, но все же вполне ощутимое взаимодействие связанного с электроотрицательным элементом протона с неподеленной парой электронов второго атома. Энергия водородной связи для разных соединений лежит в пределах 0,1—0,35 эВ и, как правило, заметно превышает энергию вандерваальсовых взаимодействий. Важнейшим представителем молекул, способных к образованию водородных связей, являются молекулы воды. Фактически в воде не существует свободных молекул Н 2О, а имеются ассоциаты, образованные несколькими молекулами, например [c.107]

    Электроны Не переходят на эту орбиталь, более близкую по энергии к АО (Не), чем к АО (Н ). Атом Не —донор, ион Н — акцептор. По своей природе связь здесь ничем не отличается от ковалентной связи молекулярная орбиталь охватывает ядра Не и Н. Но в отличие от молекулы 2, где ковалентную связь осуществляют два электрона, но одному от каждого атома, в ионе НеН два электрона связи предоставлены одним атомом. Таким образом, правильнее говорить о донорно-акцепторном механизме образования ковалентной связи, а не о донорно-акцеп-торной связи, как принято обычно. Связь эта всегда имеет известную полярность, так как на доноре возникает положительный, а на акцепторе — отрицательный заряд из-за сдвига электронов от донора к акцептору. Донорно-акцепторный механизм широко распространен в реакциях комплексообразования с участием двухатомных и многоатомных молекул. Из рассмотренных молекул донором может быть, например, молекула СО. У многоатомных молекул донорами могут быть молекулы ННз,Н20 и др., у которых имеются несвязывающие МО, заполненные парой электронов. [c.140]

    Фиксацию (закрепление) красителей на активных центрах волокна. Стадия протекает быстро, практически мгновенно. Характер образуемой связи краситель-волокно зависит от вида волокна и природы красителя и определяет гл. обр. устойчивость окраски к стирке и др. мокрым обработкам. Напр., активные красители на целлюлозных волокнах удерживаются в результате образования прочной ковалентной связи (энергия связи 110-630 кДж/моль), на белковых волокнах-ковалентных, ионных (41-82 кДж/моль) и водородных (21 -42 кДж/моль) связей, кислотные красители на белковых волокнах-в результате образования нонных, водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил (энергия до 8,5 кДж/моль), прямые и кубовые красители на целлюлозных волокнах - водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил. При наличии в молекуле иона тяжелого металла (см., напр.. Протравные красители) краситель с белковыми волокнами образует координац. связи (до 100 кДж/моль), а также ионные и водородные. На хим. (синтетич.) волокнах краситель удерживается благодаря ван-дер-ваальсовым силам и водородным связям (дисперсные красители), ионным связям (кислотные и катионные красители на полиамидном и поли-акрилонитрильном волокнах соотв.), ковалентным связям (активные красители на полиамидном волокне), ионным и координац. связям (кислотные металлсодержащие красители на полиамидном волокне). О механизмах и особенностях К. в. разл. классами красителей см. также Активные красители, Дисперсные красите.ш. Катионные красители. Кислотные красители. Кубовые красители, Прямые красители и др. [c.500]

    В соответствии с представлениями о природе химической связи в молекуле монооксида углерода имеются неподеленные пары электронов ( С=0 ) пара электронов у атома углерода, более склонного к образованию ковалентных связей, может быть предоставлена для формирования связи по доиорио-акцепторному механизму. [c.104]

    Хаккерман и Макридес [107] отмечают, что катодное ингибирующее действие может быть результатом как физической адсорбции, так и хемосорбции. Электростатические связи на катодных участках способствуют общему ингибирующему действию. Хемосорбция ингибитора происходит через образование координационных ковалентных связей с поверхностными атомами металла, в силу чего ингибитор действует как донор электронов, а металл — как их акцептор. Этот механизм объясняет зависимость силы ингибирующего действия от электронной структуры и растворимости ингибитора, а также от природы заместителя, учитывает роль металла и позволяет получить как положительный, так и отрицательный температурные коэффициенты. Механизм действия органических ингибиторов при катодной защите обсуждается также Антроповым [108]. Шрам и Бернс [109] объясняют влияние солей аминов на поляризацию железных катодов на основании кажущихся изменений поверхности, вызванных адсорбцией аминов на катодных участках. В пределах исследованных ими концентраций выраженная в процентах ингибирующая эффективность каждого амина была линейной функцией от степени покрытия поверхности адсорбированными аминами. Связь между степенью экранирования поверхности и ингибирующим действием оказывается очень различной в зависимости от природы амина. Это позволяет прийти к заключению, что действие аминов не сводится лишь к экранированию отдельных участков поверхности корродирующего металла. [c.211]

    При взаимодействии атомов между ними возникает химическая связь, в результате которой могут образовываться молекулы, ноны или кристаллы. Теория строения атомов объясняет механизм образования молекул и природу химической связи. Важнейшими видами химической связи являются ионная (электро алент-ная), ковалентная (атомная), донорно-акцепторная, водородная и металлическая. В данном учебном пособии рассматриваются ионная и ковалентная связи. [c.14]

    Природа связей, обусловливающих адгезию, и оценка адгезионной прочности эпоксидного полимера к поверхности стекла. При взаимодействии полимеров с гладкими и твердыми поверхностями (металлами, стеклами) механизм образования адгезионной связи и самые типы связе1 1, обусловливающих адгезию, могут быть самыми разнообразными. Наиболее исследован этот вопрос для металлических поверхностей. Так как очень трудно получить чистую металлическую поверхность без адсорбированных на ней окисных пленок, то наиболее вероятным является образование ковалентных связей [211], как, например, при взаимодействии эпоксидных смол и найлона с металлическими поверхностями. [c.230]

    Согласно Берлину, механическая деструкция при замораживании является результатом выпрямления и механического разрыва полимерных цепей по наиболее слабым ковалентным и ионным связям. Это приводит в зависимости от природы полимерной системы к образованию макрорадикалов, ионов или радикальных ионов либо к механически активированному гидролизу [960]. Для водных растворов производных целлюлозы Симионеску выдвинул механизм гидролитической реакции, которая сопровождается незначительной деструкцией, так как при этом обнаруживается очень низкая концентрация радикалов [1156]. Джеллинек предполагал, что в основе первичного процесса разрыва лежит только процесс механической деструкции, поскольку его данные согласуются с уравнением (8.14). Он пришел к заключению, что связи рвутся по закону случая, независимо от длины цепи [c.415]

    При наличии в системе воды короткоцепочечные трифункциональные силаны реагируют с поверхностью с образованием сшитых полисилоксанов [38,44,45]. Триалкоксисиланы общей формулы Z( H2)nSi(OR)3 получили название силано-вые сшивающие агенты [45] и широко используются для получения полимерных покрытий и оптимизации адгезии в органоминеральных композитах. Наибольшее практическое значение получили модификаторы, имеющие в своем составе функциональную группу Z = NH2, SH, N, Hal, —СН = СНг, глицидил, метакрил и др., К = СНз или С2Н5, а п обычно равно трем [46]. Механизм образования и структура привитых слоев, образуемых данными модификаторами, был предметом исследования во многих работах [47]. Однако природа связывания полисилоксанов с поверхностью не вполне понятна. Представляется, что в значительной степени стабильность подобных полимерных слоев определяется образованием высокомолекулярных сшитых структур, удерживаемых на поверхности за счет ковалентных (=Si—О—Si) и водородных связей (полярных концевых групп X с силанолами поверхности), а также дисперсионного взаимодействия. [c.179]

    В рамках механизма ионных пар (XII) это означает, что величина A2/(a i -f почти не зависит от природы растворителя и Х. Такая ситуация возможна только в том случае, когда постоянными остаются величины qflqf и ц + — fif (индексы 1 и 2 относятся к первому и второму переходным состояниям механизма XII). Первое переходное состояние отвечает переходу от ковалентного соединения RX к ионной паре природа второго переходного состояния не вполне ясна. Она может соответствовать преодолению барьера, препятствующего разделению ионов в ионной паре или образованию связи между соседней молекулой растворителя и карбониевым ионом, входящим, в ионную пару. Какова бы ни была его природа, вряд ли можно заранее предполагать, что разность высот двух энергетических барьеров почти не будет зависеть от изменений в составе растворителя и природы X. [c.210]

    Если конформационное изменение индуцируется силами связывания субстрата, как в механизмах индуцированного соответствия или деформационном, индуцирующие силы не могут быть одинаковыми для различных субстратов, и маловероятно, однако не невозмоншо, что для различных субстратов будут наблюдаться одинаковые скорости. Если конформационные изменения являются спонтанными и происходят в присутствии и в отсутствие субстрата, они не могут вызвать индуцирования напряжения, но могут привести к изменению каталитически активной конформации фермента. Такое изменение может произойти со скоростью, которая не зависит от природы субстрата. В связи с этим интересно отметить, что максимальные константы скорости для реакции родственных субстратов, которые, как полагают, имеют общее ковалентное промежуточное соединение, часто точно не эквивалентны. Такие малые различия, которые, по-видимому, превышают экспериментальные ошибки определения констант скоростей, наблюдаются, например, для папаина и ацетилхолинэстеразы [59]. Причиной этого может быть либо то, что разложение общего ковалентного промежуточного соединения не является полностью лимитирующей стадией, так как скорость его образования вносит известный вклад в наблюдаемую максимальную скорость реакции, или то, что скорость определяющей стадией является конформационное изменение, а не разложение промежуточного соединения. [c.244]


Смотреть страницы где упоминается термин Природа ковалентной связи и механизм ее образования: [c.43]    [c.223]    [c.53]    [c.100]    [c.48]    [c.14]    [c.623]    [c.210]   
Смотреть главы в:

Неорганическая химия -> Природа ковалентной связи и механизм ее образования




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Ковалентность

Механизм образования АТФ

Связи ковалентные Связи

Связь ковалентная

Связь природа

природа связе



© 2025 chem21.info Реклама на сайте