Вант-Гоффа валентности

В 1874 г. Вант-Гофф и Ле-Бель положили начало стереохимии, т. е. учению о пространственном расположении атомов в молекуле. Согласно теории Вант-Гоффа, валентные связи атома углерода направлены к вершинам правильного тетраэдра, в центре которого расположен углерод. Эта модель хорошо объясняет равноценность всех четырех связей атома углерода, так как наиболее симметричным расположением четырех точек в пространстве вокруг пятой будет такое, при котором четыре точки расположены в углах правильного тетраэдра, а пятая в центре его. Таким образом, направления валентных связей совпадают с линиями, соединяющими центр тетраэдра с его вершинами, и составляют между собой углы, из которых каждый равен 109 28. [c.158]

Якоб Гендрик Вант-Гофф (1852—1911)—выдающийся голландский физико-химик. Изучал законы течения химических реакций, химическое равновесие, свойства растворов. Высказал и развил идею о направленности валентных связей атома углерода, разработал основы ст ер е о х и м и и — учения о пространственном расположении атомов в молекуле. [c.226]

Пространственная изомерия. Этот вид изомерии обусловлен различным пространственным расположением атомов при одной и той же последовательности их связывания. В 1874 г. к теории А. М. Бутлерова было сделано существенное дополнение. Голландский ученый Вант-Гофф и независимо от него французский исследователь Ле Бель высказали предположение, что четыре валентности атома углерода определенным образом расположены в пространстве, а именно, они направлены к вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом углерода (рис. 1.19). В этом случае углы между всеми связями равны и составляют 109,5. Так возникло представление о пространственном строении молекул, которое развилось затем в раздел химии, называемый стереохимией. [c.59]

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]

Способность вращать плоскость поляризации связана с асимметрией в пространственном строении молекул оптически активных веществ. Согласно Ле-Белю и Вант-Гоффу, четыре валентности углерода направлены в пространстве так, что атом углерода как бы находится в центре тетраэдра, а атомы и группы, соединенные с углеродом, размещаются в вершинах тетраэдра. Ле-Бель и Вант-Гофф показали, что если в молекулах вещества имеется хотя бы один атом углерода, соединенный с четырьмя различными атомами или группами, то такие молекулы асимметричны, т. е. не имеют плоскости симметрии, и в этом заключается причина оптической активности вещества. [c.198]

Модель тетраэдрического атома углерода родилась, таким обрами, в атмосфере недоверия к учению о постоянной валентности и незнания природы химического сродства. Это, однако, не помешало Я. Вант-Гоффу не только принять идею четырехвалентности атома углерода и равноценности каждой связи, но и пойти гораздо дальше. Он построил тетраэдрическую модель атома углерода с четырьмя одинаковыми связями, строго направленными к углам тетраэдра, центр которого занят самим атомом углерода. [c.221]

Растворы являются проводниками электрического тока тогда, когда они содержат ионы. Чем больше растворенных частиц распадается на ионы, тем лучше они проводят электрический ток, т.е. тем лучше их электрическая проводимость. По мере распада электролитов на ионы растет общее число частиц, находящихся в растворе, так как при этом из одной частицы получается две и более. Следовательно, законы Рауля и Вант-Гоффа верны и для растворов электролитов, если учитывать как недиссоциированные частицы, так и образующиеся при их распаде ионы. Ионы, заряженные положительно, получили название катионов, а отрицательно заряженные — анионов. Катионами являются положительные ионы металлов, ион водорода, а анионами — водные и кислотные остатки. Значение заряда иона совпадает с валентностью атома или кислотного остатка, а число положительных зарядов равно числу отрицательных зарядов. Поэтому в целом раствор электронейтрален. [c.211]

Способность янтарной и глутаровой кислот давать циклические ангидриды можно легко объяснить, пользуясь тетраэдрической моделью Вант-Гоффа. При расположении атомов углерода в виде клешни (см. рис. 24, з и б на стр. 162) конечные звенья цепи из четырех, а особенно из пяти атомов будут весьма близко подходить друг к другу. Если на концах этой цепи находятся гидроксильные группы (как, например, у янтарной и глутаровой кислот), то кислород, валентные связи которого направлены под некоторым углом (см, стр. 65), легко замкнет кольцо. [c.272]

Явление оптической изомерии может наблюдаться при наличии в молекуле углеродного атома, связанного с четырьмя различными атомами или группами атомов. Если четыре валентности углеродного атома направлены в пространстве так, что образуют друг с другом равные углы, то возможны две разные последовательности присоединения к этому углеродному атому четырех неодинаковых заместителей. Чтобы наглядно представить себе такую возможность, надо это нарисовать, а еще лучше воспользоваться моделями. Заслуга Вант-Гоффа и Ле-Беля как раз и заключается в том, что они давно поняли необходимость присутствия в оптических изомерах по крайней мере одного атома углерода, по-разному соединенного с четырьмя различными заместителями. [c.155]

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]

Вант-Гофф показал, что и стереоизомерия вполне естественно вытекает из молекулярной структуры, если считать молекулы не плоскими, а пространственными образованиями и располагать валентные штрихи вокруг атомов не в плоскости, а в пространстве. Так возникла стереохимия, получившая к началу XX в. известную завершенность. Сотни тысяч молекул органических и неорганических веществ могли быть изображены в виде структурных и в случае необходимости пространственных формул. [c.6]

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]

Углы валентные 116, 117 Уксусная кислота, получение 208—210 Уравнение Антуана 29, 30 Бертло 24 Вант-Гоффа 155 Гиббса — Гельмгольца 135 Кирхгофа 81, 82 Клапейрона 71 Клаузиуса — Клапейрона 73 Сакура — Тетроде 114 [c.805]

Если представить себе, что атом углерода, как впервые предполо-нсили Лс Бель и Вант-Гофф, расположен в центре правильного тетраэдра и имеет 4 валентности, направленные к углам тетраэдра, то угол между этими направлениями валентных сил составит 109°28. Если же два атома углерода, затрачивая по две единицы валентности каждый, соединятся между собой, образуя этиленовое производпое, то каждая [c.303]

В чем причина появления оптической активности у некоторых органических вешеста Ответ на этот вопрос был дан на основании тетраэдрической теории Я. Вант-Гоффа и Л. 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. 2.3). Такой атом не имеет ни одного элемента симметрии — ни центров, ни осей, ни плоскости. [c.217]

Атом углерода в алканах пребывает в первом валентном состоянии (5/ -гибридизация). Если представить, что атом углерода находится в центре правильного тетраэдра, то его связи будут направлены к вершинам последнего, образуя углы 109°28 (см. рис. 4). Тетраэдрическая конфигурация четырехвалентного атома углерода в алканах впервые была представлена Я- Вант-Гоффом и Ле-Белем (1871 г.). Поскольку вокруг ординарной связи С—С возможно вращ,ение, для алканов, начиная с этана, характерно существование множества поворотных изомеров (конформеров), отличающихся взаимным расположением атомов или групп атомов, связанных с атомами углерода. Состояние молекулы, характеризующееся определенным расположением атомов водорода или их заместителей вокруг двух атомов углерода, связанных г-связью, называется конформацией. [c.54]

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]

Кроме длины и энергии важными характеристиками химической связи являются насыщаемость и направленность. Однако эти свойства присущи лишь ковалентной связи. Ионная связь, природа которой обусловлена ненасыщенным и пространственно симметричным электростатическим полем центрального иона, ненасыщена и не имеет какого-либо определенного направления. Насыщаемость ковалентной связи выражается в ограничении числа валентных связей, которые может дать данный атом. Например, азот притягивает три атома водорода с образованием молекул ЫНз, молекул же МН4, ЫН5 и т. д. не существует. Согласно квантово-механическим соображениям в образовании связи могут участвовать только неспаренные электроны атома число их определяет валентность элемента. В простых случаях число неспаренных электронов в атоме находится с помощью принципа Паули и правила Гунда, в более сложных рассматривается возможность гибридизации волновых функций. Направленность связей объясняет стереохимию молекул, которая начала развиваться после того как Ле-Бель и Вант-Гофф (1874) выдвинули важнейший тезис о тетраэдрическом расположении валентностей углерода. [c.18]

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]

Известны различные попытки классификации предельной относительной степени пересыщения растворов в зависимости от различных Лакторов. Наиболее полная классификационная система дана Л. Н. Матусевичем [128], который использовал для характеристики пересыщенного состояния в бинарйых растворах сингонию, валентность, гндратность и растворимость многих важнейших неорганических соединений. Шесть классификационных групп, расположенных в таблицах в порядке усиления )ффекта пересыщения, иллюстрируют правило Вант-Гоффа о связи пересыщения со структурой, соединения и дают некоторое представление об ожидаемом значении Однако такая классификация не позволяет предвидеть изменение этой величины при переходе от бинарных к многокомпонентным системам. [c.103]

В 1891 г. А. Вернер заложил основу химии комплексных соединений вообще и их стереохимии в частности. Идеи Вернера имели в этой области столь же фундаментальное значение, как стереохимические идеи Вант-Гоффа для стереохимии вообще. Не вдаваясь в неясный в то время вопрос о природе взаимодействия, заставляющего соединяться казалось бы валентно насыщенные частицы, Вернер привел в стройную систему известные в его время комплексные соединения, вос-пользовавщпсь понятием координационного числа. [c.662]

Если измерить углы между четырьмя валентностями атома углерода, направленными к углам тетраэдра в модели Вант-Гоффа (стр. 203), то каждый угол окажется -равным 109° 28. Когда 3 атома углерода образуют трехчленное кольцо, как в случае циклопропана, то каждая валентность отклоняется от своего нормального положения на 24° 44 в случае четырехчленного кольца.— на 9° 44 пятичленного — на 0°44 и шести-членного —на 5° 16. Таким образом, наименее напряженными циклами, в которых отклонение направлений сил вален гностей атомов углерода от нормального положения является наименьшим, будут пяти- и шестичленные циклы, а наиболее напряженными — трех- и четырехчленные циклы. Этим объясняются аномальные свойства циклопропана и циклобутана. [c.240]

Следует отметить, что в кристаллическом состоянии органические соединения (углеводороды, спирты, кислоты) нормального строения содержат длинные углеродные цепи, построенные в форме зигзага. Это в ряде случаев подтверждено экспериментально. Так, например, рентгенографическое исследование кристаллов лауриновой кислоты СНз—(СНг) —СООН показало, что в ее молекуле атомы углерода расположены зигзагообразно, причем угол зигзага очень близок к 109°28, т.е. к углу между направлениями валентных связей в тетраэдрической модели Вант-Гоффа (рис. 26). [c.162]

Формула Кекуле для бензола оказалась успешной прн объяснении изомерии. Так, дизамещенные производные бензола имеют три изомерные формы. Следующее важное достижение в области структуры молекул также было связано с изучением изомерии — на этот раз исследованной Пастером оптической изомерии винной кислоты и ряда аналогичных соединений. Объяснение полученных Пастером результатов было дано в 1874 г, независимо Вант-Гоффом и Ле Белем на основе предложенной ими модели тетраэдрической ориентации валентностей углерода. Согласно Вант-Гоффу Если четыре валентности атома углерода насыщаются четырьмя разными одновалентныдти груп пами, то могут получиться два и только два различных тетра эдра, один из которых является зеркальным отражением [c.11]

Различают два осн. типа М. м. 1) скелетные, приближенно отражающие ориентацию валентностей, а иногда и орбиталей в пространстве, но не дающие представления об относит, размерах атомов 2) объемные, отображающие валентные углы, ковалентные радиусы атомов и их эффективные радиусы, близкие по значениям к ван-дер-ваальсовым. К первому типу относятся известные с сер. 19 в. модели из шариков, соединенных отрезками проволоки (модели Кекуле - Вант-Гоффа). [c.118]

Растворы различных веществ или одного вещества в разных растворителях при прочих равных условиях различаются по ширине метастабильной области (в значениях относительного пересыщения) в десятки раз. Существует несколько правил, описывающих связь устойчивости пересыщенных растворов с их свойствами. Так, согласно правилу Вант-Гоффа, чем больше произведение валентностей ионов, составляющих соль, тем легче образуются пересыщенные растворы. По правилу Фишера, кристаллогидраты труднее кристаллизуются спонтанно, чем некристал- [c.26]

Первые общие теоретические соображения, касающиеся осительной устойчивости различных циклов, были выска-Байером в 1885 г. на основе представления Вант-Гоффа о аэдрической модели углеродного атома. Байер исходил из предположений во-первых, о том, что циклические уктуры должны быть плоскими, а во-вторых, что отклоне- " е валентных углов от угла 109°28 (угол между направле-ями связей в правильном тетраэдре) является мерой напря-нности цикла. [c.239]

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]

Вот что говорит Вант-Гофф взаимоотношения соединений атомов — молекул — друг к другу выражаются так же, как и взаимоотношения атомов, только менег ярко. Молекулы также обладают сродством и валентностью... Он говорит далее, что, при реакции метилового спирта (аналогично этиловому спирту, муравьиной кислоте, уксусной кислоте и т. д.) с водой не происходит простое смешивание, показывают все происходящие при этом явления. Здесь идет речь о реакции, которая, приводя к соединению метилового спирта с водою, тотчас же ограничивается свободным разложением продукта реакции . Как здесь, так и в случае муравьиной кислоты образуется во всяком случае гидрат, который при обыкновенной температуре в жидкости подвергается частичному разложению, диссоциации, и при каждом СООТ1НОШ0НИИ смешиваемых частгй устана В-вливается определенное равновесие . [c.19]

Пересыщенные растворы самых различных по своей природе веществ неоднократно являлись предметом исследования [2, 6, 7, 23, 25, 28, 31, 39, 40, 42, 53, 56, 68, 89, 90, 92, 94, 119, 122, 129]. Естественно, одним из самых животрепещущих вопросов, привлекавших внимание работавших в той области, был вопрос о связи способности образовывать пересыщенные или переохлажденные растворы с химическим свойством растворимого. Одним из наиболее общих положений, высказываемых в этой связи, стало положение о том, что вещества с более сложной структурой более склонны к созданию пересыщения [31, 56, 58]. Согласно Вант-Гоффу, соли должны тем легче образовывать пересыщенные растворы, чем больше произведение валентностей составляющих их ионов (31, 56]. Разумеется, сравнивать их нужно при прочих равных условиях, потому что, как увидим ниже, предельное пересыщение может зависеть от температуры, интенсивности перемешивания и ряда других факторов. Матусевичем [31 ] было отмечено, что, если соли имеют одинаковое по величине произведе- [c.40]

Приведенные в табл. 6 данные показывают, что по крайней мере для некоторых солей значения вычисленных и экспериментально найденных предельных относительных пересыщений близки между собой. Не следует, конечно, принимать во внимание данные, относящиеся к КС1, потому что по ним производилось определение постоянной а. Таким образом, выражение (29) не лишено смысла. Но вместе с тем нужно отметить, что правило об увеличении предельного пересыщения с увеличением температурного коэффициента растворимости далеко не безупречно. Из той же таблицы следует, что в ряде случаев оно оказывается несправедливым. Так, например, предельное пересыщение иодистого калия, имеющего температурный коэффициент, в 5 раз больший, чем у бромистого калия, в 2 раза ниже, чем у последнего. Температурные коэффициенты растворимости сульфата и хромата калия близки друг к другу, а предельное относительное пересыщение первого в 3 раза больше, чем второго. Далеко не всегда соблюдается и правило Вант-Гоффа. Например, произведения валентностей ионов составляющих NH4NO3 и K IO3 одинаковы, а- предельные пересыщения различны. У нитрата аммония p в 4 раза ниже, чем у K IO4. Предельное пересыщение растворов гексацианофер-рита калия в 6 раз меньше, чем у бихромата калия, в то же время по своему химическому составу первая соль сложнее второй. Все это говорит о том, что температурный коэффициент растворимости и химический состав являются второстепенными признаками. При предсказании величины предельного пересыщения ими можно руководствоваться лишь в совокупности с рядом других факторов. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология