Понятие геометрической конфигурации молекулы

Понятие геометрической конфигурации молекулы лежит в основе современного учения о строении молекул и определяется равновесной конфигурацией пространственного расположения ядер атомов, образующих молекулу. Эта конфигурация не может быть рассчитана для сколько-нибудь сложной молекулы путем строгого решения соответствующей квантовомеханической задачи. Существует ряд приближенных моделей, методов и теорий, которые используются для систематического анализа накопленных экспериментальных данных по геометрическим конфигурациям молекул. В определенных пределах они часто позволяют не только дать разумное объяснение наблюдаемых конфигураций, но на основе установленных закономерностей и корреляций также правильно предсказывать геометрию еще не изученных молекул, что не раз подтверждалось опытом. [c.5]

Ученые Эвери, Мак-Карти и Мак-Леод в 1944 г. на примере видоизменения бактерий доказали значение структуры молекулы ДНК для проявления ее биологических свойств. Эти видоизменения, называемые трансформацией, заключаются в том, что очищенная ДНК, выделенная из клеток одного штамма, обладавших определенным наследуемым признаком, способна вызвать возникновение этого признака у клеток другого штамма, ранее им не обладавших. Эти новые признаки передавались затем по наследству в последующих поколениях. Позднее Херши и Ченз также наблюдали, что при заражении бактерий некоторыми вирусами (фагами) внутрь бактерий проникает почти исключительно ДНК вируса. Более того, удалось заразить бактерию и получить нормальное потомство вируса при введении в нее очищенной ДНК вируса. Такой инфекционностью обладает очищенная ДНК при выделении без нарушения целостности ее молекул. Все воздействия, которые приводили к тем или иным нарушениям структуры молекул ДНК, вызывали потерю ее специфических свойств. Эти замечательные эксперименты позволили, с одной стороны, отождествить существовавшее абстрактное понятие наследственное вещество с конкретным химическим соединением, т. е. прямым доказательством генетической роли ДНК, с другой стороны, выявить значение целостности структуры молекул ДНК для проявления ее биологических свойств и прийти к выводу о настоятельной необходимости изучения структуры ДНК. Считают, что специфичность функций нуклеиновых кислот определяется последовательностью расположения составляющих их нуклеотидных остатков, а также геометрической конфигурацией последних (конформации). [c.74]

В понятие геометрической конфигурации. молекулы включается пространственное расположение ядер, расстояния между н. шн и углы между связями . Далее в тексте (там, где не оговорено) речь идет о конфигурации для равновесного состояния молекулы. [c.29]

ПОНЯТИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ КОНФИГУРАЦИИ МОЛЕКУЛЫ И ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ [c.160]

Понятие геометрической конфигурации молекулы [c.160]

Часто используется в том же смысле, как и структура , термин строение , хотя он больше подходит для характеристики конкретного взаимного расположения частиц, молекулярных образований относительно друг друга. В-случае молекул или кристаллов термин строение совпадает с понятием геометрической конфигурации и определяется пространственным расположением ядер атомов, образующих молекулу или кристалл. [c.136]

Таким образом, метод полностью параметризован все входящие в расчет величины (а, р, и др.) суть параметры, определяемые по экспериментальным данным. Интегралы перекрывания базисных орбиталей либо считаются одними и теми же для соответствующих эквивалентных пар атомов, например 5 для всех пар соседних атомов углерода, либо просто полагаются равными нулю. Подобная параметризация автоматически учитывает симметрию задачи (для эквивалентных по симметрии атомов и пар атомов, очевидно, вводятся одинаковые матричные элементы) и учитывает последовательность расположения атомов сопряженного фрагмента, поскольку понятие соседние атомы либо целиком опирается на классическую формулу химического строения молекулы, либо использует структурные данные о равновесной геометрической конфигурации молекулы. [c.368]

Необходимо здесь еще раз специально остановиться на различии в содержании понятия геометрическая конфигурация ядер молекулы , о котором шла речь выше (в том числе и понятия равновесная конфигурация ядер ), и понятия геометрическая конфигурация ядер молекулы в каком-либо определенном состоянии (электронно-колебательно-вращательном), возможном согласно квантовой механике . Понятие геометрической конфигурации ядер молекулы само по себе без отношения к какому-либо состоянию молекулы, возможному согласно квантовой механике, как указано выше, исчерпывается определением формы и размеров фигуры, образуемой ядрами, т. е. заданием п (ЗК — 6 или ЗК — 5) независимых параметров, определяющих эту фигуру (или, как было подробно рассмотрено выше, эквивалентного большого числа параметров, среди которых тогда есть зависимые), и не включает никаких элементов, связанных с понятием вероятности. [c.166]

Конфигурация молекулы полностью определяется ее химическим строением. Понятие конфигурация характеризует геометрическое расположение атомов, которое можно изменить только путем разрыва и перестройки химических связей. Например, изо-и синдиотактические последовательности звеньев в макромолекулах не способны превращаться друг в друга, не вступая в химические реакции, затрагивающие основную цепь. [c.167]

Основные закономерности в геометрической конфигурации многоатомных молекул следуют из изложенных в разд. II понятий и постулатов классической теории. Они состоят в следующем. Фрагменты молекул, эквивалентные по их химическому строению, имеют приближенно одинаковую геометрическую конфигурацию независимо от молекулы, в которую они входят. Геометрическая конфигурация эквивалентных фрагментов в разных молекулах сохраняется в тем большей степени, чем детальнее классификация фрагментов, согласно которой эти фрагменты приближенно эквивалентны. Таким образом, можно различать закономерности разных приближений, как это будет иллюстрировано ниже. [c.174]

Категория формы в биологии имеет двоякое значение. Это понятие включает, во-первых, геометрическое представление о форме, внешней конфигурации живой системы как целого (колонии, индивидуума, органа, клетки или какого-либо клеточного органоида), и, во-вторых, представление о строении, составе любой из этих систем из структурных компонентов низшего порядка (колонии — из индивидуумов особи — из органов органов и тканей — из клеток и неклеточных структур клеток — из органоидов органоидов — из молекул). [c.118]

Таким образом, эта траектория не зависит от времени частицы остаются в положениях, отвечающих локальному минимуму, с постоянной полной классической энергией Еол ". Так в классической теории колебаний молекул [102] проявляется существование тривиального решения секу-лярных уравнений. Ясно, что эта классическая траектория с наименьшей энергией представляет собой классическое основное состояние системы в окрестности -го минимума. На языке классической механики расположение ядер, отвечающее локальному минимуму на гиперповерхности потенциальной энергии, естественно назвать равновесной конфигурацией. Соответствующее геометрическое представление этого расположения определяет молекулярную структуру— понятие, на котором (иногда неявно) основано большинство наших представлений о физико-химических свойствах вещества. [c.47]

Иногда утверждают, что выражение конформация в при веденном выше смысле можно будто бы вполне заменить старым, привычным термином—конфигурация. Такого рода предложения, исходящие со стороны некоторых физико-химиков, следует, однако, считать совершенно неприемлемыми. Дело в том. что со времен Вант-Гоффа химик-органик, говоря о пространственной конфигурации, привык вкладывать в это понятие совершенно определенный смысл расположение заместителей вокруг асимметрического атома или относительно двойной связи, безотносительно к реальной геометрической форме всей молекулы в целом. Придавая выражению конфигурация новый смысл, можно лишь внести путаницу. [c.82]

Геометрическая форма макромолекулы характеризуется ее конформацией. Здесь уместно подчеркнуть различие понятий конфигурация и конформация . Когда мы говорим о различиях форм молекул, причем эти последние проявляются в различиях взаимного расположения или соседних связей (а также атомов и групп атомов), или близких друг к другу связей, то мы применяем [c.12]

Название стерический фактор не отражает физического смысла, так как этот множитель определяется не геометрической вероятностью, как предполагалось теорией соударений, а вероятностью благоприятной ориентации внутримолекулярных движений, которая приводит к замене части вращательных степеней свободы колебательными. Наблюдаемые в действительности низкие значения стерического фактора обусловлены затруднениями в передаче энергии от одной степени свободы молекулы к другой при образовании активированного комплекса. Поэтому правильнее называть этот множитель энтропийным или вероятностным фактором. Таким образом, теория переходного состояния позволяет вычислить предэкспоненциальный множитель, если известна конфигурация реагирующих молекул в переходном состоянии. Но в большинстве случаев строение активного комплекса и его свойства бывают неизвестными, поэтому расчеты здесь затруднительны и ограничены. Теория переходного состояния позволяет также более строго определить понятие энергии активации. [c.341]

