Образовательный портал. Образование / Химия / Вещество с тройной ковалентной связью. Простая (одинарная) связь Типы связей в биоорганических соединениях

Вещество с тройной ковалентной связью. Простая (одинарная) связь Типы связей в биоорганических соединениях

31.03.2019

Химическая связь - это взаимодействия электронов и атомного ядра одной частицы (атома, иона, молекулы и т. д.) с электронами и атомным ядром другой частицы, удерживающие эти частицы в стабильном или метастабильном химическом соединении. Современное описание химической связи проводится на основе квантовой механики. Основные характеристики химической связи - прочность, длина, полярность.

И тогда полиция назвала бы это опасным или запрещенным. Гармоничное сосуществование химика с властями постепенно начало впадать в фатальный кризис. Книги Пиккала и Тиккала с подзаголовком «Химическая история любви» оказались в ней. История любви в истинном смысле слова неверна. Большая часть книг состоит из 179 рецептов лекарств, которые Шульгин обнаружил и подробно описал для своей карьеры. Агенты говорят, что они находят их в секретных котлах, - сказал представитель агентства по наркотикам через короткое время, полиция провела рейд в лаборатории Шульгина.

Типы связи

Одноэлектронная химическая связь
Металлическая связь
Ковалентная связь
Ионная связь
Ван-дер-ваальсова связь
Водородная связь
Двухэлектронная трёхцентровая химическая связь

Простейшая одноэлектронная ковалентная химическая связь

И она дала ему штраф в 25 000 долларов. За свою пятидесятилетнюю карьеру Александр Шульгин, по его оценкам, нашел более двухсот новых лекарств и провел около четырех тысяч экспериментов. Наиболее пресловутая нотация - экстаз - парадоксально из-за ее стандартной схемы перевешивает. Несмотря на то, что Шульгин не раскрыл его, он только выявил современный мир.

Шульгина предупредила ее одного из своих учеников. Прошло еще десять лет, чтобы проверить это для себя. Это не вызывало звукового и визуального воображения как другие психоделические вещества. Она открыла личность как для себя, так и для себя, но не обязательно показывала ей лестные цвета, - сказал Шульгин позже. Вещество казалось идеальным для медицинского применения и начало рекомендовать его психиатрам. Это во многом дало хорошие результаты, не поддающиеся ожиданию. Однако исследования в области эксплуатации замедлили классификацию незаконных наркотиков в 1980-х годах.

Простейшая одноэлектронная химическая связь создаётся единственным валентным электроном. Оказывается, что один электрон способен удерживать в едином целом два положительно заряженных иона. В одноэлектронной связи кулоновские силы отталкивания положительно заряженных частиц компенсируются кулоновскими силами притяжения этих частиц к отрицательно заряженному электрону. Валентный электрон становится общим для двух ядер молекулы.

Всего несколько лет назад началась дискуссия о ее использовании, например, для лечения аутизма. С огромной популярностью «своих» самых известных тканей Шульгин оставался неполированным до конца своей жизни. Я думаю, что люди не используют это правильно, - пишет Пиккал. Во всех интервью он отказался от какой-либо ответственности за наркобизнес. Или смерти, которую принес наркотик. Когда он задержал полицию в Испании и предстал перед судом, он успешно защитил аргумент о том, что сопоставимые статистические данные о смерти также включают обычные порошки, такие как аспирин.

Примерами таких химических соединений являются молекулярные ионы: H 2+ , Li 2+ , Na 2+ , K 2+ , Rb 2+ , Cs 2+

Одинарная ковалентная связь

Одинарная ковалентная химическая связь создаётся связывающей электронной парой. Во всех существующих теориях (теория валентных связей, теория молекулярных орбиталей, теория отталкивания валентных электронных пар, боровская модель химической связи) связывающая электронная пара располагается в пространстве между атомами молекулы. Различают полярную и неполярную ковалентную связи.

Шульгин, по-видимому, до последнего дня считал, что экстаз является одним из многих веществ, которые он дал миру. И будущее покажет их истинную ценность. Он ученый с мировым именем, как один из первых начал заниматься квантовой химией. Он изучал теорию орбитальных молекул, прикладную квантовую химию, теорию химической реактивности, изучение слабых межмолекулярных взаимодействий, молекулярную спектроскопию, отношения между структурой и биологической эффективностью. Он профессор Карлова университета, вместе с проф.

Отто Вихтерлем содействовал созданию Чешского общества. Он опубликовал около 400 публикаций, принял участие в редакциях ряда зарубежных журналов. Он имеет медаль за заслуги, присужденную Вацлавом Гавелом. Список не завершен, но его достаточно, чтобы представить его - профессора Рудольфа Захрадника.

Неполярная ковалентная связь имеет место в гомоядерных двухатомных молекулах, в которых связывающая электронна я пара равноудалена от обоих ядер молекулярной системы.

Расстояние d между атомными ядрами можно рассматривать как сумму ковалентных радиусов соответствующих атомов.

Расстояние между атомными ядрами в одинарной двухэлектронной ковалентной связи короче аналогичного расстояния в простейшей одноэлектронной химической связи.

Профессор, химик - человек, рожденный или он становится? У некоторых мальчиков может возникнуть желание собрать всевозможные природные ресурсы. Они охотятся на бабочек, изучают лягушек, собирают минералы. Он сделает это, часто как страсть, до десятого года. Они придут только на уровень средней школы.

Это увлечение позже может прийти к физике, химии или биологии. Мы также восхищались камнями, которые Бабушка принесла с экскурсий в Козаков. Как и другие естественные науки, с тех пор он переживает большие открытия. Можете ли вы вспомнить некоторые из самых замечательных результатов исследований химиков за последние годы? Это почти невыносимо. Сегодня даже проницательный химик, который хочет получить обзор отрасли, не в простой ситуации, наоборот. Они являются атомами, связанными с шестичленными циклами, своего рода бензольным ядром, в плоскостях, распространяющихся «бесконечно».

Кратные ковалентные связи

Кратные ковалентные связи представлены непредельными органическими соединениями, содержащими двойную и тройную химические связи. Для описания природы непредельных соединений Л.Полинг вводит понятия сигма- и π-связей, гибридизации атомных орбиталей.

Гибридизация Полинга для двух S- и двух p- электронов позволила объяснить направленность химических связей, в частности тетраэдрическую конфигурацию метана. Для объяснения структуры этилена из четырёх равноценных Sp3- электронов атома углерода приходится вычленять один p-электрон для образования дополнительной связи, получившей название π-связи. При этом три оставшиеся Sp2-гибридные орбитали располагаются в плоскости под углом 120° и образуют основные связи, например, плоскую молекулу этилена.

На графите образуется большое количество таких плоскостей. Силы, которые зацепляются с этими плоскостями, как поддон, слабый от сил, которые зацепляют атомы углерода в горизонтальном положении. Примечательно, что можно было отделить слои, то есть пол - графен. Он имеет не только механические, но и проводящие свойства, лучше, чем медь, и будет способствовать дальнейшему развитию электроники. Молекула, имеющая форму шестиугольного углеродного шара, называется фуллереном и привлекает внимание химиков в течение двадцати пяти лет.

На рубеже тысячелетий были отмечены исследования одномерных органических полупроводников и проводников. Это было очень приятно для нас, потому что мы опубликовали теоретическое исследование этих систем около 40 лет назад с Ярославом Кутецким по инициативе профессора Отто Вихтерле. В течение пятнадцати лет никто не замечал работу, ее не цитировали. Что касается критериев сегодняшнего грантового агентства, то это не заслуживало ни малейшего внимания. Тем не менее, мы чувствуем, что это была одна из наших самых возвышенных работ.

В случае молекулы ацетилена в гибридизации принимают участие (по Полингу) всего лишь одна S- и одна p-орбитали, при этом образуются две Sp-орбитали, расположенные под углом в 180° и направленные в противоположные сороны. Две «чистые» p-орбитали атомов углерода попарно перекрываются во взаимоперпендикулярных плоскостях, образуя две π-связи линейной молекулы ацетилена.

Отличное развитие методологии ядерного магнитного резонанса стало шагом вперед в определении состава сложных органических молекул. Превосходные результаты были достигнуты в области изучения химических реакций в молекулярных пучках. Это условия, которые согласуются с столкновением одной пары молекул, четко определенными условиями. Возможно, мы можем добавить, что огромное улучшение вычислительных квантово-химических исследований на уровне «химической точности» получило надлежащую оценку. Жаль, что победителями были не Йиржи Чижек и Йозеф Палдус, которые решительно способствовали правильности и точности методов расчета.

Взгляды Л.Полинга нашли отражение в его книге «Природа химической связи, на долгие годы ставшей настольной книгой химика. В 1954 году Л.Полинг удостоен Нобелевской премии по химии с формулировкой «За исследование природы химической связи и его применение для опеделения структуры сложных соединений».

Однако физический смысл избирательной гибридизации атомных орбиталей оставался неясным, гибридизация представляла собой алгебраические преобразования, которым не могла быть приписана физическая реальность.

Античность достигла замечательной степень знания о природе и человеческой душе. Что мы можем любоваться знаниями древних цивилизаций и в том, что сегодня является доступ к изучению естественных наук -Другим? Древние и средневековые математики и физики исследования способствовали превосходно развитие науки, алхимия была своего рода предшественником химии. Мы не должны, однако, принимать безмозглый. Когда химик говорит атом сегодня, это юридическое лицо полностью четко определенные частицы, физик и химик.

Можно утверждать, что Демокрит говорил о атоме уже две тысячи лет назад. Для него, у него есть какие-то шарики, тело в бесконечных файлах. Он предположил, что Материю можно разделить на более мелкие и более мелкие частицы, чтобы поразить цели. Атом Сегодня имеет тонкую структуру, и это прекрасно описано как экспериментально, так и с помощью теоретической физики. Что касается химии, производства металлов всегда переезжали затем на усилия алхимиков, которые очаровали две идеи: долговечность и производство золота из обычных металлов.

Лайнус Полинг предпринял попытку улучшения описания химической связи, исключив избирательность гибридизации орбиталей в молекулах непредельных соединений и создав теорию изогнутой химической связи. В своём докладе на симпозиуме по теоретической органической химии, посвящённой памяти Кекуле (Лондон, сентябрь 1958 года), Л.Полинг предложил новый путь описания двойной связи как комбинации двух одинаковых изогнутых химических связей, а тройной связи - трёх изогнутых химических связей. На этом

Никто не выпускал золота, и никто не открыл эликсир жизни, слава Богу, что это было бы скучным! Само собой разумеется, это было бы невежливо глумиться над работами алхимиков. Во-первых, они готовы, не идеально, но все же, десятки определенных веществ, во-вторых, изобрел и ввел химическую посуду, все виды тигли, реторты, контейнеры. Европейский Средневековье был христианином, и его собственное путешествие исследовать мир, даже в целостности природного и гуманитарного знания. Что важно, что здесь произошло?

Мне нравится ваша фраза «целостность» естественного и гуманитарного знания. Все началось во второй половине века, когда наука начала рушиться форму на папку в разделе века и продолжались столетие, это развитие было достигнуто. Девятнадцатый век в том, что единая наука уже существует, одержимая, приверженцы физики пренебрежительно смотрели на все, что следовало, что в химии веков уже весьма примечательная наука и биологии, а затем еще пыхтели бедный. Единая наука и только наука, искусство часто, что он был включен, прекратил свое существование.

симпозиуме Л.Полинг со всей категоричностью утверждал:

Могут найтись химики, полагающие что чрезвычайно важным новшеством… явилось описание σ,π- описания для двойной или тройной связи и сопряжённых систем вместо описания с помощью изогнутых связей. Я же утверждаю, что σ,π- описание менее удовлетворительно, чем описание с помощью изогнутых связей, что это нововведение является только переходящим и вскоре отомрёт.

Это было очень жаль, потому что это естественно желать, чтобы мир, в котором мы живем, который является частью Вселенной, мир живой и неживой природы, как описано в одной из науки. Но расщелина в то же время имела в виде знаний и для развития науки очень много.

Во главе их эмансипации и их огромный бум. Проведенная в соответствии с законом органического роста: сначала постепенное расширение, которое во многих дисциплинах пришли после неожиданной скорости Второй мировой войны. Владимир Суханек, Дань волновая функция. Ее символом является греческая буква пси.

В новой теории Полинга все связывающие электроны становились равноценными и равноудалёнными от линии, соединяющей ядра молекулы. Теория изогнутой химической связи Полинга учитывала статистическую интерпретацию волновой функции М.Борна, кулоновскую электронную корреляцию электронов. Появился физический смысл - природа химической связи полностью определяется электрическим взаимодействием ядер и электронов. Чем больше связывающих электронов, тем меньше межъядерное расстояние и прочнее химическая связь между атомами углерода.

Сегодня физика ищет самую маленькую частицу материи, биология имеет дело с вопросом о происхождении жизни. Направление к началу, к основанию. Разве это не делает создание других элементов и открытие новых молекул по ширине? Это правда, но правда в том, что химия, кроме этого бума в широте, имеет огромное желание проникнуть в глубину. Поэтому теоретический полюс химии, квантовой химии, описывает вещество атомными ядрами, электронами, и может даже пойти дальше, мы доберемся до материи и антиматерии.

Вы говорите, что физика выходит за рамки элементарных и даже более элементарных компонентов. Но есть еще одна амбиция в физике: объединить две великие теории, общую теорию относительности Эйнштейна с квантовой механикой. И есть много усилий для единой теории силы. Биодисциплины связаны не только с появлением жизни, но и с функцией живой материи. Тем не менее, биодиприны оказались в неустойчивой ситуации, если бы у них не было экспериментальных и теоретических методов химии для изучения малых, больших и гигантских биомолекул.

Трёхцентровая химическая связь

Дальнейшее развитие представлений о химической связи дал американской физикохимик У.Липскомб, разработавший теорию двухэлектронных трёхцентровых связей и топологическую теорию, позволяющую предсказывать строение ещё некоторых гидридов бора (бороводородов).

Это были работы физиков и математиков в столетии, но часть химии, называемой материальной наукой, стоит за большим бумом полупроводниковой электроники. Из всего этого очевидно, что химия должна рваться. Похоже, что, несмотря на удовольствие естественных наук, которое произошло в столетии и которое продолжается, происходит их взаимосвязь, определенное, очень естественное сотрудничество. Взаимное проникновение действительно огромно, иногда для классического химика, но так оно и есть: часть экспериментальной физики может стать важной частью химии.

Электронная пара в трёхцентровой химической связи становится общей для трёх ядер атомов. В простейшем представителе трёхцентровой химической связи - молекулярном ионе водорода H3+ электронная пара удерживает в едином целом три протона.

В молекуле диборана функционируют четыре одинарные ковалентные связи B-H и две двухэлектронные трёхцентровые связи. Межъядерное расстояние в одинарной ковалентной связи B-H составляет 1,19 Å, в то время как аналогичное расстояние в трёхцентровой связи B-H-B составляет 1,31 Å. Угол трёхцентровой связи B-H-B (φ) равен 830. Комбинация двух трёхцентровых связей в молекуле диборана позволяет удерживать ядра атомов бора на расстоянии dB-B = 2 · 1,31 · sin φ/2 = 1,736 Å. Ядра связывающих атомов водорода удалены от плоскости, в которой расположены четыре одинарные ковалентные связи B-H, на расстоянии h = 1,31 · cos φ/2 = 0,981 Å.

Объединение касается, помимо прочего, обширных областей, включая молекулярную физику, всю химию, молекулярные биодисциплины и часть медицины. Процесс объединения имеет большое значение для исследований, и его последствия также должны быть отражены в подготовке молодых специалистов.

Исследователи в области молекулярных наук включают в себя инструменты физики и математики. Как это странно, сокращенная? В противном случае, вы не можете, потому что он был известен века назад более одного миллиона определенных молекул. Сегодня есть хорошие оценки по около двадцати миллионов людей. Если мы в самом деле сознаться он неизбежно должен иметь два «стенографии». Первым являются уникальным именованием химических соединений, которые терминологией. Второй является «картинкой» из таких видов, то есть формулы.

Трёхцентровые связи могут реализоваться не только в треугольнике из двух атомов бора и одного атома водорода, но и между тремя атомами бора, например в каркасных бороводородах (пентаборан - B 5 H 9 , декаборан - B 10 H 4 и др.). В этих структурах есть обычные (концевые) и входящие в трёхцентровую связь (мостиковые) атома водорода и треугольники из атомов бора.

Существование боранов с их двухэлектронными трёхцентровыми связями с «мостиковыми» атомами водорода нарушало каноническое учение о валентности. Атом водорода, считавшийся ранее стандартным одновалентным элементом, оказался связанным одинаковыми связями с двумя атомами бора и стал формально двухвалентным элементом. Работы У.Липскомба по расшифровке строения боранов расширяли представления о химической связи. Нобелевский комитет удостоил Уильяма Нанна Липскомба премии по химии за 1976 год с формулировкой "За исследования структуры боранов (боргидритов), проясняющие проблемы химических связей).

Многоцентровая химическая связь

В 1951 году Т.Кили и П.Посон неожиданно при синтезе дициклопентадиенила получили совершенно новое железоорганическое соединение. Получение неизвестного ранее исключительно устойчивого жёлто-оранжевого кристаллического соединения железа сразу привлекло к себе внимание.

Э.Фишер и Д.Уилкинсон независимо друг от друга установили структуру нового соединения - два кольца циклопентадиенила расположены параллельно, слоями, или в виде «сэндвича» с атомом железа, расположенным между ними по центру (рис.8). Название «ферроцен» было предложено Р.Вудвордом (вернее, сотрудником его группы Д.Уайтингом). В нём отражено наличие в соединении атома железа и десяти углеродных атомов (zehn - десять).

Все десять связей (C-Fe) в молекуле ферроцена равноценны, величина межъядерного расстояния Fe-c - 2,04 Å. Все атомы углерода в молекуле ферроцена структурно и химически эквивалентны, длина каждой связи C-C 1,40 - 1,41 Å (для сравнения, в бензоле длина связи C-C 1,39 Å). Вокруг атома железа возникает 36- электронная оболочка.

В 1973 году Эрнст Отто Фишер и Джефри Уилкинсон были удостоены Нобелевской премии по химии с формулировкой «За новаторскую, проделанную независимо друг от друга работу, в области металлоорганических, так называемых сандвичевых соединений». Индвар Линдквист, член Шведской королевской академии наук, в своей речи при презентации лауреатов, заявил, что «открытие и доказательство новых принципов связей и структур, имеющихся в сандвичевых соединениях, являются значительным достижением, практическую значимость которых в настоящее время ещё невозможно предсказать».

В настоящее время получены дициклопентадиенильные производные многих металлов. Производные переходных металлов имеют ту же структуру и ту же природу связи, что и ферроцен. Лантаноиды образуют не сандвичеву структуру, а конструкцию, напоминающую трёхлучевую звезду[ Атомы La, Ce, Pr, Nd создают, следовательно, пятнадцати центровую химическую связь.

Вскоре вслед за ферроценом был получен дибензолхром. По той же схеме получены дибензолмолибден и дибензолванадий]. Во всех соединениях этого класса атомы металла удерживают в едином целом два шестичленных кольца. Все 12 связей металл-углерод в этих соединениях идентичны.

Синтезирован также ураноцен [бис(циклооктатетраен)уран], в котором атом урана удерживает два восьмичленных кольца. Все 16 связей уран-углерод в ураноцене идентичны. Ураноцен получают взаимодействием UCl 4 со смесью циклооктатетраена и калия в тетрагидрофуране при минус 300 C.

Двойная связь, ковалентная четырёхэлектронная связь между двумя соседними атомами в молекуле. Д. с. обычно обозначается двумя валентными штрихами: >С=С<, >C=N -, >С=О, >C=S, - N=N -, - Н=О и др. При этом подразумевается, что одна пара электронов с sp 2 или sp - гибридизованными орбиталями образует s -связь (см. рис. 1 ), электронная плотность которой сосредоточена вдоль межатомной оси; s -связь подобна простой связи. Другая пара электронов с р -орбиталями образует p -связь, электронная плотность которой сосредоточена вне межатомной оси. Если в образовании Д. с. принимают участие атомы IV или V группы периодической системы, то эти атомы и атомы, связанные с ними непосредственно, расположены в одной плоскости; валентные углы равны 120°. В случае несимметричных систем возможны искажения молекулярной структуры. Д. с. короче простой связи и характеризуется высоким энергетическим барьером внутреннего вращения; поэтому положения заместителей при атомах, связанных Д. с., неэквивалентны, и это обусловливает явление геометрической изомерии . Соединения, содержащие Д. с., способны к реакциям присоединения. Если Д. с. электронно-симметрична, то реакции осуществляются как по радикальному (путем гомолиза p -связи), так и по ионному механизмам (вследствие поляризующего действия среды). Если электроотрицательности атомов, связанных Д. с., различны или если с ними связаны различные заместители, то p -связь сильно поляризована. Соединения, содержащие полярную Д. с., склонны к присоединению по ионному механизму: к электроноакцепторной Д. с. легко присоединяются нуклеофильные реагенты, а к электронодонорной Д. с. - электрофильные. Направление смещения электронов при поляризации Д. с. принято указывать стрелками в формулах, а образующиеся избыточные заряды - символами d - и d + . Это облегчает понимание радикального и ионного механизмов реакций присоединения:

В соединениях с двумя Д. с., разделёнными одной простой связью, имеет место сопряжение p -связей и образование единого p -электронного облака, лабильность которого проявляется вдоль всей цепи (рис. 2 , слева). Следствием такого сопряжения является способность к реакциям 1,4-присоединения:

Если три Д. с. сопряжены в шестичленном цикле, то секстет p -электронов становится общим для всего цикла и образуется относительно стабильная ароматическая система (см. рис. 2, справа). Присоединение к подобным соединениям как электрофильных, так и нуклеофильных реагентов энергетически затруднено. (См. также Химическая связь . )

Материалы по теме:

Карта сайта