Графит молекулярное строение

Молекулярные графы, применяемые в стереохимии и структурной топологии, химии кластеров, полимеров и др., представляют собой неориентированные графы, отображающие строение молекул (рис. 2). Вершины и ребра этих графов отвечают соотв. атомам и хим. связям между ними. [c.611]

В графитах углеродные сетки ориентированы так, что образуется трехмерная кристаллическая структура. Кристаллы истинного гра- фита имеют гексагональную форму с разными расстояниями между атомами, расположенными в параллельных плоскостях (рис. 1). В графите могут находиться и неориентированные слои. Доля неориентированных слоев, их размер и толщина пакетов являются характеристиками молекулярного строения графитового образца. [c.21]

Она зависит от молекулярной массы — для родственных веществ увеличивается с ее ростом от агрегатного состояния — увеличивается при переходе от твердого к жидкому и от жидкого к газу от кристаллического строения (графит, алмаз) от изотопного состава (Нз и Ог, НгО и ОгО), от структуры молекул (н-бутан и изобутан). [c.77]

Величина энтропии сложным образом отражает всю совокупность свойств соединения в данном агрегатном состоянии. Она зависит от молекулярной массы — для родственных веществ увеличивается с ее ростом от агрегатного состояния — увеличивается при переходе от твердого к жидкому и от жидкого к газу от кристаллического строения (графит, алмаз) от изотопного состава (Нг и Ог, НгО и ОгО), от структуры молекул ( -бутан и изо-бутан). [c.66]

Топологический уровень организации полимера представляет собой вид его молекулярно-массового распределения (ММР) и характеризуется функцией ММР, а разветвленный и сетчатый полимер — еще и функцией участков цепей между узлами разветвления или сетки. Таким образом, этот уровень характеризует связность элементов структуры полимера и может быть количественно описан различными способами, в том числе и в виде графов. Это описание отвлекается от конкретного химического строения макромолекул и пространственного расположения их элементов. [c.298]

Рассмотрим некоторые графы, которые используются для описания структуры кристаллов. Базисное множество в этом случае образуют либо нейтральные атомы (в ковалентных кристаллах), либо ионы (в ионных кристаллах), либо отдельные молекулы (в молекулярных кристаллах), либо группы молекул. Каждому элементу базисного множества ставится в соответствие вершина. Определяются ближайшие соседи (первая координационная сфера). Две вершины считаются смежными, если соответствующий одной из них элемент базисного множества лежит в первой координационной сфере другого элемента. Такой подход дает возможность абстрагироваться от деталей строения элементов базисного множества, которое может быть достаточно сложным, и изучать неметрические свойства кристаллов, определяемые лишь отношением ближайшего соседства. На этом пути появляются графы с бесконечным числом вершин самой разной природы. Их геометрическую реализацию в трехмерном пространстве, называемую в дальнейшем решеткой, обычно выполняют таким образом, чтобы сохранились основные свойства симметрии кристаллов. [c.42]

Тот или иной способ изображения молекулярного графа определяется характером задачи, которая решается с его помощью. Наиболее часто исиользуются графы, на которых изображены звенья и группы, но не связи (см. рис. 1.1,5). Каждый из трех способов позволяет с учетом раскраски вершин и ребер однозначно восстановить два других, поскольку число и типы функциональных групп исходных мономеров известны из их строения. [c.150]

От чего же зависит тип решетки для каждого твердого тела При образовании кристалла, составляющие его частицы, выбирают такую решетку, чтобы энергия взаимодействия между ними была возможно больше. В зависимости от природы взаимодействия все решетки могут быть разделены на атомные, металлические, ионные и молекулярные. Атомные решетки состоят из атомов, связанных гомеополярными (ковалентными) связями (например, кристаллические решетки углерода, серы, фосфора). Поэтому число соседей каждого атома в такой решетке (координационное число) определяется валентностью атома. Так, валентность углерода (а также кремния и германия) равна четырем, поэтому алмаз и другие кристаллы элементов IV группы имеют тетраэдрическую структуру. В центре тетраэдра находится атом, связанный гомеополярно (а-связями) с четырьмя соседними атомами, расположенными в четырех вершинах тетраэдра. Таким образом, алмаз по своему строению примыкает к ряду жирных углеводородов (метан, этан, пропан и т.д.) и представляет собой как бы огромный, разветвленный углеводород, в котором все атомы водорода замещены атомами углерода. Другая модификация (разновидность) кристаллов, образованных атомами углерода — графит, примыкает к ароматическим углеводородам. Графит состоит из огромных параллельных друг другу плоскостей. В каждой плоскости атомы углерода образуют связанные между собой шестиугольники так, что каждый атом имеет три соседа. Связи между этими соседями являются о-связями, а перпендикулярно к этим плоскостям направлены я-связи, которые перемещаются вдоль всей плоскости. Этим определяется электропроводность графита (в отличие от алмаза), осуществляющаяся вдоль кристаллических плоскостей. В графите параллельные плоскости сравнительно слабо связаны между собой молекулярными силами, что приводит к легкости их сколь- [c.324]

Химики-органики с удовлетворением могут отметить, что именно теория химического строения молекул в значительной мере способствовала развитию теории графов. Так, класс нециклических графов — так называемых деревьев — впервые был установлен еще в середине прошлого века в работах Кэли на основании молекулярной структуры разветвленных предельных углеводородов. Использование топологических представлений может разрешить затянувшийся спор между химиками и некоторыми физиками последние упорно отказывают структурным представлениям химии в физической обоснованности. До сих пор ведется дискуссия на тему о том, имеет ли молекула вид , существуют ли химические связи и т.д. [c.5]

Первой задачей книги является ознакомление химиков с новыми математическими подходами и методами для их практического использования. Химическое строение молекул обладает основным свойством топологических структур сохранением целостности и непрерывности взаимодействия атомов в молекуле при всех изменениях геометрии, межатомных расстояний, валентных углов. Структура молекул может быть удобно изображена на языке теории графов, что, как выясняется, не просто приводит к новой формализации, но имеет эвристическое значение. Матричные представления молекулярных графов, естественно, связываются с матричными методами квантовой химии, в частности с методом расчетов по Хюк-келю. [c.6]

Многие химические элементы образуют не одно, а несколько простых веществ. Эта способность химического элемента существовать в виде нескольких простых веществ называется аллотропией. Простые вещества, образованные одним и тем же элементом, называются аллотропными видоизменениями (модификациями) данного элемента. Явление аллотропии — наглядное подтверждение различия между простым веществом и химическим элементом. Существование аллотропных видоизменений связано с различным строением кристаллических структур простых веществ или с различием числа атомов, входящих в состав молекул отдельных аллотропных форм. Например, углерод имеет аллотропные формы алмаз, графит, кар-бин кислород — молекулярный кислород Og и озон Од. [c.30]

В [1] для описания этого уровня организации полимеров предлагается ввести термин топологическая структура , под которым подразумевается тот уровень организации молекулярных цепей полимера и связи между их элементами, который можно выражать в виде графа без учета конкретного химического строения элементов. При таком описании полимер представляют в виде пространственной системы нитей, абстрагируясь от химической природы молекул полимера. С топологической точки зрения под сетчатыми, или трехмерными полимерами следует понимать такую полимерную систему, молекулы которой могут достигать макроскопических размеров и характеризоваться наличием большого числа разветвлений и циклов разного размера, т. е. могут представлять собой бесконечный циклический граф [1]. [c.54]

Простое вещество — вещество, состоящее из атомов одного элемента. Оно может иметь молекулярное или атомное строение. Некоторые элементы образуют несколько простых веществ. Это явление называется аллотропией. Аллотропия может быть связана с разли шым числом атомов в молекуле (например, обычный кислород О2 и озон О3) или рапи щсм в кристаллической решетке для веществ атомного строения (например, алмаз и графит). [c.123]

Для других неорганических полимеров найдены [132] значения констант равновесия, приведенные в табл. 1.7. Там же приведены расчетные значения, полученные на основании представления о полном равновесии и неупорядоченности методом стохастической теории графов [139, 133]. Возможность применения теории графов к анализу строения и молекулярно-весового распределения поли- [c.46]

Неупорядоченность строения АУ, наличие в микрокристаллах графита (составляющих АУ) дефектов и примесей обуславливает нестабильность физических свойств углеродных сорбентов при нагревании. Важнейшим процессом в углях, происходящим при их нагревании и влияющим на сорбционные свойства их, является графитизация — рост микрокристаллов графита и упорядочение их расположения. Графитизация сопровождается уменьшением площади поверхности и количества на ней активных центров, что нежелательно. Кристаллы растут за счет конденсации углеродного вещества при молекулярном крекинге — отрыве периферийных групп (СО, СН4, Нг при 500—700 °С) или связывании водорода в этих группах (при наличии кислорода или галогенов). Дальнейшая графитизация связана в основном с перемещением мелких графитовых кристаллов в промежутках между большими, неподвижными при данной температуре. Но движение кристаллов в углях затрудняется наличием прочных перекрещивающихся пространственных связей, возникающих вследствие ранней полимеризации исходного материала. В любом случае нагревание выше 1000—1050°С приводит к потере части сорбционной емкости АУ за счет графи-тизации [128]. [c.124]

Именно особенности молекулярного строения объясняют огромную разницу в свойствах графита и алмаза. Графит отлично проводит тепло и электричество, алмаз — изолятор. Графит совершенно не пропускает света — алмаз прозрачен. Какими бы способами ни окисляли алмаз, продуктом окис.т1ения будет только СОг. А окисляя графит, можно при желании получить несколько промежуточных продуктов, в частности графитовую (переменного состава) и меллитовую Се (СООН)б кислоты. Кислород как бы вклинивается между слоями графитовой пачки и окисляет лишь некоторые углеродные атомы. В кристалле алмаза слабых мест нет, и поэтому возможно или полное окисление или полное неокисление — третьего не дано... [c.90]

Строение молекулы можно формализовать при помощи теории графов, как это делают Валентинуцци, и получить количественные характеристики структурных параметров. Структурною формулу можно рассматривать как плоский граф, содержащий определенное количество вершин (атомов) и ребер (связей). В первом приближении вершины берутся как бескачественные абстрактные точки, различающиеся лишь числом ребер и своим положенцем на графе. В графе могут встречаться группы однотипных вершин, тождественных по своим характеристикам. Можно рассчитать вероятность нахождения в данном молекулярном графе вершины определенного типа. Так, граф молекулы бензола содержит 12 вершин, из них по шести тождественных для углеродов и водородов. В таком случае вероятность того, что данная вершина окажется атомом углерода, будет Рс = =- . Это же значение имеет вероятность встретить, в вершине атом водорода рн [c.147]

Если плотность разветвления полимера достигает некоторого критического значения, то мсм7т возникнуть так называемые сшитые структуры. Сшитыми, или сетчатыми, называют полимеры, цепи которых соединены между собой химическими связями в единую сетку. В случае сщитых (пространственных) полимеров понятие молекула утрачивает смысл, и тогда рассматривают среднюю молекулярную массу отрезка цепи между химическими связями, соединяющими отдельные макромолекулы. Сетчатые структуры могут быть плоскими или пространственными, причем в сетку соединяются как две, так и несколько макромолекул. Две макромолекулы могут соединяться с образованием лестничных структур со сдвоенной цепью или с регулярной линейной сеткой. Если макромолекулы соединяются между собой химическими связями с образованием двухмерной сетки, то такие полимеры называют плоскими сетчатыми, например, так построен графит. Если макромолекулы соединяются в пространстве в трех направлениях регулярно, то их называют регулярными пространственно-сетчатыми полимерами. Такое строение имеет алмаз. [c.15]

Надо заметить, что СИИ представляют собой весьма сложные программы, моделщ)ующие образ действий спецналиста-химика. Определение строения вещества включает, как минимум три этапа 1) структурногрупповой анализ, т. е. логическая процедура поиска молекулярных фрагментов, проявляющихся в спектре 2) построение возможных структур из отобранных фрагментов гфн помощи математической теории графов 3) выбор наиболее вероятной структуры посредством сравнения предсказанных спектров с экспериментальными. [c.441]

Адсорбенты по той же классификации, т. е. в зависимости от химического строения их поверхности, определяющего способность к тому или иному виду межмолекулярных взаимодействий, делятся на три типа. К первому типу относятся неспецифические адсорбенты, не несущие на своей поверхности ни ионов, ни каких-либо функциональных групп, связей или центров с локально сосредоточенными на периферии зарядами и не обладающие электронодонорными или электроноакцепторными центрами. На таких адсорбентах любые молекулы адсорбируются неспецифически. К адсорбентам этого типа можно отнести графитированные сажи, в особенности графити-рованную около 3000 °С термическую сажу, поверхность которой состоит в основном из базисных граней графита. Кроме графитированной сажи к неспецифическим адсорбентам относится чистый нитрид бора, молекулярные кристаллы благородных газов и насыщенных углеводородов, а также пленки из таких углеводородов и пористые углеводородные полимеры. Адсорбция на таких адсорбентах мало зависит от локального распределения в адсорбируемых молекулах электронной плотности, в частности, от наличия я-связей и неподеленных электронных пар. Различие в валентных состояниях атомов углерода в таких адсорбентах, как, например, графит, с одной стороны, и насыщенные углеводороды — с другой, сказывается на адсорбции незначительно, хотя и может быть выявлено в некоторых системах (подробнее см. разд. 1 гл. П и рис. 11,12) [90, 91]. [c.22]

Существенное влияние на растворимость при сходном химическом составе и молекулярном весе оказывает строение цепи макромолекул. Так, в общем случае, полимеры, имеющие разветвленную структуру благодаря более рыхлой упаковке в массе, растворяются легче, чем линейные. Так, например, крахмал и декстраны растворимы р. воде в широком диапазоне молекулярных весов, а целлюлоза только слабо набухает. Полимеры, имеющие жесткую плоскостную структуру (например, сажа, графит), лишь слабо набухают в некоторых жидких металлах и нерастворимы. Полимеры, имеющие пространственную сверхмолекулярную структуру, как указывалось выше, нерастворимы без разрыва определенной части химических связей, но набухают, если густота сетки допускает диффузию растворителя внутрь массы полимера. В отдельных случаях при набухании объем увеличивается в несколько десятков раз, а в случае густой сетки, как у алмаза, полимер совершенно не способен к набуханию. [c.16]

В технике защиты от коррозии и герметизации обычно имеют дело с полиизобутиленовыми смесями, содержащими технический углерод, графит или другие наполнители [75, 76]. Полиизобутилены различной молекулярной массы способны хорощо совмещаться с битумом, асфальтом, рубраксом, минеральными маслами, восками и многими синтетическими термопластичными полимерами карбоцепного строения, такими, например, как полиэтилен и полипропилен. Это свойство полиизобутилена используется главным образом при получении различных прокладочных и пленочных материалов, а также компаундов, герметиков, невысыхающих мастик, липких лент, консистентных смазок, лаков, красок и других материалов общетехнического назначения. [c.58]

К числу противоизносных присадок относится и коллоидальный графит. Для коллоидального графита, так же как и для двусернистого молпбдепа, характерно, что кристаллическая решетка этих присадок имеет слоистое строение. Атомы в каждом элементарном слое смазочной пленки, образуемой присадкой, прочно связаны химическими связями, а отдельные слои пленки связаны слабыми молекулярными силами. [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология