Формулы структурные, принципы определени

Я. Вант-Гофф сформулировал шесть принципов определения структурных формул органических соединений. [c.566]

Атомная матрица, записанная длм некоторого множества соединений по их брутто-формулам, представляет собой удобный способ записи состава соединений при решении многих задач (составление уравнений материального баланса при записи обшей системы уравнений химического равновесия и т. п.). Существует, однако большое число задач, в которых использование брутто-формул оказывается явно недостаточным. Эти задачи прежде всего связаны с рассмотрением множества соединений, построенных из сравнительно небольшого числа элементов и характеризующихся своими структурными особенностями. Тгк, при изучении рядов органических соединений множество соединений может включать только те, которые содержат Н, С и Ы, и тем не менее разнообразие соединений оказывается очень большим. Говорить о них, используя только брутто-формулы, практически невозможно. Приходится обращаться к более детализированному языку, в частности выделять отдельные ряды соединений, построенных согласно каким-либо общим принципам, выделять различные структурные изомеры и т. д. Задание соединений каждого ряда можно осуществить путем построения матриц, в которых явно отражается тот факт, что атомы определенных элементов входят в каждую молекулу, а также и то, как эти атомы соединены между собой, как они расположены в цепи химического действия. Построение такого типа матриц (топологических матриц) оказывается весьма удобным при анализе того, какие соединения могут встретиться в данном ряду соединений. Тем не менее, характеризуя каждое соединение своей отдельной матрицей, мы зачастую получаем избыток информации, с одной стороны, и довольно громоздкий аппарат, с другой стороны, который нужен не для всех задач. Обычно приходится выбирать компромиссный вариант отказываться от брутто-формул, но не пользоваться столь подробной детализацией, которую предоставляют топологические матрицы. Этот вариант связан с выделением в молекулах каждого ряда структурных фрагментов, или звеньев, задание числа которых определяет каждую молекулу. Структурные фрагменты каждого вида в молекулах данного ряда предполагаются одними и теми же. В зависимости от того, насколько детально проведена классификация фрагментов, насколько широко каждый фрагмент захватывает ту область молекулы, в которой он находится, мы получаем более или менее подробное описание молекулы. С этой точки зрения брутто-формулы представляют наиболее упрощенный вариант классификации структурных элементов в качестве таковых выбираются лишь атомы в молекуле вне зависимости от их местоположения в цепи [c.237]

Общим для всех этих программ, так же, как и для программ ввода математических формул, является принцип использования шаблонов и библиотек. Действительно, язык структурных формул, применяемый современными химиками, содержит в себе лишь несколько базовых символов, используемых при построении любой формулы. Это символы простых и кратных связей и атомные символы. Все остальные элементы химических формул — кольца, цепочки, функциональные группы и пр. — по сути являются производными и строятся из базовых символов. Кроме базовых также используются вспомогательные символы типа стрелок, утолщенных связей, применяемых при изображении пространственных формул, пунктирных линий, изображений атомных орбиталей, всевозможных скобок и т.д. Набор этих символов также невелик и легко может быть фиксирован в том или ином виде в так называемых шаблонах, содержащих в себе наборы конкретных элементов, применяемых в определенных случаях. [c.112]

При изучении органической химии важно усвоить следующие общие принципы название должно описывать структурную формулу в основе названия лежит главная цепь, выбор которой регулируется определенными правилами атомы главной цепи нумеруют в определенном порядке положение боковых цепей и замещающих групп указывается номером углеродного атома главной цепи, при котором стоит заместитель в заместительной номенклатуре не следует использовать греческие буквы, а в рациональной номенклатуре — арабские цифры. [c.223]

В принципе это и есть уравнение структурного состояния ПКС при ее деформировании. Однако интенсивность процесса деформирования здесь присутствует неявно — в виде частоты / перескоков частиц в соседние свободные вакантные узлы. Для получения явной зависимости концентрации вакансий от скорости деформации у необходимо детально рассмотреть, как из отдельных скачков частиц складывается их непрерывное движение. В связи с этим полезно обратиться к предыстории вопроса. Как уже упоминалось, идея скачкообразного механизма деформирования материалов предложена Френкелем. Позже она была распространена Эйрингом на дисперсные системы и затем неоднократно модернизировалась многими авторами. На этом этапе развития идеи принималось, что скорость движения ди слоя частиц относительно ближайшего соседнего слоя равна произведению числа скачков / частицы в единицу времени в направлении действия деформирующего усилия на длину 5 одного скачка. В действительности это не так. В структурной решетке существует определенное количество вакантных узлов, и перескок частиц может происходить только поочередно в освобождающийся вакантный узел. В решетке можно выделить виртуальную цепочку из V частиц, расположенную вдоль направления их движения, которая начинается от любого вакантного узла и продолжается до ближайшего следующего вакантного узла на линии движения частиц. Вся решетка с вакантными узлами представляет собой в этой модели совокупность параллельных цепей с одним вакантным узлом в каждой. Их средняя длина V определяется концентрацией вакансий. Она тем короче, чем больше вакантных узлов в решетке. Для того чтобы вся цепь переместилась на расстояние, равное длине одного скачка (периоду решетки 5), каждая из частиц цепи должна совершить один скачок в нужном направлении, т. е. всего потребуется V скачков. Это означает, что действительная скорость движения цепей и, следовательно, всего слоя вещества будет медленнее, чем в теории Френкеля — Эйринга, в V раз [9]. Таким образом, разность скоростей соседних слоев составляет ди=/з1, а скорость деформации у, совпадающая при простом сдвиговом течении с градиентом скорости течения ди/дг, где дг = з — расстояние между соседними слоями, описывется формулой [c.692]

В 1881 г. Вант-Гофф сформулировал шесть принципов, на которых основывается определение структурных формул [24, с. 247— 254]. Первый принцип относится к валентности связанных элементов. Второй формулируется как образование из соединений или превращение в соединения, структурная формула которых известна . Эти реакции могут служить своей цели, если известен также и путь, по которому они протекают. Теоретически, например, реакция между мети л атом калия и иодистым метилом может привести [c.295]

Таким образом, вопрос о взаимоотношении между квантовой химией и химиками-экспериментаторами естественным образом перешел в методологическую плоскость и превратился в вопрос о реальности представлений квантовой химии или, но сути, в вопрос о природе ее теоретических моделей — являются ли они структурными (изоморфными оригиналу — изучаемому объекту микромира) или они функциональные, или смешанные и если последнее правильно, то в чем заключается их структурность. В чем заключается реальность квантовой химии — этот вопрос задавал и Коулсон [122, с. 172]. Ответ на этот вопрос можно, но-видимому, сформулировать так квантовая химия представляет собою совокупность моделей (см. обзор [124]) с определенной иерархией, от фундаментальных (уравнения Шредингера и правила заполнения орбиталей на основании принципа Паули) до моделей частного характера, к которым принадлежит, например, модель Хюккеля. Большинство моделей квантовой химии органических соединений смешанные, поскольку сочетание чисто квантовомеханических моделей с моделями химического строения и стереохимии придает им элемент структурности (изоморфности), хотя чисто формальное сочетание квантовохимических представлений со структурными формулами, как в модели суперпозиции валентных схем в теории резонанса, не выводит модель из разряда функциональных [125]. [c.98]