Понятие геометрической конфигурации молекулы в квантовой механике. В квантовой механике геометрическая конфигурация молекулы также может быть охарактеризована прежде всего совокупностью положений равновесия ядер, т. е. значениями параметров i le,. .., Япе, соответствующими определвнному минимуму энергии рассматриваемого электронного состояния молекулы. Однако, согласно квантовой механике, ядра ни в одном реально существующем состоянии молекулы не покоятся в положениях равновесия, а всегда обладают некоторым запасом колебательной энергии Поэтому геометрическая конфигурация положений равновесия ядер молекулы хотя и является одной из возможных конфигураций, осуществляющихся с разной вероятностью в разных ее колебательно-вращательных состояниях, но конфигурация положений равновесия ядер не дает представления о всем многообразии ядерных конфигураций, возможных для каждого определенного колебательного состояния молекулы. [c.161]

Понятие геометрическая конфигурация ядер молекулы в ка-ком-либо определенном состоянии, возможном согласно квантовой механике , как уже указывалось выше, существенным образом включает понятие вероятности. Именно, в каком-либо определенном состоянии, возможном согласно квантовой механике, геометрическая конфигурация ядер молекулы (т. е. форма и размеры образуемой ими фигуры) в принципе может быть любой, причем каждая из любых возможных конфигураций в данном состоянии имеет свою определенную вероятность (отличную от нуля или равную нулю). Поэтому геометрическая конфигурация ядер молекулы в каком-либо определенном состоянии, возможном согласно квантовой механике , определяется не формой и размерами ка-кой-либо одной фигуры, которую могут образовать ядра (т. е. и не параметрами, определяющими такую фигуру), а функцией, определяющей вероятность в данном состоянии образования ядрами каждой м лслимой фигуры, возможной при данном числе ядер. [c.166]

Структура полимеров и супрамолекулярных структур и их атомномолекулярная динамика может быть характеризована такими понятиями, как конфигурация молекул, обеспечиваемая химическими связями между атомами конформация молекул, которая связана с геометрическим распределением атомов и фрагментов молекулярная упаковка или третичная структура, определяемая межмолекулярными взаимодействиями. [c.454]

Кроме понятия адиабатической энергии удаления электрона вводится также понятие энергии вертикальной ионизации, соответствующей электронному переходу, при котором геометрическая конфигурация (межъядерные расстояния и валентные углы) молекулярного И01И1 неизменна по сравнению с исходной молекулой. Очевидно, что если исходная. молекула находится в основном электронно-колебательно.м состоянии, то энергия вертикальной ионизации может быть равна или превышать энергию адиабатической ионизации, т. е. Д кол равна нулю или положительна. Принципиально возможно и отрицательное значение А кол, если молекула ионизуется из колебательно-возбужденного состояния. [c.145]

Простое определение молекулярной структуры многоатомных молекул. Понятие молекулярной структуры лежит в основе современного учения о строении молеку.п. Молекулярная структура определяется равновесной конфигурацией пространственного расположения ядер атомов, образующих молекулу. Эта конфигурация сложной молекулы в принципе может быть рассчитана по методу МО. Существует ряд приближенных моделей и методов, которые используются для систематического анализа накопленных экспериментальных данных и оценки геол1етрических конфигураций молекул. В определенных пределах они часто позволяют ие только дать разумное объяснение наб.лю-даемых геометрических конфигураций молеку.п. но на основе установленных закономерностей и корреляций правильно предсказывать геометрию молеку.п без длительных и трудоемких квантовохимическнх расчетов. Одним из таких [c.133]

Введение представления о поверхности потенциальной энергии позволяет подойти к вопросу о квантово-механическом определении молекулярной структуры. Обычно понятие молекулярной структуры относят к точке конфигурационного пространства в минимуме ППЭ, однако такое отнесение не вполне строгое, так как в результате непрерывных внутренних колебаний (следствие принципа неопределенности) ядерная конфигурация молекулы постоянно деформирована по отношению к точке минимума ППЭ. Такие деформации могут быть значительны для стереохимически нежадтких молекул и ионов. Они могут быть велики и на начальных участках химической реакции, когда в обычной сложившейся в химии терминологии исходная структура еще не разрушена. Из изложенного ясно, что геометрическое определение молекулярной структуры не исчерпывает содержания этого понятия. [c.173]

Огромное число химических соединений (например, практически все органические молекулы) образованы ковалентными связями, которые являются направленными. Благодаря этому молекулы с ковалентной связью имеют вполне определенное геометрическое (пространственное) строение. Геометрию (структуру) молекул в первую очередь определяют электронные конфигурации атомов, образующих молекулу для объяснения структуры многих молекул оказывается очень важным понятие гибридизации атомных орбита-лей (зр , зр , зр и др.). Структура молекул, в свою очередь, определяет полярность молекулы (не путать с полярностью отдельной химической связи ), количественно выражаемую диполъным моментом. Для оценки полярности связи очень полезным оказалось понятие электроотрицательности (ЭО) атомов. Л. Полинг определил ЭО как способность атомов в молекуле притягивать электроны. [c.31]

Один из пионеров современной стереохимии Д. Бартон около 40 лет назад отметил, что для "точного описания" молекул органических соединений надо знать "три К" конституцию, конфигурацию и конформацию [56]. Понятие "конституция" совпадает с понятием химического строения молекулы, т.е. ее валентной схемы. Конфигурация молекулы означает пространственное расположение атомов, обусловленное валентными силами, поэтому ее изменение сопряжено с разрывом химических связей. Конформация - это также расположение атомов в пространстве, но определяемое, помимо валентных, также невалентными силами. Влияние последних проявляется в искажении валентных углов и длин связей по сравнению с идеальными углами в невозмущенной конфигурации молекулы, инверсии ("выворачивании") пирамидальных структур и, прежде всего, в появлении особого вида стереоизомерии, вызванной заторможенным вращением вокруг ординарных связей. Конформации - это неидентичные геометрические формы, которые может принимать молекула без нарушения ее целостности, т.е. без разрыва химических связей. Повышение энергии молекулы из-за образования неблагоприятных невалентных контактов, следствием которого является деформация валентных углов и длин связей, принято называть "байеровским напряжением", а ведущее к изменению конформационного состояния молекулы - "питце-ровским напряжением". [c.110]

Но после того как Тейлор [12] ввел в гетерогенный катализ обоснованное опытом понятие активного каталитического центра (АКЦ), создались предпосылки к синтезу представлений теории промежуточных соединений с конкретными данными о строении поверхности твердого тела. Первый шаг в этом направлении был сделан Баландиным [13] в мультиплетной теории, установившей связь между геометрическим строением катализируемой молекулы и геометрией расположения поверхностных атомов катализатора, и впервые поставившей вопрос о том, что активный центр должен иметь определенный числовой состав и определенную геометрическую конфигурацию (принцип геометрического соответствия). Позднее Кобозев [14] в теории активных ансамблей дал метод определения числового состава активного центра и его производительности на основании статистического анализа экспериментальных данных по адсорбционным катализаторам. По Кобозеву [15], числовой состав АКЦ определен числом разрывающихся и образующихся на нем связей в данном процессе. Этими концепциями вместо качественного тейлоровского описания в понятие АКЦ внесена химическая и физическая определенность, позволяющая (поскольку расширены и ко нкретизирОва-ны сведения о находящемся в поверхностном слое катализатора компоненте АПС—АКЦ) по-новому подойти к структуре и свойствам АПС, т. е. вернуться на новой основе к ряду положений теории промежуточных продуктов. [c.67]

Применение квантовой механики к проблемам химического строения ( нособствовало развитию учения Бутлерова. Квантовая химия развивалась путем теоретической обработки закономерностей, ранее установ-лениых в химии. Совпадение выводов квантовой химии с данными химии послужило подтверждением правильности квантово-химических расчетов. Квантовая химия позволила не толы о дать более глубокое истолкование понятий, ранее установленных в химии, но и создать новые представления о природе химической связи, а также значительно содействовала выяснению взаимосвязи между различными свойствами молекул (и атомов). Она выяснила природу химической связи, объяснила насыщаемость связей, геометрическую конфигурацию мо.пекул и другие вансные особенности строения молекул. [c.26]

Изомерия представляет собой одно из важнейших понятий химии. Термин изомер употребляют для обозначения различных топологических конфигураций атомов (или лигандов) в данной молекуле, которые приводят к существованию двух или большего числа химически неодинаковых частиц. Если образование изомера сопровождается изменением симметрии частиц, то применяется термин геометрический изомер . В случае комплексов можно, кроме того, различать изомерию связей, при которой лиганд может координироваться с центральным ионом через два разных донорных атома (амбидентатный лиганд). В качестве примера можно привести следующие комллексы [(NHз)5 oN02] (N03)2 и [(МНз)бСо—ОНО]-(N03)2. В тех же случаях, когда при образовании изомера симметрия молекулы не изменяется, типичной является стереоизомерия (оптическая изомерия) такие вещества проявляют оптическую активность, так как они вызывают вращение плоскости поляризации света (см. ниже). [c.57]

Координационная сфера — понятие скорее динамическое, чем геометрическое. Слово сфера в этом термине имеет смысл, близкий к смыслу выражений сфера действия или сфера влияния . Координационная сфера представляет собой пространственную область, обладающую конечной симметрией и имеющую объем порядка 10 кубических ангстремов в ней действует мощное электростатическое поле центрального иона, приобретающее под влиянием лигандов сложную конфигурацию. Электростатическое поле центрального иона и — в еще большей степени — образование им ковалентных связей с лигандами искажают геометрическую форму координированной частицы, вызывают в ней перераспределение электронной плотности, изменение полярности и типа гибридизации связей. Эти изменения усложняются в результате взаимного влияния молекул (или ионов) — лигандов, опосредствованного центральным атомом (тге/закс-влияние) или непосредственного (например, водородные связи лиганд — лиганд). Заметную роль могут играть также взаимодействия лигандов с внесферными ионами, молекулами кристаллизационной воды и междусферные взаимодействия между лигандами. Итогом этих многообразных взаимодействий является достижение некоторой равновесной конфигурации комплекса в целом, причем равновесное состояние каждой координированной частицы может весьма сильно отличаться от состояния ее в свободном виде. [c.117]

Общие положения. Мы под молекулярными конфигурациями рассматриваем такие конечные совокупности частиц, стрз ктурный принцип которых не основан на бесконечных повторениях. При этом слово конечные необходимо понимать чисто геометрически, и оно не связано с понятием насыщения сил связи. Если налицо имеется и такое насыщение (возможно, кроме так называемых ван-дер-ваальсовских сил, которые отличаются от собственно химических), то получаемые совокупности будут называться кратко молекулами или электронейтральными молекулярными конфигурациями. Если химическая связь, которая всегда может быть представлена как зависящая от электрических зарядов (например, от распределения внешних электронов по отношению к положительно заряженным ядрам), не насыщена (см. гл. П1), то в нормальных условиях образуются молекулярные конфигурации с положительным или отрицательным зарядом, которые вообще можно обозначать как островные радикалы, в частных случаях — как островные анионы или катионы. Так как отдельные атомы — химические элементы — представляют собой электронейтральные образования, то для образования ионов необходим приток электронов извне или отдача их вовне. Это значит, что наряду с катионами должны образоваться анионы, и наоборот. Но смесь ионов, способствующая электронейтральному характеру всей системы, не может считаться соединением, пока отсутствуют хорошо определенные и вполне упорядоченные зависимости между ними как составными частями объединения. Отдельные ионы (иногда вместе с НгО-оболочками в водных растворах) сохраняют в таких случаях подвижность и самостоятельность и образуют в отдельности более замкнутые в себе единицы, чем смесь ионов. [c.198]

Молекулы из одинаковых атомов. Эрктронейтральные молекулярные конфигурации, если только не говорить о макромолекулах (правда, несколько неопределенном понятии), не могут быть изучены в отдельности. Если они не образуют объединения, допускающего статистически-геометрическое описание (молекулярный кристалл), то взаимная подвижность их приводит к тому, что часть пространства, содержащая много таких молекул, находится в состоянии, которое мы называем газообразным или жидким. Молекулы образуются путем соединения одинаковых или разных атомов. Число атомов, входящих в такое объединение, является конечным. Как предельный случай к молекулам можно отнести и электронейтральные отдельные атомы, например атомы благородных газов, которые при,обыкновенной температуре почти не образуют соединений. Их можно считать одноатомными молекулами (КЧ=0). Как известно, именно свойства этих атомов привели к тому, что [c.199]

Открытие стереоизомерии показало, что в определенных случаях и структурная формула не полностью характеризует органическое вещество чтобы охарактеризовать стереоизомеры, необходимо знать их пространственную конфигурацию. При этом исторически сложилось так, что слово конфигурация вошло в органическую химию как довольно узко ограниченное понятие. Говоря о конфигурации, имеют в виду пространственную группировку вокруг центра, обуславливающего возможность существования зеркальных форм или цыс-грамс-изомеров. Таким образом, знание конфигурации не равноцешю раскрытию точной пространственной структ ы всей молекулы в целом. Когда же развитие новых методов иссле, ния позволило получать более детальные данные о пространственй м строении органических молекул в целом вне связи с особыми точками , с оптической и геометрической изомерией, понадобилось новое понятие выражающее новые особенности пространственного строения так появилось представление о конформации. [c.38]