Молекула - циклопентан
Cтраница 1
Молекула циклопентана образует правильный пятиугольник, внутренний угол которого ( 108) близок к тетраэдрическому углу. Однако молекула циклопентана и его производных непланарна. Благодаря силам отталкивания между атомами водорода два атома углерода выходят из плоскости цикла. [1]
Молекула циклопентана - модель фуранозного кольца - почти не имеет углового напряжения вследствие близости валентных углов к нормальным углам. Однако поскольку все г мс-расположенные атомы водорода заслоненные, это кольцо в энергетическом отношении не вполне благоприятно. В связи с этим кольца циклопентана, тетрагид-рофурана и фураноз не являются совершенно копланарными, хотя изогнутость их довольно мала. [2]
Поскольку молекулы циклопентанов почти плоские, структуры Хеуорса достаточно хорошо изображают фуранозные формы. [3]
Бездиполыше молекулы циклопентана и циклогексана представляют собой примеры объектов, в которых поле дисперсионных сил оказывает существенное влияние на колебательный спектр. [4]
В молекуле циклопентана С5Н10 пять углеродных атомов связаны циклически, образуя пятиугольник. Каждый углеродный атом соединен двумя хр3 - связями с двумя другими углеродными атомами, причем эти связи несколько отклонены от нормального направления к вершинам тетраэдра, и в результате этого циклическая молекула проявляет большую реакционную способность ( обладает более слабыми связями), чем молекула пентана. Две другие связи направлены под почти правильным тетраэдриче-ским утлом под и над циклом, несколько выступая из него. Поскольку в малых циклах вращение отсутствует, при вращении две метиленовые группы должны попадать в центр кольца, где для них просто не хватит места, и связи, находящиеся выше и ниже цикла, всегда так и остаются соответственно выше или ниже цикла. Изомеры, образованные в результате различного расположения групп в участках молекул с ограниченной вращательной подвижностью, носят название геометрических изомеров. [5]
В молекуле циклопентана существует взаимодействие между атомами водорода, которые в этом случае находятся в заслоненном положении. В результате возникает энергия деформации около 6 ккал / моль. Замена одного из атомов углерода в цикле на атом кислорода должна привести к значительному уменьшению энергии деформации. Атом кислорода и атом углерода близки по размерам, и поэтому структура цикла при такой замене не будет затронута, хотя взаимодействие между атомами, не связанными химической связью, будет уменьшено вследствие удаления двух атомов водорода. При замене атома углерода атомом серы деформация будет уменьшена еще более значительно, так как большой атом серы ослабит угловую деформацию, в меньшей мере допуская возникновение некопланарной формы, и, следовательно, меньше будет и деформация взаимодействия по сравнению с деформацией взаимодействия в кислородзамещенном соединении. [6]
Псевдовращевие в молекуле циклопентана. [7]
 |
Дублетная схема гидрогенолиза циклопентана. [8] |
Согласно дублетной схеме, молекула исходного циклопентана в ходе реакции адсорбируется на катализаторе двумя атомами углерода ( рис. 1), между которыми и происходит разрыв связи. Для платинового катализатора эта схема была отвергнута, так как, в соответствии с ней, подобно цикло-пентанам должны были бы подвергаться гидрогенолизу также циклогексано-вые и парафиновые углеводороды, адсорбция которых на Pt может осуществляться совершенно аналогичным способом. Между тем хорошо известно, что гидрогенолиза циклогексанов и парафинов на Pt не наблюдается. При таком плоском способе адсорбции одна из связей в кольце циклопентана вынуждена растянуться, что и обеспечивает относительно легкий гидро-генолиз кольца. При аналогичной мультиплетной адсорбции циклогексанов и парафинов растяжения связей в них не возникает; это и является, по-видимому, причиной того, что эти классы углеводородов в отличие от циклопен-танов на платиновом катализаторе гидрогенолизу не подвергаются. [9]
Между тем, деформация молекулы циклопентана при такой адсорбции, как показано на рис. 25, будет гораздо больше: одна из пяти С-С - связей обязательно должна будет существенно растянуться. Разрыв этой растянутой ( а следовательно, ослабленной) связи и присоединение водорода происходят по дублетной схеме мультиплетной теории, но для достижения необходимой деформации молекула должна предварительно адсорбироваться на активном центре, представляющем собой полный секстет. [10]
Напряжение валентных углов в молекулах циклопентана и цикло-гексана сравнительно небольшое. Полученное согласие рассчитанных и опытных значений К и АС / Х для этих углеводородов показывает, что взаимодействие с графитом слабо напряженных молекул цикла-нов описывается теми же атом-атомными потенциальными функциями межмолекулярного взаимодействия, что и взаимодействие алканов. Адсорбционные свойства таких цикланов, как и алканов, определяются главным образом составом и геометрическим строением их молекул. [11]
 |
Углеродные скелеты молекул циклопропана, циклобутана. [12] |
Так, например, в молекуле циклопентана один из углеродных атомов находится вне плоскости кольца. Отклонение от плоскости составляет около 0 2 - 0 3 А. [13]
 |
Конформации циклопентана в трех проекциях. [14] |
Питцеровское напряжение сильно снижается в неплоской молекуле циклопентана. Циклопентан существует в двух кон-формациях: конверта и полукресла. На рис. 8.4 изображены эти конформации в трех проекциях. В проекциях 1 и 1 указаны величины ( в нм) выхода атомов углерода из средней плоскости кольца; 2, 2 и 3, 3 - проекции на эту плоскость. [15]
Страницы: 1 2 3 4