Углерод типы атомов в молекулах

Чаще всего органические оптически активные молекулы содержат один или более асимметрических атомов углерода, который связан с четырьмя различными заместителями, расположенными в вершинах тетраэдра, в центре которого находится атом углерода (рис. 19, а). Наличие в молекуле асимметрических атомов углерода — наиболее распространенный вид асимметрии. Другим типом асимметрии обладает молекула, закрученная в спиральную структуру. На рис. 19, б вычерчены правая спиральная структура и ее зеркальный антипод — левая спиральная структура. Молекула, свернутая в спираль одного и того же направления, будет оптически активна, даже если она не содержит асимметрических атомов. [c.35]

Более сложная картина наблюдается в том случае, когда в образовании связей данного атома принимают участие электроны разного вида, например 5- и р-типа. Рассмотрим молекулу СН4. Атом углерода в основном состоянии имеет конфигурацию 5 2з 2р , а в возбужденном состоянии имеет один 25- и три 2р-электрона. [c.28]

Первые структурные исследования этиленовых соединений двухвалентной платины,проведенные почти одновременно в СССР [9, 10] и в Англии [11, 12] , дали результат, очень важный для химии координационных и металлоорганических систем в целом. Они впервые достоверно доказали существование принципиально нового типа связей — не двухцентровых, а многоцентровых в исследованных комплексах молекула этилена оказалась связанной не с одним, а с обоими атомами углерода. Выяснилось, что молекула этилена располагается перпендикулярно плоскости, проходящей через атом Р1 и другие лиганды, так что середина связи С = С находится в этой плоскости, а атомы С — на одинаковом расстоянии от Р1. [c.6]

Молекулы же,- содержащие атом углерода, представляют собой исключение из этого общего правила. Атомы углерода могут соединяться между собой и образовывать длинные цепи или кольца, а также соединяться с атомами другого типа. При этом образуются очень большие и довольно прочные молекулы. Встречаются органические молекулы, содержащие миллион атомов. [c.13]

НО, карбоксильный углерод ацетата является биосинтетическим предшественником пальмитиновой кислоты. В опытах с химическим расщеплением такой пальмитиновой кислоты выяснилось также, что избыток характерен не для всех положений атомов углерода в ее молекуле, а только для положений через один углеродный атом, считая от карбоксильной группы (рис. 13-21). Если же скармливать животному ацетат, меченный только по метильной группе, то мечеными в молекуле пальмитиновой кислоты снова окажутся чередующиеся углеродные атомы, но на этот раз считая от а-углерода, или С-2. Эти наблюдения позволили сделать вывод, что все углеродные атомы пальмитиновой кислоты ведут свое происхождение от молекул ацетата и что при синтезе пальмитиновой кислоты углеродные скелеты ацетатных молекул соединяются по типу голова - хвост . [c.395]

Для соединений данного типа асимметрия молекулы и связанная с ней оптическая деятельность должны быть обусловлены присутствием асимметрических атомов углерода. Асимметрический атом углерода имеется только у одного изомера бутилового спирта и у трех изомеров амилового. Эти соединения [c.323]

Концепция гибридизации получила широкое распространение главным образом прн обсуждении сте-реохимических проблем. Однако не следует дум-ать, что именно характер гибридизации электронных облаков определяет геометрию молекулы. В действительности дело обстоит как раз наоборот — исходным моментом при определении типа гибридизации является известная пространственная симметрия молекулы, Когда же от данной молекулы (например, СН4) переходят к другим, гомологичным соединениям (скажем, насыщенным углеводородам) и утверждают, что вследствие яр -гибридизации электронных облаков атомов углерода его соседи должны находиться в тетраэдрических или близких к ним углах, то создается иллюзия, будто причиной такой геометрической структуры углеводородов является вр -гибридизация. На самом же деле в основе подобных рассуждений лежит предположение (очень часто оправдывающееся экспериментально) о сходстве геометрической структуры рассматриваемых молекул. [c.208]

Атомные решетки. Если в узлах кристаллической решетки находятся атомы, соединенные ковалентными связями, то такие решетки называются атомными или ковалентными. Примером этого типа решетки может быть алмаз, в котором каждый атом углерода четырьмя 5р -гибридными связями соединен с другими атомами углерода, каждый из которых, обладая тремя неспаренными электронами, может образовать ковалентные связи еще с тремя атомами углерода. Отдельных молекул, в которых была бы полностью использована способность каждого атома к образованию связей, в твердом углероде нет. Весь кристалл можно рассматривать как одну гигантскую молекулу. [c.35]

Рассмотренные примеры показывают, что хелатообразователь связывается с ионом металла значительно сильнее, чем обычный родственный ему лиганд. Из данных табл. 20-8 можно видеть, что константы образования этилендиаминовых комплексов на 8-10 порядков (т.е. приблизительно в миллиард раз) больше, чем константы образования комплексов тех же ионов металла с лигандами ЫНд. Связь аммиака и аминных хела-тообразователей с металлом относится к одному типу в обоих случаях неподеленная пара электронов на атоме азота в аммиаке или амине взаимодействует с металлом. Различие в константах образования комплексов с ННз и этилендиамином является отражением повышенной устойчивости последних, обусловленной вхождением связывающихся атомов лигандов в одну хелатную молекулу. Эта повышенная устойчивость иногда называется хелатным эффектом. Однако цианидный ион СК (который связывается с металлом через атом углерода) характеризуется намного более сильным притяжением к металлам, чем азотный атом аминных лигандов. Как показывают данные табл. 20-8, константы образования для циа-нидньгх комплексов на 3-13 порядков величины больше, чем для соответствующих этилендиаминовых комплексов. [c.245]

Возможно и такое изменение структуры, когда атом водорода у каждого второго атома углерода заменяется остатками молекулы воды ОН при этом образуется структура типа [c.14]

При рассмотрении схем распада алканов, основанных на представлении о молекулярном механизме, неизбежно встает вопрос о возникновении, пусть мимолетном, промежуточных продуктов типа свободных незаряженных (или заряженных) радикалов. Трудно представить, что разрыв углеродной цепи в некотором месте молекулы происходит идеально одновременно с миграцией атома Н к соседнему атому углерода, как это допускается [25]. Тем более трудно допустить одновременность процессов в том случае, когда миграция Н совершается к более отдаленному атому углерода (несмотря на быстроту передачи Н по цепи). Если акт миграции несколько запаздывает по сравнению с актом обрыва связи, то образование радикалов может стать реальностью. Строгая одновременность процессов в сложной молекуле вообще кажется маловероятной. По нашему мнению, распад алканов является многостадийным процессом, что совместимо с тем, что отдельные стадии могут следовать во времени очень быстро одна за другой. [c.24]

Гидроксильная группа боковой цепи серинового остатка атакует молекулу диизопропилфторфосфата у атома фосфора, замещая атом фтора. Заметим, что эта реакция представляет собой реакцию нуклеофильного замещения у атома фосфора (реакция типа 1.В, табл. 7-1), но в этом случае она протекает на ферменте, обычно катализирующем реакцию замещения у атома углерода карбонильной группы. Молекулу диизопропилфторфосфата можно рассматривать как псевдосубстрат (квазисубстрат), который реагирует с ферментом аналогично настоящему субстрату, но который не обеспечивает нормального завершения реакции. [c.107]

Первый тип включает молекулы, имеющие асимметрический атом углерода С. В этих молекулах имеется один, два или несколько атомов углерода, связанного с различными остатками молекул. Простейшим примером такой молекулы может быть фторхлорбромметан СНР(С1)Вг. Она не имеет никаких элементов симметрии (осей симметрии, плоскостей симметрии, зеркально-поворотных осей, центра симметрии). [c.37]

По своим кинетическим характеристикам все приведенные выше изомерные превращения далеко не одинаковы. Наиболее легко и быстро протекают превращения 2, 5 и 6-е, т. е. реакции, идущие без изменения числа третичных атомов углерода в молекуле. Столь же быстро протекают и своеобразные превращения алканов, имеющих три заместителя (три третичных атома углерода), в геминально-замещенные углеводороды, имеющие также и третичный атом углерода (например, превращение 2,3,5-триметилгексана в 2,2,5-триметилгексан). Значительно медленнее идут реакции 3-го типа, в результате которых изменяется число заместителей (например, превращение монозамещенных алканов в дизамещен-ные и обратно). Однако особенно медленно протекают реакции, идущие с образованием или с исчезновением третичного атома углерода (типы реакций 1 и 4). [c.102]

Особенно эффектные доказательства сохранения ближнего порядка в свободных изотактических молекулах содержатся в работах Пино и его сотрудников [ 6, i37j и других авторов [ 8, i39j fjQ исследованию оптической активности изотактических полимеров. В этих работах был синтезирован и изучен ряд полимеров оптически активных а-олефинов, т. е. полимеров типа (— Hj— HR—) . где R — оптически активный привесок, содержащий асимметрический атом углерода. Оказалось, что молекулы изотактических фракций таких полимеров обладают весьма большой оптической активностью молекулярная вращающая способность [М] указанных полимеров (т. е. угол вращения плоскости поляризации в расчете на моль мономерных единиц вращающего вещества) по абсолютной величине более чем на порядок превышает молекулярную вращающую способность аналогичных низкомолекулярных соединений (см. табл. 6. заимствованную из работы [ )- Знак оптической активности исследованных поли-а-олефинов определяется абсолютной конфигурацией асимметрического атома углерода мономера все полимеры (З)-а-олефинов характери- [c.116]

Непреодолимые трудно Сти встречаются при попытках распределить двойные связи в молекуле антрацена, если пользоваться формулой Кекуле для строения бензольного ядра. Ни один из вариантов I и II (рис. 302) не может быть согласован с существованием у молекулы антрацена центра симметрии (III), на который определенно указывают рентгеноструктурные исследования Синклера, Робертсона и Матьисона. Однако те же данные хорошо оогласуются со структурной формулой IV, построенной из ато М-ов углерода типа Б. Расстояния между атомами, [c.338]

Вначале оптическая активность изучалась на соединениях углерода. В 1874 г. вант-Гофф показал, как может возникнуть оптическая активность в том случае, если четыре связи от атома углерода расположены тетраэдрически. Независимо от него и почти одновременно Ле-Бель высказал примерно аналогичные взгляды. Молекула abed, в которой атом С связан с четырьмя различными атомами или группами, будет существовать в двух формах, одна из которых является зеркальным изображением другой. Центральный атом С называют асимметричным атомом углерода. Простой молекулой такого типа является молекула молочной кислоты, СН (СНд) (ОН) СООН, существующая в d- и /-формах. Третья форма такого соединения — рацемическая форма — состоит из равного числа молекул d- и /-форм. Кри-стаял рацемической формы оптически неактивен. [c.259]

Молекулярная структура полусэндвичевого типа. Атом Мо координирован циклопентадиенильным кольцом, тремя атомами углерода из СО-групп и атомом хлора. На рнс. 24 показана проекция молекулы на плоскость циклоиентадненнльно-го кольца, основные межатомные расстояния и валентные углы. Погрешности в определении межатомных расстояний и углов Мо С1 0,009 А, Мо—Ссо 0,037 А, С—О 0,048 А, С— Ско ьцо 0,033—0,046 А, Z 1—Мо—С 1,0=, Z —Мо—С 1,6°, ZMo—С—О 2,6—3,5°, Z —С—С 3,5—4,0°. [c.77]

Следует отметить некоторые особенности, характерные для всех реакций рассматриваемого типа. После стадии инициирования (инициирование может быть вызвано различными способами в зависимости от условий реакции) следуют две стадии роста цепи, одна из которых представляет присоединение к двойной связи, а вторая — свободнорадикальное замещение. В противоположность этому полимеризация состоит из ряда реакций присоединения, а галогенирование углеводородов — из ряда чередующихся реакций замещения. Другой существенный момент заключается в том, что присоединение по двойной связи осуществляется у ее конца, наименее затрудненного стерически при радикальном замещении предпочтительнее атака на незатрудненные атомы, типа галогена или водорода, находящиеся на периферии молекулы, чем на атом углерода в центре молекулы. Необходимое условие высокая скорость стадий роста цепи— означает, что эти стадии должны быть экзотермическими и что осуществление этих стадий не должно сопровождаться преодолением значительного сте-рического барьера. [c.263]

При низких температурах, когда атом углерода газифицируется, т. е. вырывается из решетки, у других атомов остаются ненасыщенные валентности. С повышением температуры эти валентности могут замкнуться между собой до реагирования с молекулами газа. Таким образом образуются связи =С=С=, при которых оторвать углеродный атом становится труднее, свободных валентностей становится меньше и реакционная способность углерода уменьшается. Практически на этом этапе и были остановлены рассуждения Дюваля, но если их продолжить дальше, то при более высоких температурах должны быть более устойчивыми формы углерода типа —С=С—, т. е. наряду с тройными появляются снова одинарные связи, и атом углерода снова уже легче оторвать в месте одинарной связи. Значит с повышением температуры, следуя этим рассуждениям, реакционная способность углерода должна снова возрасти. Однако с этих позиций очень трудно объяснить явление гистерезиса , обнаруженное Дювалем, Стрикленд-Констейблом и др. Кроме этого, двойные связи типа =С=С== в достаточном количестве образуются при более высоких температурах 2500° К, а максимум скорости для реакции С + Ог блуждает от 1300 до 1900° К, т. е. нужно, чтобы при 1300° К этих связей было достаточно. Во всех этих работах практически никто (за исключением Дюваля) не пытался объяснить полученные эффекты изменением реагирующей поверхности, хотя ясно, что блуждание максимума от 1300 до 1900° К для различных углеродов объяснить изменением поверхности гораздо легче и естественнее, как это было сделано в работе [7]. [c.174]

Для двухвалент.чого рутения характерны галокарбонилы типа Ки(СО)2Гз, из которых наиболее изучен иодид. Его оранжевые кристаллы могут быть получены постепенным нагреванием КиЬ в токе СО до 250° С. Они диамагнитны, нелетучи, нерастворимы ни в воде, ни в органических растворителях, и весьма устойчивы по отношению к различным химическим воздействиям. Для этого нодида предложена цепная пс лимерная структура с яо диыми мостиками. Длительным нагреванием КиЬ 4- Си до 170" С под давлением окиси углерода (200 ат) были получены желтые кристаллы Ри(С0)41г. Они растворимы в органических растворителях, а при 126° С возгоняются (выще 140° С — с разложение ). Интересно, что в октаэдрической молекуле этого карбонилгидрида атомы иода занимают, по-видимому, цис-позиции. Промежуточный карбонил Ни(СО)зЬ не описан. [c.184]

Сахара простейшего типа - моносахариды - представляют собой соединения с общей формулой (СН20)п, где п - любое целое число от трех до семи. Глюкоза, например, имеет формулу С Н120й (рис. 2-3). Как показано на рис. 2-3. сахара могут существовать либо в форме кольца, либо в виде открытой цепи. Сахара, имеющие структуру открытой цепи, содержат гидроксильные группы и, кроме того, либо альдегидную группу, либо кетогруппу. Альдегидная группа и кетогруппа играют особую роль. Во-первых, они могут вступить в реакцию с гидроксильной группой той же молекулы, что приводит к переходу последней в форму кольца. Углеродный атом исходной альдегидной или кетогруппы можно узнать по тому признаку, что это единственный в молекуле атом углерода, связанный с двумя атомами кислорода. Во-вторых, после образования кольца к этому углеродному атому может присоединиться один из атомов углерода гидроксильной группы молекулы другого сахара, в результате чего образуется дисахарид (схема 2-3). Нрисоеди- [c.61]

Записывая структуры подобного типа, принято опускать в них атомы Н, присоединенные к циклическим атомам углерода каждая вершина шестиугольного кольца обозначает атом С с присоединенным к нему атомом Н.) В первой из указанных выше реакций серная кислота помогает протеканию реакции, превращая НЫОз в N0 , частицу, которая атакует бензольное кольцо. Кроме того, серная кислота играет роль поглотителя влаги, удаляя из реакционной системы образующуюся в качестве продукта воду. Соединения РеВгз и А1С1з во второй и третьей реакциях являются катализаторами. Чтобы уяснить их роль, необходимо познакомиться с механизмом реакции. Ароматические циклы особенно восприимчивы к атаке элек-трофильными группами, или льюисовыми кислотами, которые имеют большое сродство к электронным парам. В реакции бромирования бензола Вг, не является электрофильным агентом, в отсутствие катализатора РеВгз эта реакция не осуществляется даже за достаточно большое время. Однако молекула РеВгз способна присоединить еще один ион Вг , акцептируя его электронную пару, и поэтому она разрывает молекулу Вг2 на ионы Вг и Вг + [c.302]

Движущей силой цикла Кальвина - Бенсона являются световые реакции. Солнечный свет поглощается молекулами хлорофилла (см. рис. 20-21), в которых имеется кольцо сопряженных атомов углерода с делокализованными электронами, окружающее атом магния. Молекула хлорофилла одного типа расположена в фотоцентре, или в ловушке, где и осуществляется химическая реакция, а другие хлорофиллы и родственные сопряженные молекулы окружают фотоцентр и играют роль антенн , поглощающих фотоны света и передающих электронное возбуждение к молекулам фотоцентра. [c.336]

Как показали исследования, реакция алкилирования в присутствии концентрированной серной кислоты протекает избирательно. Легче всего подвергаются алкилиро-ванию изобутан и изопентан, г. е. парафиновые углеводороды, содержащие один третичный атом углерода в молекуле. Парафиновые углеводороды с четвертичным атомом углерода в молекуле типа 2,2-диметилбутана алкили руются значительно труднее и при более жестких условиях [46]. Парафиновые углеводороды нормального или изостроения, содержащие одновременно с третичным четвертичный атом углерода, например 2,2,4-триметил-пентан, в присутствии серной кислоты практически не алкилируются [3, 11]. [c.46]

Об этом же свидетельствует и тот факт, что при обработке водной щелочью оптически активного кетона типа (2) происходит его рацемизация, так как в промежуточно образующемся мезомерном анионе атом углерода переходит частично в состояние 5р2-гибридизации и перестает быть асимметрическим. Последующее присоединение к аниону протона при атаке молекулой воды может осуществляться с одинаковой вероятностью как с одной, так и с другой стороны обрпиовавшегося плоского чона [c.185]

И сам углерод, и его аналоги могут существовать в нескольких аллотропических модификациях. Если для типичных неметаллов, например кислорода и серы, явление аллотропии связано с возможностью образования молекул различного состава, то в простых телах кристаллической структуры, например у у1 лерода, олова, кремния, аллотропия связана с возможностью построения кристаллических решеток различного типа. Так, в кристаллической структуре алмаза каждый атом углерода связан четырьмя связями с другими атомами таким образом, что все углы между связями равны 109,5°. Модель кристаллической решетки алмаза можно получить, если поместить атом углерода в центр тетраэдра на пересечении его высот и соединить его с четырьмя Е ершинами тетраэдра, поместив в них еще четыре атома углерода рассматривая каждый из этих атомов как центр нового тетраэдра, можно таким путем воспроизвести всю решетку. [c.95]

Как предсказать соотношение изомеров Углеродный атом, который впоследствии образует связь С-На1, определяется на стгадии (2) образования алкил-радикала. Образование алкил-радикала происходит при гомолитическом разрыве связи С-Н, Значит, чем легче разрывается связь С-Н (чем меньше ее прочность, т. е. энергия) при данном атоме С, тем больше доля продукта замещения по этому углероду Легкость разрыва С-Н связи зависит от типа углеродного атома. В молекуле эгана оба углерода одинаковы, каждый образует по одной С-С связи. Такие атомы называют первичными. пропане два концевых атома первнчн.ы, а центральный атом углерода образует две связи С-С. Он является вторичным. В 2-метилбутане один из углерсдов - третичный (три С-С связи), один вторичный и три первичных. Соответственно называются и атомы водорода. Если Н связан с первичным атомом углерода, то он называется первичным и т. д. Та же классификация принята и для алкильных радикалов, т. е. при отрыве от молекулы алкана вторичного атома водорода образуется вторичный радикал. [c.212]

Нитрилы, содержащие в а-положении к нитрильной группе атомы водорода, способны к конденсации типа альдольной. Под действием основания В нитрил образует анион, который атакует электрорюдефицитный атом углерода группы С=М другой молекулы [c.132]

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]

Качественно новое явление при рассмотрении молекул состоит в использовании гибридных орбиталей. Наиболее известными являются гибридные зр -, зр -- и 5р-орбитали атома углерода, объясняющие причины многообра-зия органических соединений. Ввиду существования этих типов гибридизации в органических молекулах встречаются преимущественно два типа связи — а-связь и я-связь. Чистая а-связь встречается, например, в насыщенных углеводородах, в которых атом углерода образует гибридные р -орбитали. В ароматических углеводородах вследствие зр -гибридизации наряду с а-связью, образующей остов молекулы, имеется также еще к-связь. В случае а-связи электронное облако располагается симметрично вокруг линии, проведенной через атомные ядра. В случае п-связи электронное облако располагается симметрично по обе стороны от плоскости, проходящей через атомные ядра. В соединениях с гетероатомами к этим двум состояниям электронов добавляются еще одиночные электронные пары гетеро-атома, находящиеся на несвязывающих п-орбиталях. [c.177]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология