Теория тетраэдрическая Вант-Гофф

В чем причина появления оптической активности у некоторых органических веществ Ответ на этот вопрос был дан на основании тетраэдрической теории Я. Вант-Гоффа и А. Ле-Беля (1874). Согласно этой теории оптической активностью обладают соединения, молекулы которых имеют асимметрическое строение. В состав таких молекул входит асимметрический атом углерода, т. е. атом, у которого все четыре валентности затрачены на соединение с различными атомами или группами атомов (рис. 21). Такая система не имеет ни одного элемента симметрии — ни центров, ни осей, ни плоскости. [c.204]

Оптическая активность веществ является важной стереохимической харак-теристикой. Данные о вращении плоскости поляризации оптически активных веществ послужили основой для создания Вант-Гоффом и Ле-Белем в 1874 г. теории о пространственном тетраэдрическом строении метана и его производных. Позднее эти представления нашли применение для многих классов веществ, включая комплексные соединения, а также биологически активные вещества. [c.167]

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]

Начало изучению пространственного расположения атомов в молекуле положили работы Я- Вант-Гоффа (1874), который постулировал тетраэдрическое расположение четырех связей атома углерода в метане. Координационную теорию А. Вернера (1893) можно считать началом неорганической стереохимии. [c.108]

В момент своего создания тетраэдрическая модель была лишь гипотезой, гениальной догадкой. Развитие физических методов исследования, прежде всего рентгеноструктурного анализа, дало стереохимическим представлениям прямое экспериментальное обоснование. Стоит подчеркнуть, что химики своими методами создали правильные представления о пространственном строении молекул еще в то время, когда с физической стороны не было видно никаких подходов к этому вопросу. Первоначальные физические исследования строения органических молекул лишь подтверждали то, что уже давно было принято в химии. Это наглядно демонстрирует огромную предсказательную силу бутлеровской теории химического строения, дополненной стереохимическими идеями Вант-Гоффа. [c.36]

Теория Вант-Гоффа о тетраэдрическом направлении связей у атомов углерода в молекулах соединений жирного ряда получила позднее блестящее экспериментальное подтверждение в работе Брэгга, исследовавшего прохождение рентгеновских лучей через кристаллы алмаза. Эти исследования показали, что кристаллическая решетка алмаза построена таким образом, что каждый углеродный атом расположен в центре правильного тетраэдра, в вершинах которого находятся другие углеродные атомы (рис. 21). [c.160]

Теорию этого вида изомерии разработал в 1887 г. Вислиценус, исходя из тетраэдрической модели Вант-Гоффа. [c.242]

Вант-Гофф предложил тетраэдрическую модель атома углерода Согласно этой теории, четыре валентности атома углерода в метане направлены к четырем углам тетраэдра, в центре которого находится углеродный атом, а в вершинах — атомы водорода (рис 1, а) Этан, согласно Вант-Гоффу, можно представить себе как два тетраэдра, соединенных вершинами и свободно вращающихся около общей оси (рис 1, б) Модель молекулы этилена представляет собой два тетраэдра, соединенных ребрами (рис 1, в), а молекулы с тройной связью изображаются моделью, в которой тетраэдры соприкасаются плоскостями (рис 1, г) [c.24]

А. М. Бутлеров в своей теории строения органических соединений впервые не только научно обосновал явление структурной изомерии, но и предсказал существование другого вида изомерий — стереоизомерии, которая связана с различиями в пространственном расположении атомов в молекулах веществ, имеющих одинаковые состав и строение. Для развития представлений о стереоизомерии органических веществ большое значение имела гипотеза Я. X. Вант-Гоффа и Ж. А. Ле Беля (1874) о тетраэдрическом строении атома углерода. [c.295]

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]

Я. Вант-Гоффом и независимо от него А. Ле-Белем, получили название тетраэдрической теории и были [c.29]

Эти идеи были развиты в 1874 г. Я. Вант-Гоффом и независимо от него А. Ле Бе-лем, получили название тетраэдрической теории и были полностью подтверждены современными квантовомеханическими расчетами. [c.27]

Определенный намек на то, что в тетраэдрической модели углерода Кекуле (стр. 33) содержалось почти все то, что затем было высказано Вант-Гоффом, можно найти в речи Байера [24, стр. 1273] на празднике, посвященном 25-летию теории бензола. [c.61]

Теория напряжения сыграла важную историческую роль, обратив внимание химиков на необходимость решения вопроса о пространственном строении непредельных соединений, вопроса, который впервые был поставлен Бант-Гоффом и Ле Белем. В 1874 г. Вант-Гофф предложил пространственные модели кратных связей Тройная связь изображается в таком случае двумя тетраэдрами, у которых совпадают по три вершины, то-есть по одной из граней (см. [44, стр. 471). Спустя 13 лет И. Вислиценус, используя тетраэдрическую модель, установил правило, согласно которому присоединение по ацетиленовой связи должно протекать исключительно как 1 ис-процесс (см. [166, стр. 28]) [c.43]

Итак, основы стереохимической теории были заложены Пастером развиты они были Ле-Белем и Вант-Гоффом. Выше мы видим, что Ле-Бель и Вант-Гофф в 1874 г. выдвинули пространственные представления в органической химии, введя понятие о тетраэдрическом строении углеродистых соединений. Развивая мысли Партера, Ле-Бель и Вант-Гофф, почти одновременно показали, что во всех оптически деятельных органических соединениях содержится асимметрический атом углерода, т. е. такой, четыре единицы валентности которого связаны с четырьмя различными атомами и радикалами. [c.237]

Последующее развитие науки подтвердило правильность догадки Вант-Гоффа, превратив тетраэдрическую модель из гипотезы в твердо доказанный опытным путем факт. Доказательство это было получено при помощи рентгенографического метода исследования. Этот метод, впервые введенный в науку в начале нашего столетия (Лауэ, 1912 г.), позволяет определять положение атомов в молекуле, получать как бы ее фотографию. Рентгенографический метод, как и другие более новые физико-химические методы, полностью подтвердил ту картину строения молекул органических соединений, которую создали химики своими методами. Это служит наглядным доказательством замечательной предсказательной силы бутлеровской теории химического строения, дополненной стерео-химическими представлениями. [c.29]

Теории валентности и стереохимия развивались в прошлом столетии в очень тесной связи, так что достижения одной обычно были результатом успехов другой. В 1852 г. Фрэнкленд предложил концепцию валентности и показал, что элементы при образовании соединений реагируют с определенными количествами других элементов, и эти количества теперь называют эктшвалентными. Кекуле в 1858 г. и Кольбе в 1859 г. расширили представление о валентности и постулировали, что атом углерода четырехвалентен. В 1858 г. Кекуле предположил, что атомы углерода соединяются друг с другом в неограниченном числе, образуя цепи в том же году Купер ввел концепцию валентной связи и нарисовал первые структурные формулы. Термин химическое строе-ние ввел в 1861 г. Бутлеров, который отметил важность написания простейших формул соединений, показывающих, как соединены атомы в молекулах. Он также установил, что свойства соединений определяются их молекулярным строением, п если известно строение, то можно предсказать свойства. Однако только в 1874 г. был сделан первый основной шаг к наглядному представлению молекулярного строения в трех измерениях. В этом же году Вант-Гофф и ле Бель независимо друг от друга постулировали тетраэдрическое расположение четырех связей атома углерода и таким образом дали возможность классической органической стереохимии по крайней мере. на двадцать лет опередить неорганическую стереохимию. [c.191]

Несмотря на трудность точного определения понятия форма молекулы , можко считать, что геометрическое место центров ядер атомов, образующих молекулу, представляет достаточно ясный пространственный образ ее формы, даже при учете колебаний ядер. Первые попытки определния формы молекул носили умозрительный характер и основывались на сочетании разрозненных данных опыта и интуиции. Успехи структурной теории А. М. Бутлерова укрепили мысль о постоянстве геометрической формы молекул. Поразительная догадка Вант-Гоффа и Лебеля о тетраэдрической симметрии направлений валентных сил атома. [c.134]

Объяснение причин изомерии малеиновой и фумаровой кислот дал в 1874 г. Я. Вант-Гофф на основе теории тетраэдрического углеродного атома, приписав им следующие конфигурации [c.203]

Экспериментальные исследования, подтвердив гипотезу Я. Вант-Гоффа, упрочили тетраэдрическую модель углеродного атома и доказали зависимость между асимметрическим атомом углерода и оптической активностью. В 1879 г. в своем фундаментальном труде Способность оптического вращения у органических веществ Г. Лап-дольт уже пшроко использовал теорию Вант-Гоффа Мастер тачного исследования протянул свою сильную руку молодому и так недвусмысленно отклоненному учению об асимметричном атоме углерода [c.226]

Химия углеводов была первым пробным камнем для проверки стереохимических представлений Лебеля — Вант Гоффа она дала богатейший материал для расширения и уточнения тетраэдрической теории. Наряду с этим такие вопросы принципиального значения-как кольчатоцепная таутомерия, конформационный анализ и т. п. разрешались и разрешаются е значительной мере на основе фартичеокого . материала черпаемого из химии углеводов. [c.7]

Имеется еще дополнительное положительное доказательство тетраэдрического строения углеродного атома, а именно существование изомеров, энантиомеров, которые были предсказаны для соединений с формулой WXYZ. Именно существование энантиомеров подтвердило теорию Вант-Гоффа о тетраэдрическом строении атома углерода. Чтобы понять, что же предста вляют собой энантиомеры, необходимо сначала познакомиться со свойством, называемым оптической активностью. [c.75]

Главные оси четырех sp -орбиталей углерода в метан направлены к вершинам тетраэдра, и валентные углы рав ны 109,5° Таким образом, теория гибридизации дала тео ретическое обоснование тетраэдрической модели атома уг лерода Вант-Гоффа и Ле Беля, предложенной ими в 1874 г Что дала гибридизация в итоге" Во-первых, несмотря н сохранение общей энергии системы (атома), гибридизац дала sp -гибридные орбитали, лучше приспособленные перекрывания, то есть образуются более прочные связи со гласно принципу максимального перекрывания (рис 111) Во-вторых, sp -гибридные орбитали с углами 109,5° обеспечивают минимальное отталкивание между четырьмя связывающими парами электронов [c.71]

Теория Вант-Гоффа о тетраэдрической валентности углерода [20] послужила важнейшим стимулом изучения кумуленов. Согласно этой теории, в кумуленах с четным числом двойных связей четыре заместителя должны располагаться в двух перпендикулярных плоскостях (14), в то время как при нечетном числе двойных связей заместители должны находиться в одной плоскости (15). Это означает, что члены ряда, относящиеся к первому типу (аллены, пентатетраены и т. д.), должны иметь оптически активные формы, если И н и В" В " и вращение вокруг двойных связей достаточно затруднено. С другой стороны, в серии с нечетным числом двойных связей (бутатриены, гексапентаены и т. д.) эти же условия определяют цис-транс-жзо-мерию. Оба эти предположения подтверждены. В 1935 г. были получены оптически активные аЛлены [21, 22], а в 1954 г. — мс-тра с-бутатриены. [c.630]

Кумулены могут быть определены (так же как ацетилены) как углеродные соеди-гнения, имеющие две л-электронные системы, узловые плоскости которых перпендикулярны и пересекаются по линии, соединяющей углеродные атомы. К тому же имеются как экспериментальные, так и теоретические доказательства, что две перпендикулярные я-электронные системы взаимодействуют только очень незначительно. Уже теория тетраэдрических валентностей углерода Вант-Гоффа подразумевает, что две последовательные двойные связи должны быть перпендикулярны (если мы представляем двойную связь в виде двух тетраэдров с одним общим ребром). [c.696]

Тетраэдрическое расположение четырех валентностей атома углерода было предположено Кекуле в 1867 г. и затем в лекциях 1872—1873 гг. (согласно Аншюцу) . К идее тетраэдра для представления атома углерода пришел также Патерно при изучении галогенопроизводных этана. Однако разработка теории асимметрического атома углерода принадлежит Ле Белю и Вант-Гоффу которые появляются истинными основоположниками стереохимии. [c.301]

Стереоизомерия иногда свойственна соединениям, содержащим группы — СН N -ОН и К—Ы = К—К. Ароматические оксимы К -СН К-ОН и кетоксимы В -С( N -ОН) -К могут существовать в двух изомерных формах аир, обладающих различными химическими и физическими свойствами. В 1888 г. В. Майер и Ауверс получили две формы моноокси-ма дибензоила, а в 1889 г. Бекман открыл вторую форму бензальдоксима. Для объяснения этих случаев изомерии Ганч и Вернер приняли, что стереоизоме )ия монооксимов может быть истолкована на основе теории Вант-Гоффа, т. е. как случай геометрической изомерии. Каждый раз, когда между углеродом и азотом имеется двойная связь и когда группы, присоединенные к углероду, неодинаковы, возможно существование двух тетраэдрических систем [c.305]

Ле-Бель и Вант-Гофф почти в то же самое время независимо один от другого опубликовали теорию тетраэдрического строения углеродного атома или стереохнмическую теорию (1874 г.), согласно которой углеродный атом находится в центре правильного тетраэдра, а все четыре его валентности направлены к вершинам этого тетраэдра, образуя между собой равные углы в 109°28 (рис. 1). [c.18]

Для дальнейшего развития теории геометрической изомерии Вислиценуса требовалось углубление самого понятия двойной связи. Была подтверждена гипотеза Вант-Гоффа о невозможности вращения вокруг нее, но для объяснения ее свойств прибегали, так же как и сам Вант-Гофф, к сверхупрощающему предположению о тетраэдрическом строении самого атома углерода. Правда, раздавалось много голосов о бесполезности суждения о природе двойкой связи, потому что действительные знания по этому вопросу равны нулю (Майкел, 1892). По сути дела были равны нулю и знания о природе также и тройной связи. На все это обращали особенное внимание [c.51]

Научная деятельность Вант-Гоффа весьма обширна и многообразна. Как уже говорилось, в 1874—75 гг. Вант-Гофф разработал основы стереохимии (тетраэдрическая модель строения углеродного атома) на основании теории химического строения. Сте-реохимгш Вант-Гоффа позволила предвидеть существование многочисленных пространственных изомеров веществ. Вант-Гофф объяснил также значение асимметрических атомов в молекулах, что оказалось весьма важным для установления и изучения оптических свойств. [c.416]

Стереоизомерия. Теория вращения плоскости поляризации еще не может считаться вполне выясненной, но несомненно, что явление это связано с присутствием в органической молекуле асимметрического атома углерода, азота и пр. Эту асимметрию, как известно, Вант-Гофф и Лебель (1874) объяснили для случаев углерода тетраэдрическим строением если атом углерода связан с четырьмя различными группами, то возможны две конфигурации, которые не наложимы друг на друга (рис. 129). [c.337]

На протяжении почти 100 лет — до середины XX века — главным предметом органической стереохимии являлось изучение строения и свойств оптических изомеров. В 1815 г. Био нашел, что некоторые органические вещества могут вращать плоскость проходящего через них поляризованного света. Но подлинным началом стереохимии можно считать открытие Пастером (1848 г.) рацематов, в которых имеются право- и левовращающие соединения. Кекуле близко подошел к объяснению этого явления, поскольку уже в 1867 г. им было предложено тетраэдрическое строение насыщенного атома углерода. Однако лишь Вислеце-нус высказал истинно стереохимическую гипотезу если молекулы структурно идентичны, но обладают различными свойствами, то различие в свойствах обусловлено взаимным расположением атомов в пространстве. Опираясь на эту гипотезу, представления Кекуле и теорию химического строения Бутлерова, Вант-Гофф в 1874 г. развил теорию асимметрического атома углерода и объяснил правое и левое вращение. [c.11]

Последняя треть XIX в. была особенно важной для развития химии. Открытие Д. И. Менделеевым в 1868 г. периодического закона и создание Лебелем и Вант-Гоффом тетраэдрической модели атома углерода определили новый этап в развитии химии. В 1900—1904 гг. идеи стереохимии были А. Вернером распространены на область неорганических соединений. Существование стереохимии является основн ш отличием современной химии от прежней, так же как и существование кристаллохимии является основным признаком новой кристаллографии. С гордостью мы можем сказать, что создание современной кристаллографии, выразившееся в завершении теории структуры кристаллов и в математическом выводе всех возможных законов расположения материальных частиц (атомов, ионов, молекул или радикалов) в кристаллическом пространстве, принадлежит нашему гениальному соотечественнику акад. Е. С. Федорову. В периоде 1885 по 1890 г. он создал свою бессмертную теорию 230 пространственных групп симметрии, к настоящему вре.мени подтвержденную тысячами экспериментальных работ и не знающую ни одного исключения. [c.6]

Исследование строения молекул было впервые начато химиками. При этом методы исследования по своему характеру были чисто химическими. Выводы основывались на химическом составе веществ, существовании 1 омеров и природе химических реакций, в которых данное вещество при-лимает участие. Основываясь на фактах такого рода, Франк-ланд, Кекуле и Купер примерно 100 лет тому назад сформулировали теорию валентности и дали первые структурные формулы молекул. Вант-Гофф и Ле-Бель завершили классическую органическую стереохимию, выдвинув замечательный постулат о тетраэдрической ориентации четырех валентностей атома углерода, а Вернер развил стереохимию неорганических комплексных соединений. [c.13]

Более того, Бутлеров за 12 лет до Вант-Гоффа и Ле-Беля высказал в работе 1862 г. ыысль о тетраэдрическом расположении заместителей вокруг углеродного атома ...возьмем грубый пример предположим, что все единицы сродства четырехатомного эквивалента углерода различны, представим себе последний в форме тетраэдра, каждая из четырех граней которого может связать один эквивалент водорода... Было бы, конечно, наивно утверждать, что в этих словах уже содержится теория тетраэдрического утлеродно1о атома , однако это высказывание показывает, что сформулированная впоследствии Вант-Гоффом идея давно уже бродила в умах химиков. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология