Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Харгиттаи И. -> "Симметрия глазами химика" -> 35

Симметрия глазами химика - Харгиттаи И.

Харгиттаи И., Харгиттаи М. Симметрия глазами химика — М.: Мир, 1989. — 496 c.
ISBN 5-03-000276-6
Скачать (прямая ссылка): xagita.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 140 >> Следующая

* Влиянию напряжения на геометрические параметры циклических углеводородов посвящен обзор МП. Козиной, B.C. Мастрюкова, Е. М. Мильвицкой (Успехи химии, 1982, т. 51, с. 1337). Прим. перев.
** См. также книгу H. С. Зефирова, С. С. Трача и О. С. Чижова «Каркасные и полициклические соединения. Молекулярный дизайн на основе принципа изоморфного замещения» (Итоги науки и техники. Органическая химия, Т. 3.- М.: \979).-Прим. перев.
*** Строение этой молекулы в кристалле см. в работе: Irngartinger И., Goldman А., Jahn R., Nixdorf М., Rodewald Н.. Maier G., Malsch K.-D., Emrich R., Angew. Chem., 96, 967 (\9%4).-Прим. перев.
н I н
/
4^
н I н
Рис. 3-32.
а-тетраэдран, (СН)4. Имеет очень высокую энергию напряжения и пока еще не ^т'пТ (?); ^"Р^/^-бутилтетраэдран, {С[С(СН3)3]}4 [26]; «-кубан, (СН)8 [27]; г-додекаэдран, (СН)20 [13].
Молекулы, их форма и геометрическое строение
127
аниона достигается путем «перетекания заряда», с помощью которого делокализуется лишний электрон».
В серии выпуклых полиэдрических углеводородов каждый атом углерода связан с тремя другими атомами углерода. Четвертая связь направлена наружу к атому водорода, таким образом вокруг многогранника из атомов углерода существует аналогичный полиэдр, в вершинах которого находятся атомы водорода. Ребрами таких чисто «углеродных» полиэдров являются химические связи углерод-углерод, а рёбрам большего по размеру полиэдра, состоящего из протонов, не соответствуют какие-либо химические связи. Именно такой тип построения полициклических углеводородов оказывается невозможным в двух оставшихся Платоновых телах, поскольку в вершинах октаэдра встречается по четыре связи, а в вершинах икосаэдра по пять. По аналогичным причинам только семь из 13 архимедовых многогранников могут выступать в роли полиэдрической серии (СН)„. В табл. 3-3 собраны некоторые характеристики полиэдранов, заимствованные из работы Шульца [14]. Нами только отмечены те углеводороды, которые уже были синтезированы к моменту написания данной книги.
Как видно из рассмотрения рис. 3-32 и 3-33, молекулу кубана можно считать и называть тетрапризманом. Ее можно описать в виде восьми идентичных метановых групп, расположенных в вершинах правильной тетрагональной призмы симметрии Ок\ химические связи имеются в двух параллельных четырехчленных циклах, которые соединены друг с другом так, что дополнительно возникают еще четыре четырехчленных кольца. Трипризман, (СН)6 [28] и пентапризман, (СН)10 [29] обладают симметрией йзк и 05(1 соответственно; обе молекулы показаны на рис. 3-33. Попытки синтеза пентапризмана представляли собой цепь неудач, но эта история имеет «счатливый конец» [29]. Следующий член ряда, гексапризман, (СН)12, который можно рассматривать как димер бензола типа «лицом к лицу» (рис. 3-33), к моменту написания книги пока еще не синтезирован*. В табл. 3-4 представлены некоторые геометрические характеристики углеводородов, имеющих строение призманов (займет-
1> ч
а б в г
Рис. 3-33.
а-трипризман, (СН)6 [28]; б-тетрапризман (кубан), (СН)8 [27]; в-пентаприз-ман, (СН)ю [29]; г-гексапризман, (CH)i2, пока не синтезирован.
* Его геометрическое строение рассчитано методом молекулярной механики. См.: Allinger N.L, Eaton P.E., Tetrahedron Lett., 24, 3697 (1983).-Прим. перев.
128 Глава З
Таблица 3-3. Характеристика полиэдрических молекул по Шульцу [14]
Молекула Формула Форма граней (правильные многоугольники) и их число Углы граней Синтезирован?
Тетраэдран (СН)4 Треугольник, 4 60" __
Кубан (СН)8 Квадрат, 6 90° Да
Усеченный (СН)12 Треугольник, 4 60° -
тетраэдран Шестиугольник, 4
Додекаэдран (СН)20 Пятиугольник, 12 108° Да
Усеченный (СН)24 Квадрат, 6 90" —
октаэдран Шестиугольник, 8 120°
Усеченный кубан (СН)24 Треугольник, 8 60° —
Восьмиугольник, 6 135°
Усеченный (СН)48 Квадрат, 12 90° —
кубооктаэдран Шестиугольник, 8 120°
Восьмиугольник, 6 135°
Усеченный (СН)60 Пятиугольник, 12 108° —
икосаэдран Шестиугольник, 20 120°
Усеченный (СН)60 Треугольник, 20 60°
додекаэдран Десятиугольник, 12 144"
Усеченный (СН)120 Квадрат, 30 90" —
икосододекаэдран Шестиугольник, 20 120°
Десятиугольник, 12 144°
вовано у Шульца [14]). я-Призман в общем виде может быть описан как состоящий из 2л идентичных метановых групп, расположенных в вершинах правильной призмы симметрии ОпА; химические связи образуют два параллельных и-членных цикла, которые соединяются друг с другом, давая п четырехчленных колец.
Между прочим, правильные призмы и правильные антипризмы в то же время являются полуправильными, т.е. архимедовыми, телами. Более того, вторая призма в своей наиболее'симметричной конфигурации является правильным полиэдром - кубом, а первая антипризма в своей наиболее симметричной конфигурации также является правильным полиэдром - октаэдром.
Выше мы упомянули только несколько наиболее симметричных структур. Если же выйти за пределы наиболее симметричных выпуклых полиэдров, то вариации окажутся практически бесконечными. Так, например, число возможных изомеров для тетрациклического углеводорода С]21-^8 с 12 остовными атомами равно 5291 [30]. Из всех этих геометрических возможностей только несколько соответствуют устойчивым молекулам [31], одной из которых является айсеан*, показанный на рис. 3-34 [32]. Эту молекулу можно представить себе в виде двух
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 140 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed