Углерод особенности химии

Особенности химии кремния. Второй типический элемент IV группы — кремний — является типовым аналогом углерода. Как и у углерода, у атома кремния в невозбужденном состоянии на s-орбитали находятся два спаренных электрона, а р-орбитали имеют два иеспаренных электрона. Разница в том, что атом углерода располагает валентными электронами при главном квантовом числе 2, а атом кремния характеризуется таким же числом валентных электронов (4) при и=3. В связи с увеличением числа электронных слоев по сравнению с углеродом у кремния наблюдается рост атомного [c.197]

ПОЛЯРИМЕТРИЯ — метод физикохимического исследования, основанный на измерении вращения плоскости поляризации света оптически активными веществами. Чаще всего такими веществами являются органические соединения с асимметрическим атомом углерода. Измерения производят с помощью поляриметров — оптических приборов, в которых луч света последовательно проходит через систему двух поляризующих призм. Благодаря пропорциональности, существующей между углом вращения и концентрацией оптически активного вешества, поляриметрические измерения используют для количественного определения оптически активного вещества. П. является основным методом контроля в сахарной промышленности по величине угла вращения определяют содержание сахара в растворе. Методы П. используются также для анализа эфирных масел, алкалоидов, антибиотиков и др. Большое значение имеет поляриметрический метод исследования в органической химии, где на основании определения знака и величины вращения плоскости поляризации можно судить о химическом строении и пространственной конфигурации соединения, делать выводы о механизме реакций и др. Для этого в последнее время особенно успешно используется спектрополяри-метрия. [c.201]

Современная химия достигла такого уровня развития, что существует целый ряд ее специальных разделов, являющихся самостоятельными науками. В зависимости от атомарной природы изучаемого вещества, типов химических связей между атомами различают неорганическую, органическую и элементоорганическую химии. Объектом неорганической химии являются все химические элементы и их соединения, другие вещества на их основе. Органическая химия изучает свойства обширного класса соединений, образованных посредством химических связей углерода с углеродом и другими органогенными элементами водородом, азотом, кислородом, серой, хлором, бромом и йодом. Элементоорганическая химия находится на стыке неорганической и органической химии. Эта третья химия относится к соединениям, включающим химические связи углерода с остальными элементами периодической системы, не являющимися органогенами. Молекулярная структура, степень агрегации (объединения) атомов в составе молекул и крупных молекул — макромолекул привносят свои характерные особенности в химическую форму движения материи. Поэтому существуют химия высокомолекулярных соединений, кристаллохимия, геохимия, биохимия и другие науки. Они изучают крупные объединения атомов и гигантские полимерные образования различной природы. Везде центральным вопросом для химии является вопрос о химических свойствах. Предметом изучения являются также физические, физико-химические и биохимические свойства веществ. Поэтому не только интенсивно разрабатываются собственные методы, но и привлекаются к изучению веществ другие науки. Так важными составными частями химии являются физическая химия и химическая физика, исследующие химические объекты, процессы и сопровождающие их явления с помощью расчетного аппарата физики и физических экспериментальных методов. Сегодня эти науки объединяют целый ряд других квантовая химия, химическая термодинамика (термохимия), химическая кинетика, электрохимия, фотохимия, химия высоких энергий, компьютерная химия и др. Только перечень фундаментальных наук химического направления уже говорит об исключительном разнообразии проявления химической формы движения материи и влиянии ее на пашу повседневную [c.14]

Кремний. Особенности химии кремния. Второй типический элемент IV группы — кремний — является типовым аналогом углерода. Как и у углерода, у атома кремния в невозбужденном состоянии на 5-орбита/[и находят ся два спаренных электрона, а р-орбитали имеют два неспаренных электрона. Разница в том, что атом углерода располагает валентными электронами при главном квантовом числе 2, а атом кремния характеризуется тем же числом валентных электронов (4) при я = 3. В связи с увеличением числа электронных слоев по сравнению с углеродом у кремния наблюдаются рост атомного радиуса, понижение потенциала ионизации, уменьшение сродства к электрону и ОЭО. Возрастание радиуса ведет к увеличению длины и уменьшению прочности межатомных связей, особенно в гомоатомных соединениях, вследствие чего растет электрическая проводимость и сужается ширина запрещенной зоны. Поэтому углерод в виде алмаза представляет собой изолятор, а кремний — полупроводник. В целом переход от первого типического элемента ко второму свидетельствует о нарастании металличности и ослаблении неметаллических свойств. Однако вследствие наличия большого числа валентных электронов этот переход более плавный, чем в III группе от бора к алюминию. [c.369]

Углерод. Особенности химии углерода. В невозбужденном состоянии атом углерода имеет электронную формулу ls 2s 2p . При этом два валентных электрона спарены, а два других находятся в неспаренном состоянии [c.356]

Странным образом этот бурный расцвет органической химии долгое время проходил почти незамеченным химиками, работающими в области органического катализа. Лишь немногие ученые пытались объяснить результаты эксперимента с позиций конформационной теории. Возможно это связано с тем, что конформационный подход сравнительно мало эффективен в случае простых реагирующих молекул, содержащих менее пяти атомов углерода, а также реакций, идущих по ионным механизмам. Однако для каталитических реакций углеводородов, содержащих 5 или более атомов углерода, особенно на металлических катализаторах, конформационный подход становится в определенных пределах тем эффективнее, чем больше молекула. К объяснению многих фактов в этой области часто не видно иного подхода. По-видимому, в таких случаях конформационные эффекты могут определять механизм и направление реакции. [c.14]

ОСОБЕННОСТИ ХИМИИ УГЛЕРОДА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ [c.115]

В чем проявляются особенности химии углерода Что явилось причиной такого многообразия его соединений, их роли в живой природе [c.173]

Если последовательно, насколько позволяют опытные данные, сопоставить формально аналогичные соединения кремния и углерода, то сразу обнаруживается общая особенность химии кремния— тенденция к образованию прочных связей с кислородом (табл. 12). Эта тенденция, выражающаяся в относительно быстром превращении разнообразных производных кремневодородов в водной среде в продукты гидролиза, наряду с практической необратимостью ряда равновесных систем при невысоких температурах привела к такому разделению функций в химической эволюции, которое ограничило роль кремния в биологии и сделало ее главенствующей в области химии земной коры. [c.170]

ОСОБЕННОСТИ ХИМИИ УГЛЕРОДА [c.490]

Атом углерода имеет 6 электронов, 2 из которых образуют внутренний (1з ) слой, а 4 (2а 2р-) — внешний. Связи углерода с другими элементами преимущественно ковалентны. Обычная валентность углерода — IV. С наиболее активными металлами углерод проявляет степень окисления — 4 (например, в карбиде алюминия АГ-.Сз). Замечательная особенность атома углерода — способность соединяться между собой с образованием прочных длинных цепей, в том числе замкнутых. Число таких соединений огромно, все они составляют предмет органической химии. [c.131]

Во-вторых, химики долгое время не знали основ строения органического вещества, не понимали особенностей химии углеродов, не представляли себе механизма процессов, протекавших в их колбах, и не могли ими сознательно управлять. [c.5]

Химические свойства. Многие особенности химии углерода и кремния определяются различиями в прочности их типичных связей, средние энергии которых представлены ниже [c.335]

Теория валентности сыграла важнейшую роль в развитии теории химии вообще и органической химии в особенности. Исходя из теории валентности, Кекуле предположил, что атом углерода четырехвалентен, и в 1858 г. попытался, опираясь на это предположение, представить строение наиболее простых органических молекул и радикалов В том же 1858 г. шотландский химик Арчибальд Скотт Купер (1831—1892) предложил изображать силы, соединяющие атомы (или связи, как их принято называть), в виде черточек. После того как была построена первая органическая молекула, стало совершенно ясно, почему органические молекулы, как правило, значительно больше и сложнее, чем неорганические. [c.82]

Вторая существенная особенность химии алкинов состоит в том, что первоначальное присоединение к тройной связи, т. е. реакция с одним эквивалентом реагента, дает алкен, а это означает, что если аддендом является вещество типа АБ, а не типа АА, то рассмотрение перехода от алкина к насыщенному соединению должно учитывать структуру промежуточного алкена. Третье обстоятельство связано с тем, что атом водорода у концевого углерода алкина с концевой тройной связью гораздо более кислый, чем атом водорода, связанный с углеродом простой или двойной связи, и причина этого [c.284]

Та большая роль, которую в современном исследовании. органических реакций играют молекулы, меченые радиоуглеродом, заставляет все более и более серьезно заниматься вопросами приготовления соединений, содержащих тот или иной радиоизотоп углерода, особенно долго живущий радиоактивный изотоп В такого рода работах, как правило, используются обычные методы органической химии однако высокая ценность исходных веществ требует максимального использования их и работы с малыми количествами. [c.1566]

Из концепций такого типа для наших целей особый интерес представляет теория локализованных связей, являюш аяся первым квантовохимическим толкованием классической теории строения [70]. С ее помош ью в большом числе случаев удалось удивительно логично и полно объяснить многие сведения химии и особенно химии соединений углерода. Кроме того, на большом числе примеров она позволила связать периодичность свойств элементов с особенностями химии их производных. Благодаря этому теория локализованных связей в свое время открыла период наиболее плодотворных поисков и находок в органической химии. [c.147]

Общая характеристика элементов групш>1 IV. В группу IV входят типические элементы углерод - основа химии живой природы, кремний основа химии неживой природы, германий — полупроводниковый материал, осуществивший целую революцию в радиоэлектронике, титан - основа уникальных конструкционных материалов. Никакая группа ПС не может сравниться по значимости своих элементов с группой IV. Особенность электронной структуры атомов элементов группы IV число валентных электронов, равное 4, является оптимальным для возникновения тетраэдрических связей, причем для углерода число валентных электронов равно числу валентных орбиталей, ф Углерод склонен образовы- [c.240]

Оригинально и увлекательно написана большая глава об особой роли углерода в химии. Традиционному изложению основ органической химии и начал биохимии предшествует рассмотрение уникальной способности углерода к образованию бесконечного множества устойчивых структур вместе с тем показано, что даже ближайшие к углероду элементы в периодической системе не обладают такими свойствами. Авторы интересно рассказывают о строенип и механизме действия ферментов. Но особенно увлекателен (хотя и не прост) материал об эволюции усвоения энергии живыми системами (от анаэробной ферментации к фотосинтезу и далее к кислородному дыханию). [c.7]

В органической химии для метки молекул используют прежде всего тяжелые изотопы элементов С, Н, О и N. Вплоть до углерода отсутствуют подходящие радиоактивные изотопы с достаточно большим периодом полураспада, поэтому стабильные изотопы Н, и N имеют особенно большое значение для химиче- [c.219]

Связь между неорганической и органической химией ярко проявляется при сопоставлении р.чда соединений азота и углерода. Особенно показательно сопоставление нитрида бора BN с углеродом С и боразола BзNзH5 с бензолом СеНв. Нитрид бора образуется из простых веществ при 900 °С в виде модификации, структура которой аналогична слоистой структуре графита. При 1350 °С и 6,2-10 Па образуется алмазоподобный боразон ВК, на основе которого изготовляют режущий инструмент, не уступающий алмазному. [c.124]

Перечисленные особенности кремния и обусловили отличительный от химии углерода характер кремнийорганических соединений. [c.181]

Об особенностях структуры остаточного углерода, полученного термическим разложением фторуглерода / Фиалков А. С., Добряков С. Н., Хорхорин А. В. и др.— Журнал структурной химии, [c.689]

Связь между неорганической и органической химией ярко проявляется при сопоставлении ряда соединений азота и углерода. Особенно показательно сопоставление нитрида бора BN с углеродом С и боразола ВзКзН с бензолом СеН . Нитрид бора образуется из простых веществ при 900 °С в виде модификации, структура которой аналогична слоистой структуре графита. При 1350 °С и [c.124]

Существенной особенностью химии кремния сравнительно с химией углерода является возможность вовлечения в связеобразова-ние 3d-орбиталей. Это приводит к увеличению валентных возможностей атома кремния. Теоретически максимальная ковалентность кремния может быть равна 9 против 4 у углерода. На практике, помимо валентности 4, встречаются шести ковалентные производные, в которых атом кремния находится в sp ii -гибридном состоянии. Однако для кремния наиболее характерны структуры, где атомы кремния имеют к. ч. 4 и находятся в 5 о= -гибридном состоянии. Производные с sp- и sp -гибридизацией атома кремния редки и, как правило, мало устойчивы. Кремний в отличие от углерода менег склонен образовывать кратные связи. Для кремния наиболее характерно дополнительное Лр -связывание в отличие от Пр.р-взаимодействия для углерода. Таким образом, в случае кремния л-связывание часто возникает за счет участия вакантных 3ii-op6H-талей и неподеленных электронных пар атомов партнеров. Так обстоит дело в соединениях кремния с азотом, кислородом, фтором и хлором. Прочность связей кремния с кислородом, азотом и галогенами из-за дополнительного л-связывания выше, чем соответствующих связей для углерода. Наоборот, связь атома углерода, например, с водородом прочнее, чем у кремния, так как водород не располагает неподеленной электронной парой. Ниже для сравнения [c.198]

Квантовомеханнческне расчеты, выполненные К. Коулсоном и У. Моффнтом в Оксфордском университете, показывают, что изгибание связей в трех- и четырехчленных циклах влечет за собой не только недостатки. В этом случае появляется боковое перекрывание изогнутых орбиталей, допускающее делокализацию электронов по типу кольцевого л-облака, окружающего кольцо и лежащего в одной плоскости с иим (пунктирная линия на рис. 9.3). Эта делокализация не только частично компенсирует дестабилизующий эффект слабости связи углерод — углерод, но и придает связям л-харак-тер и сообщает соединениям с малыми циклами им одним присущие свойства. Таким образом, хотя реакция раскрытия цикла, безусловно, связана с угловым напряжением, конкретная природа реагентов, вызывающих это раскрытие, определяется особенностями химии этих соединений. [c.273]

В. Виланд [15] опубликовали результаты исследования кремнеэых кислот и упомянули о координации, как об отличительной особенности между химией углерода и химией кремния. [c.40]

Стабильные и нестабильные (радиоактивные) изотопы часто применяются в органической химии. Этими изотопами элемеитоа, в особенности изотопами водорода, углерода, кислорода, азота, фосфора и т. д., пользуются при исследовательских работах в органической и биологической химии для того, чтобы охарактеризовать или, как говорят, отметить (по-английски — label) определенные атомы органических молекул и таким путем с точностью проследить судьбу этих атомов ири химических и биологических превращениях соответствующих веществ. [c.1142]

Пытаясь при помощи своих формул отобразить статику органической химии, Лошмидт не мог пройти мимо вопроса о причине изомерии. И здесь он проявил замечательную интуицию. Правда, у него нет разветвленных углеродных цепей, но он оговаривается, что, хотя им и принято для них самое простое и симметричное изображение, а именно в одной плоскости, но не исключено, что в действительности атомы углерода, особенно при значительном их числе, не образуют собой линии [там же, стр. 8]. Существование изомеров Лошмидт объясняет следующим образом Различный порядок (Anordnung) одних и тех же элементов насадки на одинаковом ядре или различный порядок углеродных атомов ядра при сохранении числа мест составляют причину того различия веществ одинакового состава, которую мы называем изомерией в узком смысле слова [там же, стр. 14—15]. К изомерии в широком смысле слова он относит изомерию за счет элементов насадки, например, изо- [c.92]

Соединения углерода изучаются в курсе органической химии. Только немногие из них считают неорганическими веществами. Такое разделение условно и опирается больше на традиции, чем на особенности строения и свойства соединений. Есть довольно много веществ, которые можно отнести как к органическим, так и неор-< ганическим S2, ССЦ, H N, 2N2 и др. [c.351]

Ацетоуксусная кислота. Ацетоуксусный эфир. Свободные -кетокарбо-новые кислоты — очень неустойчивые соединения, с большой легкостью отщепляющие двуокись углерода и превращаюш,неся при этом в кетоны. Поэтом у они редко применяются. Значительно устойчивее их соли и в особенности эфиры, которые благодаря своей исключительной реакционной способности могут быть отнесены к важнейшим веществам препаративной химии. Среди них наибольшего внимания заслуживает простейший -кетокарбоновый эфир — этиловый эфир ацетоуксусной кислоты СНзСОСНаСООС Н-з, обычно называемый просто ацетоуксусный эфиром. [c.329]

Формирование каждого углеродного материала на той или иной стадии сопровождается процессами разрушения и образования дисперсных систем. Поэтому технология производства нефтяного углерода является объектом коллоидной химии, особенно физико-химической механики. Отличительной особенностью СВДС, формирующихся в процессе производства нефтяного углерода, является многокомпонентность, чрезвычайная сложность и недостаточная изученность состава и молекулярной структуры (особенно ВМС), претерпевающих непрерывное изменение в направлении возрастающей карбонизации и ароматизации, сопровождающееся сложными изменениями ММР компонентов, интенсивности и характера их ММВ. Таким образом, в процессах формирования нефтяного [c.107]

Большую роль спектроскопия ЯМР сыграла в развитии теоретических концепций органической химии, касающихся, в частности, строения и стереохимии интермедиатов и механизмов химических реакций. Получены структурные данные о таких интермедиатах многих практически важных химических реакций, какими являются карбкатионы и карбанионы. Например, в случае изо-пропильного катиона значения химических сдвигов 8.ц и 8. ,с показывают значительное дезэкранирование магнитных ядер, особенно углерода, а значение константы спин-спинового взаимодействия /13С1Н свидетельствует о практически плоской структуре центральной части катиона (т. е., что гибридизация центрального атома углерода близка к зр ). Исследуют как классические кар-бониевые ионы, так и неклассические а-мостиковые карбкатионы, [c.38]

С развитием химии путем синтеза получены органические соединения большинства элементов периодической системы. Соединения углерода с углеродом и атомами других органогенов (Н, О, Ы, 8, С1, Вг, I) традиционно относят к различным функциональным производным органических соединений (гл. 29). Соединения углерода с остальными элементами периодической системы — не-органогенами — относят к элементоорганическим соединениям. Такое разделение соединений, на первый взгляд кажущееся искусственным, обус-повлено как историческим развитием химии, так и тем, что элементоорганические соединения часто существенно отличаются по своим свойствам от органических и неорганических соединений, имеют ряд особенностей. [c.587]