Последние из названных систем являются результатом интересных-попыток предпринять перевод научных обозначений рассматриваемых соединений в новый однозначный тип обозначений. Эти обозначения химической молекулы вписываются в. запоминающее устройство вместе с соответствующей литературной ссылкой, которая и может быть выдана по требованию. Интерес химиков-практиков к подобного рода системам, однако, относительно мал, так как они допускают исключительно отыскание узко определенной структурной формулы, тем более, что= такая задача может быть проще разрешена с помощью известных устройств для регистрации формул без особых затрат за короткое время. Отыскание четко сформулированного соединения в литературе с помощью подобных устройств не представляет никаких трудностей. Напротив, существует потребность, в системе документации, которая допускала бы отыскание групп химических веществ. При постановке таких вопросов требуется наличие известного числа химических признаков в молекуле,. Другие химические группировки рассматриваются как побочные— их может быть неограниченное число. Очевидно, для разрешения подобных вопросов обычный формульный регистр непригоден, поскольку родственные вещества одной и той же группы веществ распределяются по всему регистру. Следующий шаг приводит к различным регистрирующим устройствам, однако и здесь необходимо примириться с частичным решением, так как технически невозможно регистрировать вещество по каждому признаку, который когда-либо мог бы служить условием поиска.-Более глубокая причина неприменимости формульного регистратора и других систем документации, построенных по чисто формальному принципу, при ответе на общие вопросы состоит в том,, что здесь при формировании группы играют главную роль относительно второстепенные признаки, например число атомов, углерода между тем имеются признаки, по которым химик-практик по интуиции проводит формирование групп. [c.372]

Первый способ основан на том, что соединения не могут существовать более чем в двух энантиомерных формах. Следовательно, для их обозначения достаточно двух символов один символ для конфигурации, которую можно назвать положительной, а второй символ для отрицательной конфигурации. Способ, в принципе, очень прост, но при практическом применении встречаются с двумя основными трудностями. Первая из них относится к соединениям, имеющим несколько асимметрических атомов, где несколько пар энантиомеров соответствуют одной структурной формуле и, следовательно, одному систематическому названию. Поэтому кроме конфигурационного символа необходимо вводить дополнительные обозначения, позволяющие различать диастереомеры. Вторая трудность состоит в приписывании символов моделям данного типа, т. е. здесь сталкиваются с проблемой общего определения положительной или отрицательной конфигурации молекулы. [c.39]

Электрохимические идеи Берцелиуса дали возможность положить единый принцип в основу систематики в рамках атомистики как простых, так и сложных веществ. Дуализм структурных формул Дальтона, носивший условный, гипотетический характер, будучи связанным с представлениями о геометрической структуре, получает в формулах Берцелиуса определенный, конкретный смысл. Формулы Берцелиуса не претендуют на изображение геометрического расположения отдельных атомов в пространстве, но они отражают электрохимическое раздвоение сложного атома на две части, указывают на определенную группировку атомов в частице сложного вещества. [c.169]

С развитием органической химии постоянное внимание уделялось созданию принципов систематической структурной номенклатуры органических соединений, на основе которой каждому индивидуальному соединению может быть дано название, точно выражающее его строение. Такое название должно давать возможность написать для каждого соединения только одну структурную формулу и характеризовать принадлежность этого соединения к определенному классу. [c.31]

Каждое вещество имеет одну определенную формулу строения, отражающую порядок химической связи атомов в реально существующей молекуле. Это положение глубоко материалистично, философски правильно в основе лежит реально существующий в природе объект — молекула, и структурная формула должна возможно точнее отразить этот объект. Выполнению этого требования подчинены все современные усовершенствования в написании формул органических веществ — введение в них обозначений электронных пар, стрелок, пунктиров, знаков заряда. Все это улучшает соответствие между формулой и реальной молекулой, т. е. отвечает принципам теории строения. [c.24]

В книге рассматриваются автоматизированные ИПС фактографического типа, в которых осуш ествляется хранение и поиск сведений о структурных формулах химических соединений и сведений о химических реакциях, записываемых также с помощью структурных формул. Эти системы предназначены для ответа на вопросы о том, какие известны соединения илп реакции определенного заданного структурно-химического типа. Именно эти фактографические ИПС представляют собой такие специфические для химии автоматизированные ИПС, которые наиболее важны для нее на современном этапе развития и служат основой для создания более совершенных и перспективных информационно-логических систем. Принципы функционирования автоматизированных ИПС для химических соединений и реакций будут подробно рассмотрены в следующих главах книги. Здесь же мы анализируем такие наиболее общие принципы документальных и фактографических ИПС, которые проявляются не только в автоматизированных, но также в неавтоматизированных системах. Структурно-функциональная схема (рис. 3) охватывает случаи ИПС всех таких типов. [c.17]

Химические методы определения строения вещества имеют свои ограничения, которые проявляются с того момента, когда больше не применим принцип минимального изменения строения соединений при химических реакциях. Правда, после критического рассмотрения различных путей перехода от одного соединения к другому часто удается и в этих случаях правильно определить истинную структурную формулу. Но для установления природы более тонких отличий в форме связи, вызывающих характерные различия в реакционной способности, химические методы оказываются уже недостаточными. Это видно на примере превращений сопряженных и ароматических систем. [c.7]

В отношении высокомолекулярных веществ можно, однако, сделать следующий общий вывод, согласующийся с современным уровнем наших знаний в этой области макромолекулы, частицы которых удерживаются вместе за счет аналогичных связей, образуются, вообще говоря, не путем проявления различных новых структурных принципов, а путем повторения одних и тех же известных структурных мотивов. В большинстве случаев они одновременно являютск и высокополимерами. Дрзтими словами у таких соединений намечается уже кристаллический характер. Поэтому неудив1ггельно, что некоторые виды вирусов обладают внутренним 1фисталлическим характером. Тем не менее в переходной области между молекулами с вполне определенной формулой и кристаллами, которые, несмотря на конечную величину, обладают совершенно четкой кристаллической конфигурационной схемой, возможно огромное число переходных образований, из которых, конечно, только часть фактически наблюдается в органических веществах живых организмов. [c.228]

В зависимости от той или иной машинной формы записи структурной формулы алгоритмы генерации выходной двумерной диаграммы структурной формулы будут иметь определенные особенности. Вместе с тем в этих алгоритлшх многое должно быть общим в связи с тем, что конечный результат работы алгоритма— двумерное изображение — в принципе одинаково для различных ИПС. При реализации любого алгоритма приходится сталкиваться с примерно аналогичными трудностями. Немало общего должно быть у алгоритмов вывода структурной химической информации и алгоритмов вывода других видов графической информации. [c.173]

Классическая химия комплексных соединений рассматривает соединения высших порядков с отчетливо выраженной островной структурой. У этих соединений в качестве самостоятельных элементов (островов) в кристаллической решетке присутствуют одно- или многоядерные катионные или анионные, а также электроней-тральные комплексы. По Вернеру в основе таких соединений лежит один и тот же структурный принцип центральный атом окружен определенным числом лигандов, которые образуют так называемую внутреннюю сферу. В случае катионного или анионного комплекса во внешней сфере, кроме того, находятся ионогенно связанные анионы или катионы. Для определения таких комплексов решающую роль играет координационное число. По Вернеру в большинстве случаев его находят из стехиометрического состава. Так, например, для галоидных солей К2[2п 4] (I) и K2[Hg l4] НаО (II) получается весьма правдоподобная комплексная формула М2[2Х4] с четырехкоординационным центральным атомом 2, если предположить, что в формуле (II) вода связана внекомплексно. Однако в настоящее время известно, что в этих двух соединениях центральный атом фактически имеет координационное число 6. Это возможно только для комплексных солей, не имеющих собственной островной структуры, солей, в которых координационные октаэдры обладают общими вершинами или ребрами. В соединении (I) октаэдры 2Хе образуют слои с общими [c.81]

Поскольку в настоящее время имеется ряд хороших монографий, посвященных проблемам реологии и, в частности, вязкости полимеров (см., например, [38, 49]), мы ограничимся лишь кругом вопросов, касающихся механизма вязкого течения в связи со структурными и релаксационными принципами, изложенными выше. В частности, уравнение (V. 2) уже дает определенную почву для раздумий на что конкретно расходуется механическая энергия Из вполне очевидного ответа — на разрушение структуры системы — следует немедленно второй вопрос о влиянии скорости воздействия (мерой которой служит градиент у, имеющий размерность обратную времени) на это разрушение и, соответственно, на диссипацию энергии и величину вязкости. При этом выясняется, что всем полимерным системам в вязкотекучем состоянии присуща так называемая аномалия вязкости [термин неудачный, ибо отклонение от формулы (V. 1), вызванное естественными и физически легко интерпретируемыми причинами, вряд ли следует считать аномалией], проявляющаяся в зависимости эффективной (т. е. измеряемой в стандартных условиях, при фиксированных Я и -у) вязкости от Р или от у. Эта аномалия связана как с разрушением структуры системы, так и с накоплением высокоэластических деформаций в дополнение к пластическим (необратимым). Эти деформации и разрушение претерпевает суперсетка, узлы которой образованы микроблоками или, в меньшей мере, перехлестами единичных цепей. При переходе от расплава к разбавленному раствору относительный вклад последних в структуру сетки возрастает, точнее, выравниваются времена их жизни и времена жизни флуктуационных микроблоков. [c.163]

Степень окисления может быть выражена целым и дробным числом, как положительным, так и отрицательным. Для ее определения вполне достаточно принципа электронейтральности и не требуется знания структурной формулы и особенностей взаимодействия атомов в сложном ионе. В кислородсодержащих ионах металлов и неметаллов, существующих в растворе, степень окисления кислорода полагают равной —2, а окислительные числа ионообразователя подсчитывают с использованием условия электронейтральности. Например, степень окисления серы в сульфат-ионе 5042- равна +6, а для марганца в перманганат-ионе МПО4Ч-7. [c.281]

Во второй половине XIX в. был сформулирован принцип четырех-валентности углерода, ставший фундаментом органической химии. В таком виде понятие валентности вошло в теорию строения А. М. Бутлерова (1861), согласно которой каждую химическую связь считали направленной и строго локализованной между двумя атомами. Молекулы при этом изображали в виде структурных формул, в которых штрих отождествлял единицу валентности. Периодический закон Д. И. Менделеева расширил понятие валентности, связав его о поло-женпем элементов в группах. Однако с рождением химии комплексных соединений представления о строго определенной валентности атомов оказались недостаточными. [c.263]

На этих трех постулатах основаны представления о резонансе, ме-зомерии или сопряжении я-электронных систем. Эти три термина очень широко распространены в химической литературе и в определенной степени перекрываются. Они связаны с понятием о взаимодействии между структурными единицами, каждая из которых является составной частью молекулы, представленной классической структурной формулой (одной из предельных структур). Термин взаимодействие в данном случае означает, что реальной молекуле соответствует более низкий энергетический уровень, чем следовало бы ожидать, исходя из предельной структуры и руководствуясь принципом аддитивности. Считается, что аддитивность реализуется, если структурные единицы, способные к взаимодействию, достаточно удалены (или изолированы) друг от друга, вследствие чего взаимодействие отсутствует. Для я-электронных систем этого можно достичь, например, нарушением копланарности я-орбиталей или введением между ними изолирующих звеньев (например, атомов углерода в состоянии 5р°). Другими словами, резонансное взаимодействие имеет место во всех случаях, когда электронное строение молекулы не может быть изображено только одной предельной структурой. [c.48]

Если при определении ЭРД и ЭРГШ энергия сравнения принадлежит ациклическому полиену, который может быть изображен структурной формулой, при определении ТЭР энергия сравнения имеет лишь математическое описание в виде ациклического полинома, который не обязательно соответствует какой-либо химической структуре. Благодаря этому ТЭР применима не только к нейтральным карбо- и гетероциклическим молекулам, для которых можно написать кекулевские структуры, но и к ионам, радикалам, возбужденным состояниям, необычным сочетаниям атомов. Критику вызывает как раз разрыв понятия ТЭР с химическими принципами, а также нормами квантово-химической модели МОХ, на которую она опирается [115]. [c.38]

Определение строения. Рассмотренное в предыдущем параграфе определение суммарной (эмпирической) формулы органического вещества составляет лишь начало его исследования. Следующий этап заключается в установлении структурной формулы. Большую помощь в этом оказывают современному исследователю различные физико-химические методы (см. ниже). Однако в принципе задачу установления строения можно решить и чисто химическим путем. Покажем это на конкретном примере вещества, для которого в предыдущем параграфе была установлена эмпирическая формула С4Н6О2. [c.474]

В одной из глав данной книги помещен рисунок, показывающий расположение атомов водорода в необычном гидриде переходного металла — ионе КеНэ . В первом сообщении это соединение фигурировало как ренид-ион Не", полностью лишенный лигандов. От работы к работе заряд комплексного иона и число атомов водорода в нем увеличивались соединению последовательно приписывали формулы КеН , НеНа" и ReH9 . Окончательно вопрос о составе иона удалось решить только после исследования его методами дифракции рентгеновских лучей и нейтронов, позволивших установить действительную структуру гидрида. Возможно, это не совсем обычный случай, однако он не настолько исключителен, чтобы не служить поучительным примером. История многих других важнейших аспектов химии гидридов (например, представления о природе связи металл — водород, синтез гидридов и подробный механизм реакций, катализируемых гидридами металлов) также полна подобных перемен. Основные принципы в данной области химии были сформулированы только в последние 5—10 лет. Определение состава и структуры гидридов металлов значительно упростилось с введением современных методик ЯМР и сравнительно быстрого в настоящее время структурного анализа, основанного на дифракционных исследованиях. Следует отдать должное первым исследователям, сумевшим достичь столь значительных результатов при весьма скудных спектральных и дифракционных данных. Наиболее примечательны работы Гибера и сотр. и более поздние исследования Чатта и Вилкинсона с сотр. [c.7]

Изложению принципов и методов структурно-группового анализа целесообразно предпослать описание значения некоторых таких зависимостей. Определение соотношения между углеродом и водородом в молекулах углеводородов различных рядов позволило разработать метод определения содержания парафинов и монокольчатых нафтенов в дезаромати-зированных узких (с определенным числом С-атомов) фракциях бензина. Определение группового состава в этом случае возможно на основании данных элементарного анализа, поскольку алканы имеют эмпирическую формулу СпНгпч-г, а моноцикланы — СпН,п- Отношение числа атомов Н к числу [c.327]

К стр. 150). Давая названия, соответствующие формулам теоретически возможных соединений состава СаНзО,) — aH Oi, Бутлеров мог лишь в небольшой стенени опираться на существовавшую в то время номенклатуру. Тем более интересна попытка создателя структурной теории дать названия для большого числа соединений, исходя преимущественно из их хил1ического строения. Эти названия образуют определенную номенклатурную систему, однако не всегда строго выдержанную в духе тех требований, которые предъявляются к научной терминологии например, приставка окси-и окончание -оксид употребляются в нескольких значениях, наоборот, простые эфиры имеют три различных варианта наименований и т. д. Но основной целью Бутлерова была все же не выработка новой номенклатуры он хотел показать путь к систематическому применсиию принципов атомности и химического строения для предсказания [c.577]

И обратно, этим дается важное вспомогательное средство для определения строения соедкнеиия действительно, если составигь для него структурные формулы, возможные на основании приведенных выше принципов, то одна из них должна выражать строение соединения. [c.43]

Прямой метод. Читатель уже знаком с принципом, на котором основан прямой метод (разд. 5.1.2.1). Этот метод, использовавшийся в работах по геномным мутациям и структурным аберрациям хромосом, применим также к данным о доминантных генных мутациях. Он требует лишь определения численности (частоты при рождении) носителей какого-то признака в изучаемой популяции и выяснения вопроса о том, действительно ли их появление носит спорадический характер. Принимая, что все спорадические случаи рождения носителей обусловлены мутациями de novo, можно легко рассчитать частоту этих мутаций (см. формулу в разд. 5.1.2.1). Практическое применение данного метода встречается с некоторыми трудностями и может приводить к ошибочным результатам. [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология