Электронная теория химической связи в органических соединениях

Свойства органических комплексов переходных металлов существеннейшим, часто решающим, образом зависят от электронного строения лигандов. Если учесть к тому же то место, которое занимают в кругу интересов химии металлоорганических соединений изменение свойств лигандов под влиянием комплексообразования и реакционная способность лигандов, то становится ясным, что теория кристаллического поля, т. е. теория, в которой лиганды рассматриваются только как точечные источники электростатического поля, теория, которая с самого начала отказывается от рассмотрения электронного строения лигандов, не отвечает основным потребностям металлооргаников. Химии органических комплексов переходных металлов необходима теория, детально учитывающая электронное строение как центрального иона, так и лигандов, т, е. теория химической связи в комплексах. [c.9]

Механизм окислительно-восстановительных реакций. В настоящее время многие исследователи весьма скептически относятся к идеям о связи каталитической активности с коллективными свойствами электронов твердого тела (см., например, [23]) и вновь склоняются к чисто химическим концепциям, близким к теории промежуточных соединений. Однако в рамках этих концепций, как ука- швалось в самом начале этой книги, нельзя объяснить многие факты и наиболее фундаментальный из них — явление промотирования и модифицирования без образования новой фазы. Поэтому более вероятным является широкая вариация механизмов катализа от реакций, связанных, главным образом, с коллективными свойствами электронов в твердом теле, до превращений, практически идентичных с объемными гомогенными реакциями. Рассмотрим общий подход к явлениям катализа на полупроводниках на примере наиболее типичных для них окислительно-восстановительных превращений. Для большей конкретности будет рассмотрен случай окисления органических соединений. [c.26]

РЕЗОНАНСА ТЕОРИЯ — химическая теория, развивающая и обобщающая классическую теорию химического строения на основании химических фактов и принципов квантовой механики. Большой вклад в развитие Р. т. внесли Л. Полинг, Г. Вейль, Э. Гюккель и др. Необходимость усовершенствования классической структурной теории возникла в связи с неспособностью этой теории удовлетворительно объяснить свойства ароматических и большинства ненасыщенных соединений. Химическая связь в молекулах органических соединений может быть не только чисто простой, двойной и тройной, как это изображают классические структурные формулы, но и промежуточного типа, т. е. возможна делокализация электронов химических связей. Наблю- [c.212]

Мы рассмотрели наиболее распространенный тип химической связи в органических соединениях, основываясь на теории строения атома Резерфорда — Бора, по которой атом водорода состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращается электрон. Эта теория рассматривает электрон как частицу, несущую отрицательный заряд и вращающуюся вокруг ядра по [c.18]

Краткие сведения об электронных представлениях в органической химии. Теория химического строения органических соединений А. М. Бутлерова не касалась вопроса природы сил, объясняющей возникновение связи между атомами, и о свойствах этой связи. [c.11]

Элементоорганические соединения -элементов. Органические соединения элементов НЕ подгруппы. Элементы подгруппы цинка имеют замкнутую устойчивую Зс/-электронную подоболочку, которая обычно не участвует в образовании химических связей элементов. Главную роль при этом играет внешняя 4з электронная подоболочка, по электронной конфигурации которой эти элементы являются частичными электронными аналогами элементов ПА подгруппы. Поэтому элементоорганические соединения элементов подгруппы цинка имеют определенное сходство с магнийорганическими соединениями. Причем цинкорганические соединения были первыми элементоорганическими соединениями, примененными для органического синтеза. В частности, А. М. Бутлеров подтвердил свою теорию строения органических соединений синтезом неизвестного в то время третичного бутилового спирта с использованием диме-тилдинка (СНз)2гп. Однако по реакционной способности, широте применения и удобству использования цинкорганические соединения уступают магнийорганическим соединениям. Диэтилцинк применяется в одном из промышленных способов получения тетраэтилсвинца. [c.598]

Октетная теория сыграла большую роль в уяснении природы химической связи. Она отразила различие между ионной и гомеополярной, или ковалентной, связью, точнее охарактеризовала валентность некоторых элементов в их соединениях, в частности азота, кислорода и серы в ониевых солях, ввела понятие о необобщенных, или свободных, электронных парах. Все это позволило более глубоко уяснить связь между химическим строением органических соединений, их реакционной способностью и их физическими свойствами. Изучение физических свойств органических веществ, проводимое с 20-х годов нашего столетия новейшими физическими методами, позволило дать количественную характеристику химических связей, т. е. определить их длину, энергию, полярность, направление в пространстве и т. д. [c.31]

Другой аспект современной стереохимии — электронный. Поскольку геометрические параметры органических соединений можно рассматривать как их физические свойства, то все сказанное об электронных теориях в связи с современной теорией химического строения относится и к современной стереохимии. Но и вопросы о копланарности молекулы и о существовании определенных поворотных [c.353]

На основе периодического закона Менделеева и открытия электрона в конце 19-го века была создана теория строения атома. В этой теории была установлена зависимость свойств элементов от строения их атома, была дана физическая интерпретация периодического закона. Теория строения атома легла в основу электронных представлений в органической химии. Первоначальной задачей электронной теории в химии было электронное толкование химических связей и структурных формул. В дальнейшем была сделана попытка подойти к решению кардинальных вопросов органической химии, а именно вопроса о природе реакционной способности органических соединений и вопроса о взаимном влиянии атомов в молекуле. [c.8]

Во многих задачах отражены теоретические вопросы органической химии, в том числе электронные представления, механизмы реакций, различные виды изомерии и др. Большое внимание уделяется связи строения органических соединений с их реакционной способностью. Должное место занимают также задачи по классической теории химического строения. В настоящем сбор-нике представлены и элементоорганические соединения. [c.3]

В. В. Марковников, Н. А. Меншуткин, А. Кекуле и др. Значительные успехи физики и химии в конце XIX и на протяжении XX вв. оказали огромное влияние на развитие X. с. т. во всех ее направлениях. Особенно большое значение для развития X. с. т. имело электронное истолкование природы химической связи, а теория электронных смещений является прямым дальнейшим развитием класспческой теории химического строения органических веществ. Одновременно X. с. т. развивается в связи с возникновением квантовой химии. Но несмотря на новые пути развития X. с. т. в старой, классической форме не потеряла своего значения для установления химической природы и порядка связи во всяком новом органическом соединении. [c.275]

У1читывая небольшое количество часов, отведенное в учебном плане курсу квантовой химии, мы останавливаемся лишь на основных вопросах теории, а так на наиболее распространенных подходах к задачам расчета молекул. Общность природы химической связи любых соединений позволяет не выделять разделы, относящиеся только к неорганической или органической химии. В книге не описывается метод валентных связей, хотя в последнее время теоретики снова стали проявлять к нему интерес. В то же время в курс введена такая нетрадиционная тема, как симметрия молекул, с кратким изложением элементов теории групп, позво--ляющей рассматривать многие свойства молекул и кристаллов с общих позиций. Появление главы, посвященной электронной теории твердого тела, связано с необходимостью знакомства студентов с новой областью химической науки — квантовой химией твердого тела. [c.7]

В 1916 г. В. Коссель выдвинул предположение, что при образовании химической связи происходит передача электронов от одного атома к другому в результате образуются заряженные частицы, которые притягиваются друг к другу. Это представление правильно отразило природу ионной (гетерополярной, электровалентной) связи, характерной для большинства неорганических соединений. Однако было ясно, что в таких молекулах, как водород Нз, хлор С1г, метан СН4, и в более сложных органических соединениях природа связи должна быть иной. Основы для понимания этого типа связи были заложены в работах Г. Льюиса и И. Ленгмюра (1913— 1920 гг.), указавших на особую роль октета электронов как устойчивой электронной оболочки и на возможность создания октета не только путем передачи, но и путем обобщения электро1Юв. От этих работ ведет свое начало представление о существовании особого типа связи (ковалентной, гомеополярной), осуществляемой парой электронов. Так валентная черточка классической теории строения получила физическое истолкование. И все же перед учеными продолжали стоять вопросы почему именно электронная пара необходима для создания ковалентной связи, почему устойчив именно октет электронов, в каком состоянии находятся связующие электроны Поиски ответа на эти вопросы с помощью зародившейся в середине 20-х годов квантовой механики явились одним из направлений дальнейшего развития теории химической связи. Для судьбы электронных представлений в органической химии важнейшее значение имело и развитие в другом направлении объяснение с новых позиций богатого экспериментального материала органической химии предсказание новых, еще неизвестных экспериментальных фактов. [c.38]

Для описания процесса алкилирования ароматических углеводородов, в частности нафталина, в присутствии катализаторов кислотного типа наиболее приемлема разработанная Ф.Уитмором карбоний-ионная теория [62,63]. Согласно карбоний-ионной теории каталити-чески-активным центром является активный протон. При взаимодействии протона катализатора с двойной связью органического соединения быстро образуется ЗГ -комплекс, который в дальнейшем медленно, лимитируя скорость химической реакции, превращается в сэ -комплекс. При алкилироЕании нафталина >57 -комплекс представляет собой либо координационное соединение протона с -электронами двойной связи олефина [c.33]

Поразительно, что еще в XIX в. химики сумели ввести такие понятия о структуре вещества, которые хорошо согласуются с современными представлениями, основанными на квантовой теории химической связи и на непосредственном определении структуры соединений методами дифракции электронов или нейтронов либо при помощи рентгеноструктурного анализа. Еще более поразительно то, что в появившейся в 1916 г. теории Косселя и Льюиса решающая роль в развитии представлений о возникновении химической связи отводилась электронам. (Напомним, что электрон был открыт Томсоном лишь за 19 лет до этого и что всего пятью годами раньше Резерфорд предложил планетарную модель атома.) Основными понятиями этой весьма успешной и продуктивной теории были электровалентность и ковалентность— качественные представления, которые до настоящего времени хорошо служат химии. На указанных представлениях о химической связи основана теория мезомерного и индуктивного эффектов, которая успешно применялась для объяснения данных, полученных в органической и неорганической химии (Робинсон, Ингольд, Арндт, Эйстерт). Несомненно также важное значение работ выдающихся ученых прошлого Кекуле, Купера, Бутлерова, Вернера и (по пространственному строению) Ле Бела и Вант Гоффа. [c.11]

Текущие задачи квантовой химии органических соединений. Подводя итоги, Хюккель пишет, что современная теория ненасыщенных и ароматических соединений имеет большие успехи по сравненпю со старыми структурно-химическим представлениями, а также новой формальной электронной теорией химической связиОднако перед теоретиками в этой области стоят большие задачи. Первой из них Хюккель называет разработку удовлетворительного способа описания и расчета строения соединений с гетероатомами вторая задача — развить дальше и углубить те скромные начинания, которые имеются в интерпретации связи между строением и реакционной способностью молекул третья задача — теоретически разработать зависимость между строением и цветностью. [c.308]

В настоящее время особое значение приобретают понятия органической химии, отражающие ее специфику как иаукрг об углероде, углеродистых соединениях и их превращениях. В связи с вскрытой порочностью теории электронного резонанса, покоящейся на враждебной нам основе — идеализме-махизме, особое значение приобретают понятия теории химического строения органической химии, основоположником которой является А. М. Бутлеров. [c.404]

В новом издании нашли отражение результаты работ кафедры красителей МХТИ им. Д. И. Менделеева по изучению элементорганических хромофорных систем и механизмов некоторых реакций в ряду арилметановых красителей. В связи с успехами квантово-химического изучения органических соединений в книгу включены данные Б. Е. Зайцева и Г. В. Шебана по расчету электронной структуры антрахиноновых, арилметановых, аза- и некоторых других красителей, что, по мнению автора, должно послужить началом систематического использования квантово-химических представлений, в общем виде затронутых в главе о теории цветности, при изложении материалов, относящихся к конкретным классам красителей. Отсутствие такой преемственности, отражая состояние предмета химии красителей в предыдущий период, несомненно, было одним из крупных пробелов прежних изданий. [c.9]

Химическое отделение Заведующий W. D. Ollis Направление научных исследований теория химической связи в органических и неорганических молекулах спектроскопия возбужденных молекул применение рентгеновской дифракции для изучения строения жидкостей и растворов реакции атомов и радикалов в газовой фазе полярография в неводных растворителях химическая структура смешанных окислов металлов боргидриды органические реакции в сильных кислотах фотоокисление электронная и вибрационная релаксация в ароматических молекулах металлорганические соединения и комплексы переходных металлов химия фенолов, природных пигментов, алкалоидов механизм действия энзимов строение, синт. з, биосинтез и масс-спектрометрия природных О-гетероциклических соединений фотохимия нуклеиновых кислот полициклические тиофены нитроамины биосинтез. [c.270]

Целью данной книги является рассмотрение основных типов структур органических, неорганических соединений и металлов, находящихся в кристаллическом состоянии. В книге прослеживается влияние различных факторов, таких, как размеры атомов, ионов или молекул и распределения в них электронов, на структуру кристаллов различных типов. Рассмотрено также, как эти факторы влияют на протекание химических реакций и на равновесия в химических системах. Большое внимание уделено определению элект-роотрицательностей элементов по методу Сандерсона, учитывающему размеры атомов, а также распределение электронов в атоме. Основные положения теории строения атомов и теории химической связи обсуждаются довольно кратко, поскольку детальному рассмотрению этих вопросов посвящено много специальных книг. Предполагается, что читатель знаком с основами термодинамики. [c.8]

Понятие о валентности было введено Франклапдом (1852). К концу XIX в. классическая теория валентности достигла высокой степени совершенства. Важными этапами здесь были теория химического строения Бутлерова, периодический закон Д. И. Менделеева, учение Тиле о парциальных валентностях, которое позволило объяснить насыщенность органических соединений с кратными связями идея об остаточных валентностях Вернера, способствовавшая созданию стройной теории координационных (комплексных) соединений, и др. Однако,- несмотря на достижения теории валентности, вопрос о природе сил, соединяющих атомы в молекулы, оставался нерешенным. До открытия электрона невозможно было прнять природу химической связи. [c.73]

Значительно сложнее вопрос о поведении различных органических соединений на поверхности катализатора. Схемы мультиплетной теории и основанные на них методы расчета энергий связи развиты исходя из предположения об образовании ковалентных связей. Между тем в практику катализа все шире внедряются представления о поверхностных соединениях координационного или кластерного типов. Величины энергий связи реагирующих атомов при этом будут определяться природой химической связи. Поэтому требуются широкие исследования для уточнения энергий связей различных реагирующих атомов с поверхностью катализатора. Тем не менее совместное влияние двух факторов — геометрического и энергетического, с лежащим в их основе электронным строением твердых тел и реагирующих молекул, сохранит свое значение. Возможно только их истолкование на новой основе.. [c.99]

Современные электронные теории органической химии оказались в высшей степени полезными для целого ряда разделов химии, поскольку с их помощью удалось связать реакционную способность соединений с их химическим строением. Наиболее успешно эти теории были использованы для объяснения относительной силы органических кислот и оснований. По определению Аррениуса, кислотами являются соединения, которые в растворе дают ионы водорода Н+, в то время как основания образуют ионы гидроксила 0Н. Эти определения были вполне правильными до тех пор, пока речь шла только о реакциях, идущих в водных растворах. Поскольку представления о кислотах и основаниях оказались весьма полезными для практики, были предприняты попытки сделать их более общими. Так, Брёнстед определил кислоты как вещества, способные отдавать протоны, т. е. как доноры протонов, а основания — как акцепторы протонов. Рассмотрим в качестве примера первую ионизацию серной кислоты в водном растворе как кислотноосновной процесс [c.71]

Взаимодействия атомов в биологических молекулах, равно как и в молекулах синтетических органических соединений,— это прежде всего химические ковалентные связи, которые мы назовем сильными. Энергия, необходимая для разрыва С—С-связп, равна 348,6 кДж/моль, энергия С—N- вязи 336 кДж/моль и т. д. Сильные взаимодействия определяют цепное строение биополимеров, соединение друг с другом соответствующих мономеров — аминокислотных остатков, нуклеотидов, гексоз. Сильные связи образуются внешними электронами атомов теория ковалентных связей может быть основана только на квантовой механике. Соответствующая область физики или теоретической химии именуется квантовой химией. [c.54]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология