Тетраэдрическая структура атома углерода

До открытия электрона невозможно было понять природу химической связи. Правда, понятие о валентности существовало уже в 1852 г. и в эти же годы существовали некоторые представления о геометрических формах молекул. Вант Гофф и Лебель установили тетраэдрическую структуру атома углерода, а Вернер создал стереохимию комплексных ионов. Очевидно, для того чтобы молекула имела определенную геометрическую форму, должны существовать какие-то связывающие силы между ее частями. В структурных формулах такую химическую связь между связанными атомами изображали черточкой. Она указывала на существование связи, но, разумеется, не давала никакого описания ее природы. Незадолго до открытия электрона Аррениус предположил существование свободных ионов. На основе этого предположения были сделаны многочисленные попытки найти объяснение силам, связывающим атомы. Хотя эти попытки были неудачными, они содействовали представлению об электрическом заряде как основе образования связи. После открытия электрона стало возможно дальнейшее развитие теории связи. В течение немногих лет, основываясь на положительно и отрицательно заряженных атомах, было предлол<ено много разных объяснений образованию связи, но почти не было попыток связать заряды атома с его строением. В 1916 г. Льюис предложил свою теорию валентности. С тех пор было много сделано в области применения математики в теории валентности, но в основе представления о химической связи лежит по-прежнему теория Льюиса. Согласно Полингу , химическая связь возникает между двумя атомами в том случае, если связывающая атомы сила настолько велика, что приводит к образованию достаточно устойчивого агрегата, чтобы обеспечить его существование в виде самостоятельной частицы. Обычно различают пять типов химической связи ионная, ковалентная, металлическая, связь, обусловленная силами Ван-дер-Ваальса, и водородная, причем три первых очень прочны. Все эти связи одинаково важны, но металлическая связь здесь не будет рассмотрена о ней можно прочесть в других источниках . [c.134]

ТЕТРАЭДРИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА АТОМА УГЛЕРОДА [c.412]

В результате возникает третья задача. Надо, чтобы теория валентности удовлетворительно объясняла стереохимию молекул. Теория стереохимии начала развиваться после того, как Вант-Гофф и ле Бель выдвинули важнейший постулат о тетраэдрической структуре атома углерода. Затем вследствие появления многих новых физических методов исследования, таких, как колебательная и вращательная спектроскопия, рентгеновская и электронная дифракция, химики смогли получить более полные сведения о структуре молекул. Например, для многих молекул межатомные расстояния и валентные углы известны теперь с очень высокой точностью. Это привело к предъявлению новых требований к теории валентности. Так, удовлетворительная теория должна объяснить не только, почему в метане все углы НСН тетраэдрические (109°28 ) [c.14]

До открытия электрона невозможно было понять природу химической связи. Правда, понятие о валентности существовало уже в 1852 г. и в эти же годы существовали некоторые представления о геометрических формах молекул. Вант Гофф и Лебель установили тетраэдрическую структуру атома углерода, а Вернер создал стереохимию комплексных ионов. Очевидно, для того чтобы молекула имела определенную геометрическую форму, должны существовать какие-то связывающие силы между ее частями. В структурных формулах такую химическую связь между связанными атомами изображали черточкой. Она указывала на существование связи, но, разумеется, не давала никакого описания ее природы. [c.159]

Таким образом, теория валентных связей оказалась в состоянии дать удовлетворительное объяснение тетраэдрической структуры атома углерода. Тетраэдрические гибридные связи образуются из одной S- и трех р-орбиталей, поэтому их называют р -гибридами. sp - и sp-Гибридизация. Структуры с двойной связью объясняют образованием хр -гибридных орбиталей. Для такой молекулы, как этилен, можно схематично изобразить скелетную структуру [c.166]

Дальнейшие доказательства тетраэдрической структуры атома углерода получены в результате ряда физических исследований. Об этом, например, говорят результаты измерений инфракрасных спектров поглощения, дипольных моментов, анизотропии рассеянного излучения, а также рентгеновские и электронографические измерения. Расстояние между ядрами углерода и водорода в метане равно 1,09 A. Тетраэдрические углы следует считать относительно жесткими и мало изменяющимися, что подтверждается также результатами новейшего квантовомеханического рассмотрения этого типа связи (см. стр. 36). В химическом отношении молекула метана с ее заполненной октетной оболочкой в значительной мере напоминает строение инертного газа. [c.38]

До сих пор мы рассматривали с точки зрения тетраэдрической структуры атома углерода лишь длинные неразветвленные или разветвленные углеродные цепи, а также образование циклических систем с малым и большим числом звеньев. Однако известны и многочисленные производные, образующиеся путем комбинации обоих типов, например [c.66]

Таким образом, теория валентных связей оказалась в состоянии дать удовлетворительное объяснение тетраэдрической структуры атома углерода. Тетраэдрические гибридные связи образуются из одной 5- и трех р-орбиталей, поэтому их называют 8р -гибридньши. [c.193]

Как уже отмечалось в разделе 7.2, направленный синтез ротаксанов основан на использовании пространственно фиксированного интрааннулярного расположения макроцикла и цепи, что можно осуществить на некоторых жестких системах благодаря тетраэдрической структуре атома углерода. Ротаксан получают присоединением объемных концевых групп к цепи и последующим расщеплением связей между ароматическими ядрами и макроциклом. [c.170]

Тетраэдр в качестве модели атома углерода уже давно предложен Вант-Гоффом и ЛеБелем (см. стр. 84). Поэтому утверждалось, что изложенное выше математическое доказательство тетраэдрической структуры атома углерода значительно запоздало. Хотя это и правильно, но, с другой стороны, такая оценка все же несправедлива. Во-первых, атомная физика и ее математический вспомогательный аппарат развились лишь в начале нашего столетия, так что раньше этого доказательства нельзя было дать. Во-вторых, сейчас мы можем понять сущность атомной связи углерода и понять, почему именно атом углерода в основном четырехвалентен, почему его связи направлены тетраэдрически и почему он стремится сохранить это тетраэдрическое расположение. При таком подходе выведенная на основании атомной теории тетраэдрическая структура атома углерода является блестящим доказательством надежности и применимости современных взглядов для решения основных проблем органической химии. [c.37]

Наиболее полно и наглядно правильная тетраэдрическая структура атома углерода реализуется в алмазе — слоишейшем циклическом образовании. Рентгеновские исследования показывают, что элементарная ячейка алмаза имеет форму куба. Атомы углерода находятся точно на пересе- [c.81]

Этим же способом был подтвержден вывод о существовании между несвязанными атомами в молекуле довольно сильного отталкнвательного взаимодействия. Например, теплота гидрогенизации циклопентена как будто указывает на то, что эта молекула менее напряжена , чем молекула циклопентана, — вывод, который неожиданно расходится с представлениями, основанными на тетраэдрической структуре атома углерода. Этот кажущийся аномальным результат можно объяснить, если учесть, что в пятичленных кольцах (плоских) атомы водорода находятся в таком взаимном положении, при котором их отталкивание сильней, чем в тех случаях, когда они находятся на более далеком расстоянии друг от друга (как, например, в неплоских кольцах с шестью и более атомами углерода). [c.169]