Химиялық құрылыс теориясының қазіргі мәні

0

Жоспар:

  1. Құрылыс теориясының қазіргі мәні.
  2. Стериохимия

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі және қосымша әдебиет

  1. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органикалық химия. М. ВШ., 1981ж.
  2. Грандберг И.И. Органическая химия. М.,1974г.
  3. Бірімжанов Б. Жалпы химия. Алматы: ҚазҰУ, 2001ж.
  4. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: Ана тілі-1992ж.
  5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.ВШ., 1988г.
  6. Усанович М.И. Из истории химии. Алматы: «Қазақ университеті»-2004ж
  7. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы: «Білім», 2003ж.

 

Лекция мәтіні:

  1. А. М. Бутлеровтың айтқан қағидалары өз мағынасын осы күні де жоғалтқан жоқ, тек ол кездерде айтылған түсініктер, ғылымның бүгінгі дәрежесіне сәйкес толықтырылып қарастырылуы қажет:

Кезінде А. М. Бутлеров:

— о р г а н и к а л ы қ   з а т т а р д ы ң    м о л е к у л а с ы н   қ ұ р а ст ы      р ы п   т ұ р ғ а н   а т о м д а р   б і р – б і р і м е н   б е л г і л і   б і р  т ә р т і п т е х и м и я л ы қ   к ү ш т е р   а р қ ы л ы   б а й л а н ы с т а   б о л а д ы   деп көрсетті. Оның бұл бірінші қағидасы өз мәнін түгелдей сақтады. Қазірде біз физиканың, квант механикасының жетістіктеріне сүйене отырып, сол «химиялық күштерді» валенттілік сызықшалармен белгілеп қана қоймай, атомдар арасындағы химиялық байланыстардың электрондық табиғатын көрсете білеміз, математикалық есептеулер арқылы ол байланыстардың күшін айта аламыз:

— з а т    қ ұ р ы л ы с  ы н    х и м и я л ы қ    ә д і с т е р м е н     о қ ы п –    б і л у г е   б о л а д ы. Бұл Бутлеровтың екінші қағидасы еді. Ол да өз мағынасын   жоғалтқан жоқ,   тек қазір   біз оны   толықтырып:   з а т                  қ ұ р ы л ы с ы н   х и м и я л ы қ   ж ә н е  ф и з и к а л ы қ   ә д і с т е р м е н      о қ ы п   б і л у г е   б о л а д ы  деп айтуымыз керек. Оған себеп бүгінде зат құрылысын анықтауда тек химиялық әдістер ғана қолданып қоймайды, сонымен қатар көптеген физикалық әдістер (УФ-, ИҚ-, ЯМР-, ЭПР, масс – спектроскопия, рефрактометрия, диполь моментін анықтау, рентгенография, электронография, т.б.) де өте жиі қолданылады және олар зат құрылысы туралы мағлұматтарды өте қысқа уақытта – ақ анықтап бере алады;

— з а т т ы ң   ф о р м у л а с ы  а т о м д а р   а р а с ы н д а ғ ы   х и м и я     л ы қ   б а й л а н ы с т а р д ы ң    р е т і н   к ө р с е т у г е   қ а ж е т , — деді       А. М. Бутлеров. Бұл көзқарас та өз мазмұнын осы уақытқа дейін жойған жоқ. Алайда, егер А. М. Бутлеров өз кезінде бұндай пікірді тек жай бір байланыс, қос – және үш байланыс туралы айтса, бүгінде оның мәні кеңейді. Бүгінде химиктер әрбір байланыстың электрондық табиғатын ғана біліп қоймайды, сонымен бірге әрбір химиялық байланыстың физикалық шамаларын (ұзындығын, валенттілік бұрышын, энергиясын, полюстігін, полюстенетіндігін де сипаттап бере алады. Сонымен қатар, қазіргі ғылым дәрежесі әрбір химиялық байланыстың бір – біріне, атомдар мен атомдар топтарының бір – біріне тигізетін әсерін де химиялық формулаларда көрсетуге болатындығын пайымдайды) формула әртүрлі  эффектілердің бағытын көрсету т.б.

— ә р б і р   з а т т ы ң   т е к  ө з і н е   ғ а н а  т ә н   б і р   қ ұ р ы л ы с        ф о р м у л а с ы  б о л у ы   к е р е к  деген   қағида да осы  күнге  дейін өз күшін сақтайды. Шынында  да әрбір изомердің өзіне тән құрылыс формуласының бар екенін ескерсек, бұл жерде де А.М. Бутлеровтың қағидасының дұрыстығына көзіміз жетеді;

— ф о р м у л а    р е а л ь д ы    т ү р д е    ө м і р  с ү р е т і н   м о л е к у л а л а р д ы ң   қ ұ р ы л ы с ы н   с и п а т т а й д ы, — деп жазды А.М. Бутлеров. Оның бұл материалистік көзқарасы құрылыс теориясының радикалдар, типтер теорияларынан дүние тану мәселесінде әлде қайда жоғары сатыда екенін көрсетті және сол ілімнің одан әрі қарай дамуына себепкер болды.

А.М. Бутлеровтың қағидаларын осы күнгі ғылым талабына сай мынадай етіп тұжырымдауға болады: о р г а н и к а л ы қ  з а т т а р д ы ң  ф и з и к а л ы қ ж ә н е  х и м и я л ы қ  қ а с и е т т е р і – о л а р д ы ң  м о л е к у л а с ы н ы ң   қ ұ р а м ы н а  с о н ы м е н  қ а т а р,  х и м и я л ы қ,  к е ң і с т і к  ж ә н е          э л е к т р о н д ы қ  қ ұ р ы л ы с ы н а  б а й л а н ы с т ы.

2. СТЕРЕОХИМИЯ

Изомерияның болу себептерін зерттеу үстінде, заттардың құрылыс теориясының негізінде стереохимия келіп шықты.

 

С т е р е о х и м и я – атомдардың кеңістіктегі орналасуын зерттейтін ғылым. Оның негізін қалаушылар голланд Якоб Генрих Вант – Гофф (1852 — 1911) және француз ғалымы Жозеф Ашиль Ле – Бель (1847 — 1930). Олар бір – біріне тәуелсіз түрде 1874 жылы көміртегі атомының тетраэдр моделін ұсынды,

сөйтіп классикалық стереохимияның негізін жасады.

Стереохимия теориясы бойынша органикалық қосылыстардағы көміртегі атомының геометриялық пішіні тетраэдрге ұқсайды. Осы тетраэдрдің нақ ортасында көміртегінің өзі орналасады да, ал оның төрт байланысы тетраэдрдің төбесіне қарай бағытталған. Байланыстар бір–бірінен бірдей өлшемді бұрыштар жасап орналасқан. Айтылғандарды метан молекуласының тетраэдрлік моделінен жақсы байқауға болады (1- сурет).

Бұл теория бойынша жай байланыс төбелерімен қосылған тетраэдр, қос байланыс қырларымен қосылған тетраэдр, ал үшбайланыс жақ беттерімен қосылған тетраэдрлер түрінде көрсетіледі (2 — сурет).

Вант – Гофф пен Ле – Бель көміртегі атомының тетраэдрлік концепциясына органикалық заттардың оптикалық активтігін зерттеу үстінде келген. Сонымен қатар бұл теория  геометриялық изомерия дегенде де толық түсінік берді.

Классикалық стереохимия  тек қана кеңістік изомериясын түсініп қойған жоқ, сонымен қатар көптеген стереоизомерлердің алу жолдарын табуға физикалық, химиялық қасиеттерін, өзара бір түрден екінші конфигурациялы түріне ауысуын оқып білуге, олар туралы болжаулар жасауға мүмкіндік берді.

2 – сурет.

метан (І), этан (ІІ), этилен (ІІІ) ацетилен (ІV) — молекулалары

Я. Вант – Гофф органикалық химияға көптеген жаңа ұғымдарды енгізді:

— төрт түрлі орынбасарлармен  байланысып  тұрған  атомды а с и м м е т р и я л ы қ  атом (төменде көрсетілген бутанол – 2-де белгі салынып көрсетілген көміртегі) деп атады:

                                                           Н

 

 

                                      СН3             С*            С2Н5

 

 

                                                                    ОН

—  молекулалардың конформациясы (түр сипаты, молекула құрылысының тұрмыста көріп жүретін бір нәрселердің формасына ұқсастығы) заттың тұрақтылығын біршама сипаттай алатын геометриялық форма;

—  цис-, транс- формалар туралы;

— жай байланысы бар заттар молекуласында атомдар тобының еркін айналысы:                                                                                              Н

                                                         Н             Н

                                                                    С

                                                         С

                                                     Н                  Н

                                                                Н

болатындығы және т.б. өз заманында өте озық пікірлер айтты.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