Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Что такое химическое строение вещества


Химическое строение веществ

Долгое время ученые пытались вывести единую теорию, которая бы объясняла строение молекул, описывала их свойства по отношению к другим веществам. Для этого им пришлось описать природу и строение атома, ввести понятия "валентность", "электронная плотность" и многие другие.

Предыстория создания теории

Химическое строение веществ первым заинтересовало итальянца Амадея Авогадро. Он начал изучать вес молекул разнообразных газов и на основе своих наблюдений выдвинул гипотезу об их строении. Но докладывать о ней первым не стал, а дождался, пока его коллеги получат аналогичные результаты. После этого способ получать молекулярный вес газов стал известен как закон Авогадро.

Новая теория натолкнула других ученых на исследования. Среди них были Ломоносов, Дальтон, Лавуазье, Пруст, Менделеев и Бутлеров.

Теория Бутлерова

Формулировка «теория химического строения» впервые появилась в докладе о строении веществ, который в 1861 году в Германии представлял Бутлеров. Она без изменений вошла в последующие публикации и закрепилась в анналах истории науки. Это стало предвестником нескольких новых теорий. В своем документе ученый изложил собственный взгляд на химическое строение веществ. Вот некоторые из его тезисов:

- атомы в молекулах соединяются друг с другом исходя из количества электронов на их внешних орбиталях;- изменение последовательности соединения атомов приводит к изменению свойств молекулы и появлению нового вещества;- химические и физические свойства веществ зависят не только от того, какие атомы входят в его состав, но и от порядка их соединения между собой, а также взаимного влияния;- для того чтобы определить молекулярный и атомарный состав вещества, необходимо провести цепь последовательных превращений.

Геометрическое строение молекул

Химическое строение атомов и молекул было дополнено три года спустя самим Бутлеровым. Он вводит в науку явление изомерии, постулируя, что, даже имея одинаковый качественный состав, но разное строение, вещества будут отличаться друг от друга по ряду показателей.

Через десять лет появляется учение о трехмерном строении молекул. Все начинается с опубликования Вант-Гоффом своей теории о четвертичной системе валентностей в атоме углерода. Современные ученые различают два направления стереохимии: структурную и пространственную.

В свою очередь, структурная часть тоже делится на изомерию скелета и положения. Это важно учитывать при изучении органических веществ, когда качественный состав их статичен, а динамике подвергается только количество атомов водорода и углерода и последовательность их соединений в молекуле.

Пространственная изомерия необходима в тех случаях, когда имеются соединения, атомы которых расположены в одинаковом порядке, но в пространстве молекула расположена иначе. Выделяют оптическую изомерию (когда стереоизомеры зеркально отражают друг друга), диастериомерию, геометрическую изомерию и другие.

Атомы в молекулах

Классическое химическое строение молекулы подразумевает наличие в ней атома. Гипотетически понятно, что сам атом в молекуле может меняться, а также могут изменяться и его свойства. Это зависит от того, какие еще атомы его окружают, расстояния между ними и связей, которые обеспечивают прочность молекулы.

Современные ученые, желая примирить общую теорию относительности и квантовую теорию, принимают как изначальное положение тот факт, что при образовании молекулы атом оставляет ей только ядро и электроны, а сам перестает существовать. Конечно, к такой формулировке пришли не сразу. Было предпринято несколько попыток сохранить атом как единицу молекулы, но все они не смогли удовлетворить взыскательные умы.

Строение, химический состав клетки

Понятие «состав» подразумевает под собой объединение всех веществ, которые участвуют в образовании и жизнедеятельности клетки. В этот перечень входит практически вся таблица периодических элементов:

- восемьдесят шесть элементов присутствуют постоянно;- двадцать пять из них являются детерминированными для нормальной жизни; - еще около двадцати абсолютно необходимы.

Пятерку призеров открывает кислород, содержание которого в клетке доходит до семидесяти пяти процентов в каждой клетке. Он образуется при разложении воды, необходим для реакций клеточного дыхания и обеспечивает энергией другие химические взаимодействия. Следующий по значимости – углерод. Он является основой всех органических веществ, а также является субстратом для фотосинтеза. Бронзу получает водород – самый распространенный элемент во Вселенной. Он также входит в состав органических соединений на одном уровне с углеродом. Является важной составляющей воды. Почетное четвертое место занимает азот, необходимый для образования аминокислот и, как следствие, белков, ферментов и даже витаминов.

В химическое строение клетки входят и менее популярные элементы, такие как кальций, фосфор, калий, сера, хлор, натрий и магний. Все вместе они занимают около одного процента от общего количества вещества в клетке. Выделяют также микроэлементы и ультрамикроэлементы, которые содержатся в живых организмах в следовых количествах.

fb.ru

13. Химическое строение веществ.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

13.1. Теория химического строения

Теорию химического строения выдвинул в 1861 г. А.М. Бутлеров. Ее основные положения:

- атомы в молекулах соединены в определенной последовательности, изменение этой последовательности ведет к образованию нового вещества;

- атомы в молекулах соединены в соответствии с их валентностью;

- свойства вещества зависят не только от его состава, но и от порядка расположения атомов в молекулах и их взаимодействия.

Эта теория способствовала объяснению свойств уже известных веществ и получению множества новых. В химии стали широко использоваться схемы молекул – структурные формулы. В химии они играют такую же роль, что и чертежи в машиностроении и в строительстве. Теория химического строения позволила, в частности, объяснить явление изомерии – то есть наличия веществ с одинаковым составом, но с разными свойствами. Изомерия объясняется тем, что при одинаковом составе возможно различное строение молекул. Изомерия очень широко распространена в органической химии. Примеры: бутан и изобутан - два разных вещества с одинаковым составом С4Н10, структурные формулы которых показаны на рисунке 13.1.

Н Н Н

\ | /

Н С Н

\ | /

Н – С – С – С – Н

/ | \

Н Н Н

изобутан

Н Н Н Н

| | | |

Н – С – С – С – С – Н

| | | |

Н Н Н Н

бутан

Рисунок 13.1 – Структурные формулы бутана и изобутана.

Этиловый спирт

СН3 – СН2 – ОН и диметиловый эфир СН3 – О – СН3 также имеют одинаковый состав С2Н6О, но разное строение и разные свойства.

Возможны случаи, когда при одинаковом строении и одинаковой последовательности расположения атомов молекулы отличаются пространственным расположением атомов. В этом случае имеет место стереоизомерия. Вещества-стереоизомеры зачастую отличаются по их биологическим проявлениям, то есть по функционированию в живых организмах. Пример – два стереоизомера молочной кислоты, показанные на рисунке 13.2. На этих рисунках связь центрального атома углерода с группой СН3 направлена вверх, а связи с атомом Н и группами ОН и СOOН образуют пространственную фигуру, похожую на пирамиду. Видно, что никакими поворотами и перемещениями эти две молекулы невозможно совместить, но каждая из них является зеркальным отражением другой (зеркальная стереоизомерия).

Рисунок 13.2 – Два стереоизомера молочной кислоты. С* - асимметричный атом углерода, то есть атом, связанный с различными атомами или группами атомов.

13.2. Важнейшие классы неорганических веществ

Все вещества традиционно разделяют на органические и неорганические. К органическим относят углеводороды и их производные; многие органические вещества связаны с жизнедеятельностью организмов. К неорганическим относят остальные вещества, включая некоторые простые соединения углерода: оксиды СО, СО2, угольную кислоту Н2СО3, синильную кислоту HCN, соли этих кислот и др.

Неорганические вещества классифицируются либо по составу, например, бинарные (двухэлементные) соединения, многоэлементные соединения и др., либо по химическим свойствам (функциональным признакам), то есть по тому, какие функции выполняют эти вещества в химических реакциях.

Пример бинарных соединений - оксиды – соединения элементов с кислородом: N2O, CO, Al2O3, SO2 и множество других. Большинство оксидов относится к солеобразующим – при их взаимодействии с кислотами или основаниями образуются соли. Такие оксиды в свою очередь подразделяются на три группы.

Основные оксиды образуют соли, взаимодействуя с кислотами (и кислотными оксидами), например: СuО + 2 HCl = СаCl2 + h3O. К ним относятся оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, а также CuO, FeO и др. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, эти оксиды образуют гидроксиды, являющиеся основаниями.

Кислотные оксиды образуют соли, взаимодействуя с основаниями (и основными оксидами), например: SO3 + 2 NaOH = Na2SO4 + h3O. К ним относятся СO2, SO2, SO3, SiO2, NO2, N2O5 и др. Присоединяя (непосредственно или косвенно) воду, эти оксиды образуют гидроксиды, являющиеся кислотами.

Амфотерные оксиды могут образовывать соли, реагируя и с кислотами, и с основаниями, например: ZnO + 2 HCl = ZnCl2 + h3O, ZnO + 2 NaOH = = Na2ZnO2 + h3O. К таким оксидам относятся BeO, ZnO, Al2O3 и др. Соответствующие гидроксиды проявляют свойства как кислот, так и оснований.

Кроме солеобразующих, имеются несолеобразующие или безразличные оксиды, которым не соответствуют никакие основания и кислоты, и которые не образуют солей, например, один из оксидов азота – NO.

Представители многоэлементных соединений - гидроксиды. Это вещества, содержащие одну или несколько отрицательно заряженных гидрокси-групп ― ОН–. Гидроксиды либо возникают при соединении оксидов с водой, либо могут быть разложены на оксид и воду. Основные гидроксиды проявляют свойства оснований (NaOH, Ca(OH)2 и др.). Кислотные гидроксиды проявляют свойства кислот (HNO3, h3SO4 и др.). Существуют и амфотерные гидроксиды, которые в зависимости от условий могут проявлять себя как кислоты, так и как основания (например, Zn(OH)2 или Al(OH)3).

Важнейшими функциональными классами неорганических веществ являются основания, кислоты и соли.

Основания состоят из катионов (положительных ионов) металла и гид-

роксигрупп ―ОН, например: Na – O – H или

В молекулах оснований связи атомов кислорода с металлом менее прочны, чем связи с атомами водорода, поэтому в водных растворах основания распадаются (диссоциируют) с образованием гидроксильных ионов ОН– и положительных ионов металла.

Кислоты состоят из катионов водорода и анионов (отрицательных ионов) кислотного остатка. Они подразделяются на бескислородные и кислородсодержащие. Примеры структурных формул некоторых бескислородных кислот: H – Cl (хлороводород или соляная кислота), H – F (фтороводород или плавиковая кислота), H –C ≡ N (циановодород или синильная кислота). Примеры кислородсодержащих кислот и их структурных формул:

В молекулах кислот одинарные связи атомов водорода с кислотными остатками менее прочны, чем прочие связи, поэтому в водных растворах кислоты диссоциируют с образованием положительных ионов водорода Н+ и отрицательных ионов кислотных остатков. Отметим, что ион Н+ есть ядро атома водорода, то есть просто протон.

В чистой воде часть молекул Н2О диссоциирует на ионы Н+ и ОН–, концентрации которых, очевидно, одинаковы и при нормальных условиях составляют С(Н+) = С(ОН–) = 10-7 моль/л. Добавление кислот увеличивает концентрацию ионов водорода С(Н+) и уменьшает концентрацию гидроксильных ионов С(ОН–). Следовательно, для кислот С(Н+) > 10-7 моль/л, а С(ОН–) < 10-7 моль/л. Добавление оснований, наоборот, увеличивает С(ОН–) и уменьшает С(Н+). Для оснований С(Н+) < 10-7 моль/л, а С(ОН–) > 10-7 моль/л.

Кислотность раствора характеризует водородный показатель рН, то есть десятичный логарифм концентрации ионов водорода C(H+), взятый со знаком «минус»:

pH = - lg C(H+). (13.1)

Для нейтральной среды, например, воды рН = 7, для кислой среды рН < 7, для щелочной среды рН > 7.

Соли – продукты замещения катионов водорода в кислоте на катионы металла. Образуются, например, при реакции нейтрализации кислоты и основания. Примеры реакции нейтрализации

Ca(OH)2 + h3SO4 = CaSO4 + 2 h3O;

NaOH + HNO3 = NaNO3 + h3O.

Названия солей бескислородных кислот имеют окончание –ид. Названия солей кислородсодержащих кислот в случае, если кислотообразующий элемент проявляет максимальную из возможных валентность или его валентность неизменна, имеют окончания –ат. Если кислотообразующий элемент проявляет меньшую валентность, то названия солей имеют окончания –ит. Этим правила образования названий солей не исчерпываются, но другие случаи здесь не рассматриваются. Некоторые наиболее важные для практики кислоты и названия их солей приведены в таблице 13.1.

Таблица 13.1 – Важнейшие неорганические кислоты и их соли

Кислота

Формула

Соль

Азотная

Азотистая

Кремниевая

Ортофосфорная

Серная

Сернистая

Сероводород

Угольная

Хлороводород (соляная)

Циановодород (синильная)

HNO3

HNO2

h3SiO3

h4PO4

h3SO4

h3SO3

h3S

h3CO3

HCl

HCN

Нитрат

Нитрит

Силикат

Фосфат

Сульфат

Сульфит

Сульфид

Карбонат

Хлорид

Цианид

studfiles.net

Что такое химическое строение вещества?

Под химическим строением понимают не только качественный состав, т.е. из каких элементов состоит вещество, но и порядок соединения атомов в молекуле. Это и называется химическим строением вещества. Это обстоятельство имеет большое значение особенно в органических веществах. Это понятие в науке появилось в теории химического строения А.М.Бутлерова. Но эти положения теории относятся не только к органическим, но и неорганическим веществам. Например, для орг. веществ характерна изомерия, когда различные вещества имеют одинаковый качественный и количественный состав (одинаковые формулы), но разное расположение атомов в молекуле, а для неорганических веществ - это аллотропные модификации, например, углерода: алмаз, графит, карбин; белый, красный и черный фосфор и др.

Химическое строение вещества:

Химическое строение вещества в настоящем определяет как химическое, так и физическое его свойство.

Химическое строение вещества говорит о том, что изменение любой последовательности связи атомов будет приводить к рождению нового вещества. Этим можно объяснить явление изомерии, суть этого явления в том, что любые вещества с одинаковым количественным и качественным составом будут иметь разное строение, а значит будут иметь различные свойства.

Теория химического строения:

Теория химического строения - это познание о строениях молекул, которое описывает е характеристики, которые в свою очередь, в совокупности будут определять химические поведения этих молекул.

К химическому строению вещества относятся: валентное состояние, природа атомов. А так же - характер химической связи, пространственное расположение, ещ - характер электр. поляризуемости, распределение электр. плотности и так далее.

Видео по теме Строение химического вещества:

info-4all.ru

Понятие - химическое строение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Понятие - химическое строение

Cтраница 1

Понятие химического строения, данное А. М. Бутлеровым, включает порядок химической связи атомов в молекуле и а своем первоначальном виде не содержит каких-либо положений о размещении. Бутлеров ясно сознавал неизбежность возникновения новой области органической химии - стереохимии. Совершенно справедливо полагая, что первоочередная задача заключается в установлении порядка химической связи атомов в молекулах и выяснении зависимости химических свойств вещества от его химического строения, А. М. Бутлеров не считал возможным в то время специально заниматься вопросами расположения атомов в пространстве. Однако он выступал против всяческих попыток считать это пространственное расположение принципиально непознаваемым. Если же атомы действительно существуют, то я не вижу, почему, как думает Кольбе, должны быть тщетными все попытки определить пространственное расположение последних, почему будущее не должно научить нас производить подобное определение.  [1]

Понятие химического строения, данное А. М. Бутлеровым, включает порядок химической связи атомов и молекул и в своем первоначальном виде не содержит каких-либо положений о расположении атомов в пространстве. Бутлеров сознавал неизбежность возникновения новой области органической химии - стереохимии.  [2]

Понятие химического строения, данное А. М. Бутлеровым, включает в себя порядок химической связи атомов в молекуле и в своем первоначальном виде не содержит каких-либо положений о расположении атомов в пространстве. Бутлеров ясно сознавал неизбежность возникновения новой области органической химии - стереохимии. Совершенно справедливо полагая, что первоочередная задача заключается в установлении порядка химической связи атомов в молекулах и выяснении зависимости химических свойств вещества от его химического строения, А. М. Бутлеров не считал возможным в то время специально заниматься вопросами расположения атомов в пространстве. Однако он резко выступал против всяческих попыток объявить это пространственное расположение принципиально непознаваемым. Если же атомы действительно существуют, то я не вижу, почему, как думает Кольбе, должны быть тщетными все попытки определить пространственное расположение последних, почему будущее не должно научить нас производить подобное определение.  [3]

Понятие химического строения, данное А. М. Бутлеровым, включает порядок химической связи атомов в молекуле и в своем первоначальном виде не содержит каких-либо положений о размещении атомов в пространстве. Бутлеров ясно сознавал неизбежность возникновения новой области органической химии - стереохимии. Совершенно справедливо полагая, что первоочередная задача заключается в установлении порядка химической связи атомов в молекулах и выяснении зависимости химических свойств вещества от его химического строения, А. М. Бутлеров не считал возможным в то время специально заниматься вопросами расположения атомов в пространстве. Однако он выступал против всяческих попыток считать это пространственное расположение принципиально непознаваемым. Если же атомы действительно существуют, то я не вижу, почему, как думает Кольбе, должны быть тщетными все попытки определить пространственное расположение последних, почему будущее не должно научить нас производить подобное определение.  [4]

Понятие химического строения включает представление об определенном порядке соединения атомов в молекуле и об их химическом взаимодействии, изменяющем свойства атомов, и содержит совершенно новые в то время принципы непосредственного и опосредованного взаимного влияния атомов и зависимости химических свойств веществ от их строения. Современное определение химического строения принципиально совпадает с бутлеровским. Таким образом, молекулы органических соединений рассматривались как объективно существующая реальность, строение которых познаваемо и устанавливается при помощи химических превращений. Этот вывод является одним из важнейших материалистических следствий теории химического строения.  [5]

Поэтому можно расширить бутлеровское понятие химического строения, включив в него также пространственное строение молекулы. В этом случае сохраняет силу положение теории химического строения, согласно которому свойства вещества определяются его химическим строением.  [6]

Неясность и противоречия в понимании содержания понятия химического строения и его взаимоотношения с понятиями порядка химической связи непосредственно связанных атомов и взаимного влияния непосредственно не связанных атомов приводят к дальнейшим неясностям и ошибкам при анализе вопроса о том, как мы должны развивать дальше язык теории химического строения, формулы химического строения.  [7]

Из сказанного ясно, что введение в понятие химического строения в качестве нового элемента представления о валентных состояниях атомов и представления о типах химических связей, определяющихся формой движения валентных электронов связанных атомов, представляет собой дальнейшую детализацию содержания основного положения теории химического строения - положения о порядке химической связи атомов.  [8]

Третий вопрос: вкладываете ли вы в понятие химического строения что-либо иное, кроме размещения электронов и зарядов в пространстве.  [9]

Создание электронной теории химической связи значительно расширило понятие классического химического строения. В настоящее время, говоря о химическом строении, под этим подразумевается порядок и направление расположения связей, межатомные пространства и расположение гущи электронов в молекулах.  [10]

В настоящее время имеется и более узкое толкование понятия химического строения. Некоторые ученые предлагают сохранить старое содержание понятия химического строения, как порядка химической связи атомов, не включая в него конфигурацию молекул.  [11]

Отвечаю на вопрос Г. В. Челинцева: Вкладываете ли вы в понятие химического строения что-либо иное, кроме размещения электронов и ядер в пространстве. Геннадий Владимирович, это ваш постоянный вопрос, и исчерпывающий ответ на него дан в докладе.  [12]

Действительно, первым важнейшим положением, лежащим в основе понятия химического строения, является положение б том, что в молекуле существует определенный порядок химической связи атомов.  [13]

Чего стоит хотя бы данное академиком: Терениным определение понятия химического строения, как размещения атомов, распределения связей, взаимного влияния атомов, полярности и поляризуемости связей и еще чего-то в молекулах. Поразительно утверждение академика Казанского о том, что в современном плане понятие химического строения сводится к значению размещения атомов ( или ядер и электронной плотности) в молекулах. Никто из ингольдистов-паулингистов не дал ясного определения того понятия химического строения, которое обозначено в названии их доклада. Ясна только тенденция к сведению бутлеровского понятия химического строения молекул к значению их механического состояния.  [14]

Бутлеров ( 1828 - 1886) первым четко сформулировал определение понятия химического строения как способа связи атомов в молекуле. Написанный Бутлеровым в 1864 г. учебник органической химии ( переведен на немецкий язык в 1868 г.) в немалой степени способствовал распространению среди химиков представлений о строении соединений.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Строение вещества

Все что мы видим вокруг, что нас окружает, состоит из крошечных кирпичиков - молекул, которые в свою очередь состоят из атомов. Атомы состоят из еще более мелких частиц - нейтронов, протонов, электронов. Одна молекула может содержать несколько различных атомов, количество и вид которых определяет химические и физические свойства вещества. Например, одна молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Строение вещества

Структура любого атома похожа на миниатюрную модель солнечной системы, у которой в центре расположено ядро, состоящее из нейтронов и протонов, а вокруг ядра вращаются электроны. Каждый элемент атома имеет свой заряд: электрон - отрицательный; протон - положительный; нейтрон - нейтрален. В нормальном состоянии атом имеет нейтральный заряд, так как количество электронов и протонов всегда одинаковое.

От количества протонов в ядре атома зависит к какому химическому элементу относится сам атом. У одного и того же химического элемента в ядре атома может содержаться различное количество нейтронов. Например, атом водорода в своем ядре может содержать один или два протона, либо вообще не содержать протонов. При этом все три вида вещества будут относится к одному химическому элементу - водороду, но будут иметь разные физические свойства. Подобные элементы называются изотопами элемента. Группа изотопов одного элемента называется - нуклидами.

Значительная часть изотопов из-за своей сложной структуры и большого количества элементов в ядре атома, имеют не стабильную структуру и как следствие непродолжительное время существования. Если в ядре атома количество протонов и нейтронов сильно различается, то такой элемент является нестабильным. В результате одни элементы распадаются, образуя более простые элементы, а те в свою очередь так же могут распадаться на еще более простые и стабильные элементы. Данный процесс называется радиоактивным распадом вещества, а время, за которое часть вещества распадается, называется периодом полураспада вещества. Одни элементы могут оставаться стабильными миллиарды лет, другие могут существовать лишь тысячные доли секунды. Процесс распада в природе происходит по определённым цепочкам, от одного вещества к другому на протяжении всего существования материи.

Существует и обратный процесс, кода из более простых веществ, образуются более сложные вещества - данный процесс называется синтезом. Подобные процессы происходят в звездах и других небесных телах, в которых протекают активные термоядерные реакции. Например, в нашем солнце один из основных процессов, это слияние молекул водорода и образование из них молекул гелия.

Радиация

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют - ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение, или еще проще радиация. К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.

Радиоактивное излучение, сталкиваясь с материей, проникает в нее, начинает взаимодействовать с атомами и молекулами, вырывая электроны с внешних оболочек атомов, что приводит к изменению заряда атома.

Ионизация - это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Все элементарные частицы атома обладают огромной энергией и движутся с большими скоростями. В процессе радиоактивного (ионизирующего) излучения, излучаемые элементы сталкиваются с материей, встречающейся у нее на пути, и оказывают на нее мощное энергетическое воздействие. В этом и кроется основная опасность радиации как процесса или воздействия. Под воздействием радиации, как живая, так и не живая материя, может претерпевать значительные изменения, поглощая энергию излучения.

От того, какие элементы излучаются атомом вещества в виде радиации, зависит степень воздействия радиации на вещество.

doza.pro

Химическое строение - вещество - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Химическое строение - вещество

Cтраница 1

Химическое строение веществ формализуется с помощью матриц, а химические реакции - с помощью операторов. Исходным пунктом поиска служит матрица целевой молекулы. С помощью этой программы можно найти и неизвестные еще реакции.  [1]

Химическое строение вещества и характер заместителей влияют на взрывчатые свойства.  [2]

Химическое строение вещества определяет его физические и химические свойства. Изменение последовательности связи атомов приводит к появлению нового вещества. Этим объясняется явление изомерии, суть которого заключается в том, что вещества с одинаковым качественным и количественным составом имеют разное строение и поэтому обладают различными свойствами.  [3]

Химическое строение веществ, образующихся при взаимодействии кетонов с салициловым альдегидом, точно неизвестно. Предполагают, что образуются фенопирилиевые производные 19, причем появляющаяся по мере удлинения цепи алифатического остатка все более отчетливая малиново-красная окраска, вероятно, объясняется явлением галохромии.  [4]

Химическое строение вещества н характер заместителей В-шяют HI взрывчатые свойства. Количество внутренней энергии возрастает с увеличением числа кнсюродг содержащнх групп ( ннтро -, окси - и др.) н уменьшается при вступлении групп, не содержащих кислорода ( СН. Чувствительность ароматических ннтросоедннений к удару возрастает с увеличением числа заместителей в ядре. Повышение чувствительности к удару при введении заместителей свтетельствует об ослаблении устойчивости бензольного ядра, чем облегчается распад молекулы.  [5]

Химическое строение веществ определяет их физические и химические свойства.  [6]

Химическое строение смолисто-асфальтообразных веществ до сих пор достаточно не выяснено, так как они являются смесью высокомолекулярных соединений, легко поддающихся химическим превращениям, в частности окислению.  [7]

Под химическим строением вещества, говоря современным языком, следует понимать последовательность соединения атомов в молекуле вещества. По Бутлерову, х / атомы, входящие в состав молекулы, взаимно влияют - С РУГ на Друга и поведение каждого из этих атомов опре - - - тИеляется не только его собственными свойствами, но влиянием ближайших и более удаленных атомов, в ту же молекулу. Нам сейчас взгляды Бутлерова кажутся совершенно естественными, но в то время ученый, высказавший и отстаивающий их, должен был обладать незаурядной научной смелостью.  [8]

О химическом строении веществ А. М. Бутлеров говорил: От количества сродства необходимо отличать его напряжение - большую пли меньшую энергию, с которой оно связывает вещества между собою. Важно заметить, что здесь А. М. Бутлеров впервые поднял вопрос о напряжении сродства на 24 года ранее А.  [9]

Чтобы определить химическое строение вещества при исследовании деструктивных превращений, используют различные физико-химические методы, которые позволяют измерить параметры вещества, зависящие от его строения. Выбор физического параметра определяется обычно чувствительностью этого параметра к изменению структуры и задачами исследования.  [10]

В оценке химического строения вещества и характера связей между атомами Бутлеров был более прав, нежели Менделеев, который ограничивал понятия атомности, или валентности, эмпирическими представлениями о пределе и о формах соединений.  [11]

Изучение влияния химического строения веществ на их ионизацию целесообразно по многим причинам.  [12]

Связь между химическим строением веществ и их биологическим действием является центральной проблемой в токсикологии и фармакологии. Известно, что все свойства вещества обусловлены его химическим строением. Отсюда следует, что различия в токсическом действии веществ связаны с различиями в структуре их молекул.  [13]

Заключение о химическом строении веществ, по всей вероятности, можно лучше всего основывать на изучении способов их синтетического образования - и преимущественно на тех синтезах, которые совершаются при температуре мало возвышенной и-вообще-при условиях, где можно следить за ходом постепенного усложнения химической частицы. Этот путь постоянно используется в химии.  [14]

Доклад О химическом строении веществ, в котором Бутлеров впервые ( 1861) изложил основные положения теории химического строения, был закономерным итогом эволюции его теоретических взглядов.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Строение вещества в химии

Атомно–молекулярное учение

Изучение строения вещества стало возможным после создания атомно-молекулярного учения. Одним из первых строение вещества стал изучать М.В. Ломоносов, применивший теорию, согласно которой все вещества включают в свой состав «корпускулы». Этим термином Ломоносов называл молекулы. Корпускулы состоят из «элементов». Этот термин Ломоносов применял для обозначения атомов. Все частицы (и атомы, и молекулы) непрерывно движутся. Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов, а сложных – из различных атомов. Учение М.В. Ломоносова нашло дальнейшее развитие в работах Дж. Дальтона, который сделал первые попытки определить атомные массы известных в то время элементов. Однако он отрицал наличие молекул в простых веществах, утверждая, что простое вещество состоит лишь из одних атомов, а сложные вещества состоят из «сложных атомов».

Согласно современным представлениям, молекулы составляют парообразные и газообразные тела. В твердых телах присутствие молекул возможно только при наличии кристаллической решетки, имеющей молекулярное строение.

В атомно-молекулярном учении имеется несколько базисных утверждений: наличие между частицами определенных промежутков, размеры которых зависят от температуры и агрегатного состояния объекта. Наибольшие промежутки между молекулами наблюдаются в газообразных телах, что обуславливает их способность легко сжиматься. Значительно меньше расстояние между молекулами в жидкостях, поэтому они сжимаются труднее. Твердые тела практически не поддаются сжатию, т.к. промежутки между частицами имеют небольшой размер.

Молекулы постоянно находятся в движении. Чем выше температура тела, тем выше скорость движения. Наличие сил взаимного отталкивания и притяжения между молекулами. Молекулы состоят из атомов, находящихся в непрерывном движении. Атомов отличаются друг от друга по своим свойствам и массе. Вещества в твердом агрегатном состоянии, обладающие кристаллической решеткой, имеют в узлах этих решеток молекулы. Связи между атомами и молекулами в таких веществах слабые и разрываются при нагревании, что придает им такие физические свойства как низкая температура плавления.

Молекулы

Однако свойства, которые характерны для одной молекулы, могут быть характерными и для целой группы молекул.

Рассмотрим следующие примеры: молекулы, имеющие разный качественный состав

h3 (водород), N2 (азот), O2 (кислород), F2 (фтор), Sn (сера), C (алмаз)

молекулы, имеющие одинаковый качественный, но различный количественный состав

N2O (оксид азота (I)), NO (оксид азота (II)), N2O3 (оксид азота (III)),

NO2 (оксид азота (IV)), N2O4 (оксид азота (IV)), N2O5 (оксид азота (V))

молекулы, обладающие разным качественным и количественным составом

HNO3 (азотная кислота), Ch4OH (метиловый спирт), SiO2 (оксид кремния).

Структура молекулы складывается из молекулярной и электронной структур. Молекулярная структура включает типы и порядок расположения атомов молекулы в пространстве, длины связей, углы между ними, т.е. координаты всех атомов, входящих в состав молекулы. Реакционная способность – свойство молекулы вступать в химическое взаимодействие с другими молекулами. Она зависит от прочности химических связей внутри молекулы, а также её пространственного строения.

Молекулярная и электронная структуры связаны между собой. Информацию о молекулярной структуре получают из экспериментальных данных, а об электронной – с применением различных теорий электронного строения.

Число атомов в молекуле не ограничено, так, например молекулы газообразных веществ могут иметь в своем составе один атом (Ar), два (O2) или более (S8, (C738h2165O208N203S2Fe)n — гемоглобин). Молекулы, содержащие повторяющиеся группы атомов общей численностью не более 100 называют олигомерами, более крупные – полимерами.

Молекула конкретного состояния не обязательно должна существовать при нормальных условиях. Так, молекулы щелочных металлов при н.у. полимерны, а при высокой температуре, в газовой фазе – двухатомны.

Объединение атомов в молекулы происходит за счет образования химических связей. Химическая связь образуется, если электроны взаимодействующих атомов получают возможность двигаться одновременно вблизи положительных зарядов нескольких ядер. Для объяснения свойств химических связей используют разнообразные подходы, из которых наибольшую значимость имеют метод валентных связей (МВС) и метод молекулярных орбиталей (ММО).

Метод валентных связей

МВС основан на предположении о том, что химическая связь обеспечивается 2-мя электронами, движущимися в ограниченном участке электростатического поля двух ядер – концепция двухэлектронных локализованных связей. МВС позволяет понять способность атомов к образованию определенного числа ковалентных связей, дает удовлетворительное описание структуры и свойств большого числа молекул. Согласно МВС все ковалентные связи осуществляются общей парой электронов (рис. 1).

Рис. 1. Схема перекрывания 1s-электронов в молекуле водорода.

Метод молекулярных орбиталей

ММО представляет собой естественное распространение модели атома, как системы из ядра и электронных оболочек, на случай молекулы. Вся молекула рассматривается как единое целое, состоящее из ядер (вывших атомов) и электронов (ранее принадлежавших атомам. Все электроны являются общими для всех ядер, т.е. химические связи – многоцентровые, каждая связь простирается между всеми ядрами. в той или иной степени. Состояние электронов в молекуле описывается решением соответствующего уравнения Шредингера для молекулярной системы.

Распределение электронов по молекулярным орбиталям в рамках одноэлектронного приближения основано на тех же принципах, что и в строении атома – принципе Паули, правилах Клечковского и правиле Хунда (рис. 2)

Рис. 2. Схема молекулярных орбиталей молекулы водорода.

Примеры решения задач

ru.solverbook.com