Osnovne odredbe teorije koordinacije
U molekuli bilo kojeg složenog jedinjenja, jedan od jona, obično pozitivno nabijenih, zauzima središnji položaj i naziva se agens za kompleksiranje ili centralni ion. Ne može se reći da su kompleksna jedinjenja uvek izgrađena od jona; u stvari, efektivni naboji atoma i molekula koji čine kompleks su obično mali. Stoga je ispravnije koristiti termin centralni atom. Oko njega u neposrednoj blizini nalazi se, ili, kako kažu, koordinirani, određeni broj suprotno nabijenih jona ili električno neutralnih molekula, tzv. ligandi(ili dodaci) i formiranje unutrašnja koordinaciona sfera. Broj liganada koji okružuju centralni ion naziva se koordinacijski broj (kn.)
Unutrašnja sfera kompleks ostaje uglavnom stabilan nakon rastvaranja. Njegove granice su označene uglastim zagradama. Joni prisutni u spoljna sfera, lako se odvajaju u rastvorima. Stoga kažu da su u unutrašnjoj sferi joni vezani nejonski, au vanjskom − jonogeni. Na primjer:
Strelice na dijagramu simbolično predstavljaju koordinacionu ili donatorsko-akceptorsku vezu.
Jednostavni ligandi, na primjer H 2 O, NH 3, CN - i Cl - nazivaju se monodentalni, pošto je svaki od njih sposoban da formira samo jednu koordinacionu vezu (zauzima jedno mesto u unutrašnjoj koordinacionoj sferi). Postoje ligandi koji formiraju 2 ili više koordinacionih veza sa centralnim atomom. Takvi ligandi se nazivaju bi- i polidentat. Primjeri bidentatnih liganada uključuju
oksalat ion C 2 O 4 2- I molekula etilendiamina C 2 N 2 H 8
Po pravilu, sposobnost formiranja kompleksnih jona je d - elementi, ali ne samo; Al i B takođe formiraju kompleksne jone. Kompleksni ioni formirani od d-elemenata mogu biti električno neutralni, pozitivno ili negativno nabijeni:
U anionskim kompleksima, njegovo latinsko ime se koristi za označavanje centralnog atoma metala, a u kationskim kompleksima se koristi njegovo rusko ime.
Naelektrisanja prisutna na kompleksnom jonu su delokalizovana po celom jonu. Za opis
koristi se hemijska veza u sličnim ionima rezonantna struktura, koji je hibrid svih mogućih distribucija elektrona. Različite distribucije se nazivaju kanonske strukture.
Na primjer, nitratni ion ima sljedeće kanonske i rezonantne strukture:
kanonske strukture rezonantne strukture
Naboj kompleksnog jona jednak je algebarskom zbiru naboja centralnog atoma i naboja liganada, na primjer:
4- → punjenje = (+2) + 6(-1) = -4
3+ → punjenje = (+3) + 6(0) = +3
Neki ligandi su sposobni da formiraju ciklične strukture sa centralnim atomom. Ovo svojstvo liganada naziva se njihovim sposobnost heliranja, a spojevi formirani od takvih ligandi se nazivaju helatna jedinjenja(u obliku kandže). Oni sadrže bi- i polidentatni ligand, koji kao da hvata centralni atom poput kandži raka:
U grupu helata spadaju i intrakompleksna jedinjenja u kojima je centralni atom deo ciklusa, formirajući kovalentne veze sa ligandima na različite načine, donor-akceptor i usled nesparenih elektrona (mehanizam razmene). Kompleksi ove vrste su karakteristični za aminokiseline. Dakle, glicin (aminooctena kiselina) formira kelate sa ionima Cu 2+, Pt 2+, Rh 3+, na primjer:
metal za bojenje i izradu filmova u boji. Široko se koriste u analitičkoj hemiji, a njihovo mjesto u prirodi je također veliko. Dakle, hemoglobin se sastoji od kompleksa hema povezanog sa globinskim proteinom. U hemu, centralni ion je Fe +2, oko kojeg su koordinirana 4 atoma dušika, koji pripadaju kompleksnom ligandu sa cikličkim grupama. Hemoglobin reverzibilno vezuje kiseonik i isporučuje ga iz pluća kroz krvožilni sistem u sva tkiva.
Hlorofil, koji učestvuje u procesima fotosinteze u biljkama, strukturiran je slično, ali sadrži Mg 2+ kao centralni ion.
Naboj centralnog jona (tačnije, oksidaciono stanje centralnog atoma) je glavni faktor koji utiče na koordinacioni broj.
| +1 +2 +3 +4 | → → → → | 4;6 6;4 |
Koordinacioni brojevi koji se najčešće javljaju označeni su crvenom bojom. Koordinacioni broj nije konstantna vrijednost za dati kompleksirni agens, već je također određen prirodom liganda i njegovim elektronskim svojstvima. Čak i za iste kompleksne agense ili ligande, koordinacijski broj ovisi o stanju agregacije, koncentraciji komponenti i temperaturi otopine.
Geometrijski oblik kompleksnog jona zavisi od koordinacionog broja njegovog centralnog atoma. Kompleksi sa cn = 2 imaju linearnu strukturu, oni sa cn = 4 su obično tetraedarski, ali neki kompleksi sa cn = 4 imaju ravnu kvadratnu strukturu. Kompleksni joni sa cn = 6 najčešće imaju oktaedarsku strukturu.
kch = 2 kch = 4 kch = 4
cc=6
Teorija rezonancije
Koncept (ili teoriju) rezonancije predložio je Pauling ranih 1930-ih. Njegova glavna ideja je bila sljedeća. Ako Ψ 0 predstavlja neku talasnu funkciju sistema, tada integral (H ^ je Hamiltonov operator) mora biti veći ili jednak energiji najnižeg stanja E 0 . Što je Ψ bliže ovoj svojstvenoj funkciji, razlika E - E 0 će biti manja. Pretpostavimo da smo pronašli funkciju Ψ 1 koja predstavlja moguća stanja sistema, na primjer stanje koje odgovara nekoj elektronskoj Lewisovoj formuli. Zatim, zamjenom Ψ sa Ψ 1 u naznačenom integralu, može se izračunati elektronska energija E 1 kao funkcija međunuklearnih udaljenosti. Slično, funkcija Ψ 2 koja odgovara alternativnoj elektronskoj formuli može se koristiti za izračunavanje E 2 . Ako nivo E 1 leži znatno ispod nivoa E 2, tada će funkcija Ψ 1 bolje aproksimirati osnovno stanje sistema od Ψ 2, a ako nema drugih alternativa, tada se može koristiti samo elektronska formula koja odgovara Ψ 1 uzeti u obzir. Uopšteno govoreći, ako Ψ 1 i Ψ 2 imaju istu simetriju i, što je najvažnije, istu multiplicitet (tj. isti broj nesparenih elektrona), tada se vrijednost E može naći koja odgovara funkciji aΨ 1 + bΨ 2. Kada se E 1 i E 2 ne razlikuju mnogo i kada su članovi koji odgovaraju interakciji između stanja Ψ 1 i &Ψ 2 veliki, onda se ispostavlja da je funkcija koja daje najbolju aproksimaciju svojstvenoj funkciji osnovnog stanja sistem neće biti Ψ 1 i ne Ψ 2, već njihova linearna kombinacija sa koeficijentima a i b, koji su veličine istog reda. U ovom slučaju, nijedna elektronska formula sama po sebi ne može biti pripisana molekulu. Obje strukture su potrebne, iako jedna može imati veću težinu od druge. “Molekul,” primjećuje Pauling, “može se smatrati da brzo fluktuira između dvije elektronske formule, a njegova stabilnost je veća nego za bilo koju od ovih formula zbog “rezonantne energije ovih fluktuacija.” Nakon toga je razvijena teorija rezonancije Pauling, Ueland i drugi autori, koji su ga primijenili na širok spektar hemijskih jedinjenja.
Geneza ove teorije je dovoljno detaljno razmotrena u monografiji G.V. Bykova. Stoga ćemo se, izbjegavajući ponavljanje, ubuduće zadržavati samo na onim pitanjima koja u literaturi nisu dovoljno obrađena.
Koncept rezonancije je najrašireniji u organskoj hemiji. Štaviše, njegova popularnost je bila tolika da se često poistovjećivala s VS metodom. Kada je kritikovana hipertrofija uloge rezonancije elektronskih struktura, takva identifikacija je negativno uticala na stav mnogih hemičara prema VS metodi i dovela do nerazumevanja uloge i logičke strukture ove potonje. Istorijski značaj koncepta rezonancije leži, prije svega, u činjenici da je odredio jedan od mogućih pravaca razvoja VS metode. Drugo, omogućio je bolje razumijevanje odnosa između klasične i kvantne teorije strukture kemijskih spojeva, otkrivajući one aspekte fizičke i kemijske stvarnosti koje nije mogla adekvatno odraziti klasična teorija strukture.
Da bismo jasnije zamislili ulogu rezonancije u logičkoj strukturi ove metode, pokušaćemo da odgovorimo na sledeće pitanje: da li je VS metoda „bez rezonancije“ moguća, i ako jeste, koje će biti njene karakteristike. Sa retrospektivne tačke gledišta, drugi mogući način razvoja BC metode mogao bi biti očuvanje idealne aproksimacije uparivanja, ali bi u isto vrijeme bilo potrebno generalizirati koncept hibridizacije, odnosno koristiti neatomsku, čak i hibridnu ( u uobičajenom smislu riječi) orbitale, kao osnovne funkcije, i njihove linearne kombinacije, općenito govoreći, nisu ortogonalne *. Jednačine koje upravljaju ovim linearnim kombinacijama su Goddardove jednadžbe. U određenom smislu, ova metoda, koju je Goddard nazvao „generalizovana BC metoda“, ujedno je i generalizacija MO metode. Drugim riječima, koncept rezonancije nije poslužio samo kao jedan od načina izražavanja VS metode, koja je davala veću fleksibilnost razmišljanju hemičara, već je bila i svojevrsna prijelomnica koja razdvaja dvije najčešće metode kvantne hemije, VS. i MO, budući da je verzija VS metode „bez rezonancije“ takva modifikacija ove druge koja joj daje karakteristike MO metode.
* (Osnovni AO u uobičajenoj formulaciji BC metode također nisu ortogonalni.)
Ilustrujmo ovu tezu na primjeru molekule benzena. U BC metodi, za opisivanje π-elektronskog sistema molekula benzena, potrebno je uzeti u obzir pet nezavisnih struktura, okarakteriziranih dijagramima I-V (vidi sliku 16). Ovi dijagrami se mogu konstruisati pomoću Youngovih dijagrama i tabela.
Antisimetrična vlastita funkcija operatora može se dobiti iz proizvoda koordinatnih Φ i spin Χ funkcija djelovanjem Godardovog operatora
(3.50)
(3.51b)
(3.51v)
gdje su operatori permutacije prostornih koordinata; - operatori permutacije spin varijabli; - matrični elementi nesvodljive reprezentacije [λ] grupe permutacija N-elektrona; f je dimenzija ove reprezentacije.
Godardova metoda koristi poseban izbor funkcija Φ i Χ u obliku proizvoda jednoelektronskih funkcija:
Multielektronska valna funkcija Godardove metode može se povezati s određenom shemom spin uparivanja, koja će odgovarati nekom generaliziranom Rumerovom dijagramu *. Zaista, kao što je Goddard pokazao, djelovanje operatora na proizvod Φ i Χ je ekvivalentno djelovanju Youngovog operatora na X s naknadnom antisimetrizom:
što uz odgovarajući izbor X u potpunosti odgovara konstrukciji višeelektronske funkcije VS metode. Na primjer, za π-elektronski sistem benzena, izbor
će odgovarati šemi spin uparivanja izraženoj sljedećim dijagramom:
(3.56)
* (Pod generaliziranim podrazumijevamo Rumerov dijagram koji može sadržavati poteze koji se ukrštaju.)
Dakle, umjesto pet dijagrama u generaliziranoj BC metodi, imamo samo jedan. Ovaj dijagram se po izgledu poklapa sa dijagramom V (vidi sliku 16). Međutim, dok dijagrami I-V karakteriziraju uparivanje atomskih π-orbitala, u dijagramu (3.56) linearne kombinacije potonjih (molekularne orbitale) φ k, koje su određene jednadžbama oblika *
* (U MO metodi, molekularne orbitale zadovoljavaju slične jednačine, ali sa efektivnim Hamiltonijanom zajedničkim za sve k N, što određuje njihovu ortogonalnost. U Goddardovoj metodi orbitale nisu ortogonalne i u tom pogledu liče na atomske orbitale.)
Važno je da se ove jednačine mogu tumačiti u okviru modela nezavisnih čestica (IPM), odnosno da se pojedinačnom elektronu može pripisati specifično stanje, koje karakteriše orbitala φ k. Slijedom Goddarda, mogu se specificirati tri uvjeta kako bi se osigurala mogućnost takvog tumačenja:
- N elektrona je povezano sa ne više od N različitih orbitala;
- svaka orbitala mora biti vlastita funkcija nekog efektivnog Hamiltonijana koji određuje kretanje elektrona u polju jezgara i u prosječnom polju drugih elektrona;
- ovo prosječno polje može biti nelokalno, ali mora biti samodosljedno.
Za razliku od Godardove metode, BC metoda u svojoj uobičajenoj formulaciji ne zadovoljava uslove (2) i (3) i stoga se ne može tumačiti u terminima MNF. Istovremeno, dozvoljava generalizaciju u okviru Godardove metode koja zadovoljava sva tri navedena uslova, zbog čega postaje moguća njena interpretacija u terminima MNF.
Naravno, ranih 30-ih godina (i kasnije) gore formulisani pristup nije mogao biti implementiran, uglavnom zato što se, zbog nedostatka potrebne kompjuterske tehnologije, teorija razvijala uglavnom na bazi polu-empirijskih i empirijskih metoda, kao i kao intuitivna generalizacija metoda razvijenih za jednostavne sisteme i bliske (barem u semantičkom smislu) klasičnoj teoriji strukture. Naravno, nedostatak kompjuterske tehnologije za prevazilaženje matematičkih poteškoća problema mnogih elektrona, uz težnju ka napretku u razumijevanju elektronske strukture atoma i molekula, doprinio je razvoju fundamentalnih koncepata koji su zadržali svoj značaj do danas. Međutim, istovremeno su najveći razvoj postigle one ideje i metode koje su se mogle plodonosno koristiti u uvjetima postojanja velikog jaza između kvalitativnog i kvantitativnog aspekta teorije.
Okrenimo se sada drugom pitanju - o stvarnosti rezonantnih struktura. Prvo, nekoliko napomena o terminologiji. Smatramo da se termin „rezonantne strukture“ može koristiti samo ako govorimo o ekvivalentnim strukturama VS metode. Na primjer, strukture butadiena ne mogu se nazvati rezonantnim 
ili ciklooktatetraen 
.
U svakom od ovih primjera, prva struktura se može koristiti kao strukturna formula spoja, ali druga ne može, jer je njegova težina zanemarljiva. Zaista, ispada da je dužina jednostruke veze u takvoj strukturi manja od dužine dvostruke veze, što je u suprotnosti s poznatim empirijskim zakonima koji povezuju višestrukost veze s njenom dužinom. O rezonanciji i rezonantnim strukturama ima smisla govoriti kada su kvantnomehaničke prosječne vrijednosti energije * koje odgovaraju ovim strukturama jednake ili bliske. Međutim, rezonanciju, shvaćenu u gornjem smislu, ne treba povezivati sa bilo kakvim oscilacijama, oscilacijama, pulsacijama ili fluktuacijama, kao što su to činili Pauling i drugi autori. Ovakve pseudoklasične ideje, koje imaju sumnjivu vrijednost u odnosu na elektronski sistem molekula, potpuno su pogrešne u odnosu na atomska jezgra, koja na ovom nivou razmatranja (elektronski problem u adijabatskoj aproksimaciji) treba smatrati nepomičnom. U slučaju „rezonancije“ struktura, spoj se obično ne može okarakterizirati klasičnom strukturnom formulom koja ne bi bila u suprotnosti s njegovim svojstvima. Na primjer, za benzen, nijedna od dvije klasične Kekule formule ne odražava simetriju molekule, njena fizička i hemijska svojstva. Slično, formula 
nije u potpunosti adekvatan za molekulu naftalena, jer treba uzeti u obzir još najmanje dvije strukture:
* (Ove vrijednosti elektronske energije određene su za fiksnu i identičnu konfiguraciju atomskih jezgri za sve strukture primjenom metoda kvantne kemije. Oni nemaju direktno fizičko ili hemijsko značenje i ne mjere se eksperimentalno.)
Rezonancija struktura u organskoj hemiji obično je posljedica uparivanje jednostruke i dvostruke veze ugljik-ugljik, posebno u planarnim cikličkim sistemima (aromatični ugljovodonici i heterocikli). Stoga je koncept rezonancije neko vrijeme bio u osnovi teorije takvih spojeva, sve dok ga nije zamijenila LCAO MO metoda.
Ponekad se koncept "elektronskih izomera" povezuje s konceptom rezonantnih struktura. Istovremeno, oni su definirani kao kemijski spojevi koje karakterizira ista nuklearna konfiguracija, ali drugačija distribucija gustine elektrona. Ova ideja je svakako pogrešna, budući da je distribucija elektronske gustine ta koja određuje ravnotežnu nuklearnu konfiguraciju. Dakle, elektronski izomeri moraju neizbježno odgovarati različitim nuklearnim konfiguracijama, pa se ovaj koncept svodi na uobičajeni koncept izomerizma (pogledajte rad za više detalja).
U svjetlu gore navedenog, logično je pitanje: koje aspekte objektivne stvarnosti odražava koncept rezonancije?
Potreba da se uzme u obzir nekoliko rezonantnih struktura prvenstveno je posljedica činjenice da nije uvijek moguće pripisati kemijsku vezu pojedinačnim parovima atoma, tj. kemijska veza može biti delokalizirana između tri ili više atoma. Takva delokalizacija odgovara rezonanciji kovalentnih struktura. U isto vrijeme, u spojevima s lokaliziranim vezama s dva centra, ove posljednje mogu biti (i obično jesu) polarizirane. Da bi se odrazio polaritet veze, ionsko-kovalentna rezonancija se mora uzeti u obzir. U nekim slučajevima, bez uzimanja u obzir rezonancije struktura, može se dobiti kvalitativno netačan opis elektronske strukture molekula; posebno, može se narušiti korespondencija između simetrije molekule i distribucije elektronske gustine u njoj. , čiji je primjer molekula benzena. Jednostruki prikaz jedinjenja, prihvaćen u klasičnoj teoriji hemijske strukture, približan je sa stanovišta kvantne hemijske teorije, koja opisuje strukturu hemijskih jedinjenja (u okviru VS metode) pomoću nekoliko rezonantnih struktura. . Drugim riječima, koncept rezonancije na nivou aproksimacije koji je određen VS metodom, u koncentrisanom, krajnje šematskom obliku, odražava cjelokupnu evoluciju teorije kemijske strukture - od pripisivanja određene klasične strukturne formule svakom pojedinačnom spoju do uzimajući u obzir delokalizaciju elektrona u kvantnoj teoriji. Dakle, u principu, pojava koncepta rezonancije istorijski je bila završetak kruga ideja koje su bile u osnovi VS metode.
Hemijska rezonanca
Teorija rezonancije- teorija elektronske strukture kemijskih spojeva, prema kojoj je raspodjela elektrona u molekulima (uključujući kompleksne ione ili radikale) kombinacija (rezonancija) kanonskih struktura s različitim konfiguracijama dvoelektronskih kovalentnih veza. Rezonantna valna funkcija, koja opisuje elektronsku strukturu molekula, je linearna kombinacija valnih funkcija kanonskih struktura.
Drugim riječima, molekularna struktura se ne opisuje jednom mogućom strukturnom formulom, već kombinacijom (rezonancom) svih alternativnih struktura.
Posljedica rezonancije kanonskih struktura je stabilizacija osnovnog stanja molekula, a mjera takve rezonantne stabilizacije je rezonantna energija- razlika između uočene energije osnovnog stanja molekula i izračunate energije osnovnog stanja kanonske strukture sa minimalnom energijom.
Rezonantne strukture ciklopentadienid jona
Priča
Ideju o rezonanciji u kvantnu mehaniku uveo je Werner Heisenberg 1926. dok je raspravljao o kvantnim stanjima atoma helijuma. On je uporedio strukturu atoma helijuma sa klasičnim sistemom rezonantnog harmonijskog oscilatora.
Heisenbergov model je primijenio Linus Pauling (1928) da opiše elektronsku strukturu molekularnih struktura. U okviru metode valentne sheme, Pauling je uspješno objasnio geometriju i fizičko-hemijske osobine određenog broja molekula kroz mehanizam delokalizacije elektronske gustine π veza.
Slične ideje za opisivanje elektronske strukture aromatičnih jedinjenja predložio je Christopher Ingold. Godine 1926-1934, Ingold je postavio temelje fizičke organske hemije, razvijajući alternativnu teoriju elektronskih pomaka (teorija mezomerizma), dizajniranu da objasni strukturu molekula složenih organskih jedinjenja koja se ne uklapa u konvencionalne koncepte valentnosti. Termin koji je predložio Ingold za označavanje fenomena delokalizacije elektronske gustine " mezomerizam"(1938), koristi se pretežno u njemačkoj i francuskoj književnosti, a preovlađuje u engleskoj i ruskoj." rezonancija" Ingoldove ideje o mezomernom efektu postale su važan dio teorije rezonancije. Zahvaljujući njemačkom hemičaru Fricu Arndtu, uvedene su sada opšte prihvaćene oznake mezomernih struktura koje koriste dvoglave strelice.
U poslijeratnom SSSR-u, teorija rezonancije postala je predmet progona u okviru ideoloških kampanja i proglašena je “idealističkom”, stranom dijalektičkom materijalizmu – i stoga neprihvatljivom za upotrebu u nauci i obrazovanju:
“Teorija rezonancije”, budući da je idealistička i agnostička, suprotstavljena je Butlerovljevoj materijalističkoj teoriji, kao nespojiva i nepomirljiva s njom;... pristalice “teorije rezonancije” su je ignorisale i iskrivile njenu suštinu.
„Teorija rezonancije“, koja je potpuno mehanička. negira kvalitativne, specifične karakteristike organske materije i potpuno lažno pokušava svesti zakone organske hemije na zakone kvantne mehanike...
...Teorija mezomerne rezonancije u organskoj hemiji je ista manifestacija opšte reakcionarne ideologije kao vajmanizam-morganizam u biologiji, kao i savremeni „fizički“ idealizam, sa kojim je usko povezana.
Kedrov B.M. Protiv “fizičkog” idealizma u hemijskoj nauci. Citat By
Progon teorije rezonancije dobio je negativnu ocjenu u svjetskoj naučnoj zajednici. U jednom od časopisa Američkog hemijskog društva, u pregledu posvećenom situaciji u sovjetskoj hemijskoj nauci, posebno je navedeno:
vidi takođe
Bilješke
Wikimedia fondacija. 2010.
Pogledajte šta je "hemijska rezonancija" u drugim rječnicima:
U NMR, pomak NMR signala u zavisnosti od hemijskog sastava supstance, uzrokovan ekranizacijom spoljašnjeg magnetnog polja elektronima atoma. Kada se pojavi vanjsko magnetsko polje, nastaje dijamagnetski moment atoma, zbog... ... Wikipedia
Slika ljudskog mozga na medicinskom NMR tomografu Nuklearna magnetna rezonanca (NMR) rezonantna apsorpcija ili emisija elektromagnetne energije od strane supstance koja sadrži jezgra sa spinom različitom od nule u vanjskom magnetskom polju, na frekvenciji ν ... ... Wikipedia
- (NMR) rezonantna apsorpcija elektromagnetske energije supstancom, uzrokovana preorijentacijom magnetnih momenata atomskih jezgara. NMR je jedna od metoda radio spektroskopije (vidi Radio spektroskopija). Posmatrano u jakim trajnim magnetima ... ...
Sadržaj... Wikipedia
Nauka o hemijskim elementima i jednostavnim i složenim supstancama koje oni formiraju (osim jedinjenja ugljenika, koja, uz nekoliko izuzetaka, čine predmet organske hemije (vidi Elektronske teorije u organskoj hemiji)). N. x. najvažniji... ... Velika sovjetska enciklopedija
Velika sovjetska enciklopedija
I Hemija I. Predmet i struktura hemije Hemija je jedna od grana prirodnih nauka čiji su predmet proučavanja hemijski elementi (atomi), jednostavne i složene supstance koje formiraju (molekule (vidi Molekula)), njihove transformacije i ... ... Velika sovjetska enciklopedija
Matematika Naučna istraživanja u oblasti matematike počela su da se sprovode u Rusiji u 18. veku, kada su L. Euler, D. Bernoulli i drugi zapadnoevropski naučnici postali članovi Sankt Peterburške akademije nauka. Prema planu Petra I, akademici su stranci... ... Velika sovjetska enciklopedija
Minerali su čvrste prirodne formacije koje su dio stijena Zemlje, Mjeseca i nekih drugih planeta, kao i meteorita i asteroida. Minerali su, po pravilu, prilično homogene kristalne supstance sa uređenim unutrašnjim ... ... Collier's Encyclopedia
Nauka o metodama za određivanje hemijskog sastava supstanci. Hemijska analiza doslovno prožima cijeli naš život. Njegove metode se koriste za temeljno testiranje lijekova. U poljoprivredi se koristi za određivanje kiselosti tla...... Collier's Encyclopedia eBook
Ako promatramo ione i molekule sa stanovišta njihove elektronske strukture, možemo razlikovati, prvo, molekule i ione za koje je moguća samo jedna elektronska formula, na primjer tetrahlorid ugljika, etan, trimetilamin, metilatni ion, i, drugo, molekule i jone za koje se može napisati nekoliko elektronskih formula bez promjene relativnog rasporeda atoma, koje se nazivaju ograničavajuće strukture. Granične strukture mogu biti prepoznatljive ili nerazlučive. U ovom slučaju, nazvanom rezonancija ili mezomerizam, molekul može pokazati posebna svojstva koja se ne mogu izraziti nijednom mogućom formulom. U ovom slučaju se koristi skup ograničavajućih struktura čiji rezultat interakcije (rezonantni hibrid) može biti dati molekul. Stanja mezomerizma između različitih graničnih struktura iste molekule predstavljena su simbolom, na primjer:
Drugi način za predstavljanje rezonancije je korištenje isprekidane linije, na primjer za karboksilat ion:
U opštem slučaju, rezonancija se javlja samo uz učešće elektronskih parova i n molekula. U nekim slučajevima u rezonanciji mogu učestvovati elektronski parovi CH veza; ovaj fenomen se naziva hiperkonjugacija ili superkonjugacija. Brojne eksperimentalne činjenice (anomalije u dužinama veza, dipolni momenti, itd.) tjeraju nas da priznamo da u rezonanciji mogu sudjelovati elektronski parovi -CH veza na -položaju prema dvostrukoj vezi ili u nezasićenim prstenovima. U slučaju propilena, to se očituje u doprinosu sljedećih ograničavajućih struktura:
Kao rezultat toga, -veza na -poziciji prema dvostrukoj vezi djelimično pokazuje svojstva nezasićene dvostruke veze. Ovaj efekat se naziva superkonjugacija (hiperkonjugacija). Za atom ugljika, ovaj efekat se povećava kako se povećava broj atoma vodika koji su s njim povezani. Superkonjugacija se smanjuje sljedećim redoslijedom:
CH 3 -> CH 3 CH 2 ->(CH 3) 2 CH->(CH 3) 3 C-
Ciklopropan, u kojem postoje dvije delokalizirane veze s uglavnom p-karakterom, može se konjugirati s karbonilnom grupom:
Rezonancija se može pojaviti samo između geometrijski sličnih struktura. one. ne bi trebalo da bude praćeno primetnom promenom u rasporedu atoma; moguća je samo promena u distribuciji elektrona unutar molekula. Rezonancija se povećava ako se poveća površina slobodne cirkulacije elektrona (tj. povećava se volumen molekularne orbitale). Veoma jaka rezonancija:
Često, odnosno uvijek, elektroni su rašireni po molekuli na takav način da nije moguće prikazati njegovu elektronsku strukturu u ljudskim razumljivim simbolima jednim shematskim crtežom. Možete, naravno, koristiti kompjuter da pokažete elektronsku gustinu, ali čak ni iskusni hemičar neće uvijek razumjeti o kakvoj se molekuli radi i kakvu reaktivnost od nje može očekivati (i upravo zbog toga su izmišljene sve šeme ). Kako bi nekako riješili situaciju, osmislili su koncept „rezonantnih struktura“ – svojevrsne štake za mrtvace nalik savanskim majmunima koji su naučili brojati banane, ali im je teško razumjeti nešto što ne izgleda kao banana. Općenito, oni crtaju nekoliko shematskih struktura i kažu da se molekul istovremeno opisuje svim ovim strukturama koje su u superpoziciji (a postoje sve vrste Schrödingerovih jednadžbi, o kojima ovdje nećemo govoriti, ali ćemo se sjetiti u nastavku). Većina studenata doživi eksploziju mozga na ovu temu, a mnogi završe diplomu bez razumijevanja sranja.
Zapravo, može se nacrtati ogroman broj takvih rezonantnih struktura za svaki molekul, ali obično koriste jednu u jednostavnim slučajevima (od kojih je većina prisutna), u složenijim slučajevima dvije, a vrlo rijetko tri ili više. Smiješno je da su ljudi dosegli takvu umjetnost blanjanja štaka da su čak naučili izračunati postotak doprinosa svake izmišljene strukture. Naravno, informacija o procentualnom doprinosu ne nosi gotovo nikakvo informativno opterećenje, osim intuitivnog, ali pomalo umiruje mrtvace koji su zabrinuti zbog složenosti svijeta.
Pa, na primjer, dvije rezonantne strukture (~50% svaka) dobro poznatog ozona:
Moje najveće otkriće (temu na linku nisam napisao ja - iskreno) do sada je bila sinteza ovog molekula: R2SiFLi, koji je, prema teoretičarima govana, ~75% (R2SiF)- Li+ (formalno anion) i ~7% (R2Si:) FLi (formalno sililen). Preostalih 18% se otprilike ravnomjerno raspoređuje na još sto-dvije strukture. Inače, reaguje sa jednakom željom kao prva i kao druga struktura. Odnosno, možemo pretpostaviti da se pri interakciji s reagensom A struktura "kolapsira" na jedan, a sa reagensom B na drugi. Otvorio sam kutiju sa pomenutim mačkom sa jedne strane - živ je, sa druge - mrtav.
Kraj hemijskog uvoda.
Čini se da se na sličan način mogu opisati i motivi ljudi da donesu određenu odluku ili mišljenje. Dijete se rodilo otvoreno za sva moguća mišljenja - a onda je odraslo, suočeno sa A ili B - i kolabirano, toliko da ga ne možete izvući. A sposobnost kolapsa/izlaska je (epi)genetski određena.
Ili iz nekog drugog područja: protivnici političara X kažu da je uradio to što je radio jer je želio Nobelovu nagradu za mir/spašen od ljevičarskog suda, a njegove pristalice kažu da mu je iskreno stalo do dobra zemlje i da je izvršio volju većine naroda. U stvari, oboje su u pravu. Sve je to (i još mnogo toga) bilo u superpoziciji. A u kom procentu - svako odlučuje za sebe. Inače, iz ove pretpostavke proizilazi da ako se nešto izbaci iz jednačine - na primjer, ukidanje Nobelove nagrade, uklanjanje vjerovatnoće progona ili nekako dokazivanje da neće biti koristi, bit će samo štete, a većina ljudi je protiv - rješenje u tom obliku vjerovatno neće biti prihvaćeno. I općenito, bilo koja osoba, pri donošenju bilo kakve odluke, vodi se milionima i svjesnih i podsvjesnih razloga koji su u superpoziciji.
Ili naučnici koji veruju. S jedne strane, oni znaju da se istina utvrđuje samo naučnim metodom. Oni također razumiju da postojanje višeg entiteta nije ni na koji način naučno potvrđeno i možda se ne može potvrditi u principu, da je teorijski prikazana mogućnost postojanja svemira bez višeg uma, te da je sveto pismo u sukob sa vidljivim svijetom. Ali s druge strane, „“ se već srušio, a njihovi mozgovi moraju živjeti u superpoziciji nauke i religije. Ako pitate za nauku, oni reaguju u skladu s tim. Ako govorimo o religiji, drugi dijelovi mozga rade. I ne mešaju se jedno u drugo.
Iz ovog opisa može izgledati da u teoriji možemo izračunati u kom slučaju će biti reakcija. Ovo je tačno u hemiji. Ali u psihologiji to uopće nije činjenica, jer iznad svega vjerojatno postoji šansa, čiji utjecaj još nije potpuno isključen.