Cтраница 3
Если, смотря вдоль винтовой оси в направлении, противоположном смещению, мы видим, что поворот совершается против часовой стрелки, то эта ось считается правой. Левая и правая винтовые оси второго порядка совершают одинаковые преобразования. [32]
Такое движение, очевидно, будет винтовым, поэтому и ось названа винтовой. Последнее свойство отличает винтовую ось второго порядка от винтовых осей высшего порядка, о которых будет речь впереди. Мы назвали винтовую ось двойной или осью второго порядка потому, что при полном обороте вокруг нее ( вместе с соответствующими перемещениями) бесконечная фигура два раза приходит в совмещение сама с собой. [33]
![]() |
Плоскость скольжения. [34] |
Форма кристалла не может указывать на наличие элементов симметрии, включающих трансляцию, но присутствие винтовых осей и плоскостей скольжения можно легко обнаружить с помощью рентгеновских лучей. Если кристалл обладает винтовой осью второго порядка, проходящей параллельно [ а ] ( рис. 7.4), то ровно на половине пути между плоскостями ( 100) будет находиться слой атомов. Поэтому, как видно из разд. [35]
Схематическое представление этой структуры в проекции на плоскость хОу дано на фиг. Ее представительные элементы: тождественное преобразование, три взаимно перпендикулярные винтовые оси второго порядка, центр симметрии и три плоскости, две из которых являются плоскостями зеркального скольжения. [36]
В этом последнем случае ( более 90 % органических кристаллов построены из подобных слоев) молекулы укладываются характерным зигзагообразным рисунком. Ряды молекул, образующих слой, связаны между собой винтовой осью второго порядка 2 Это значит, что один ряд молекул может быть переведен в соседний поворотом на 180 и сдвигом на полпериода вдоль оси. [37]
В первом приближении можно полагать, что в ИК-спектре кристаллической целлюлозы проявляется столько же видов валентных колебаний ОН-групп, сколько ОН-групп содержит асимметричная единица. ОН-групп в фазе и противофазе, что связано с наличием винтовой оси второго порядка. Однако опыт показывает, что число полос в области валентных колебаний ОН-групп меньше, чем предсказывает теория, поэтому имеющиеся в настоящее время данные трактуются полуэмпирически. Обычно исходят из наиболее вероятной конформации цепи, размеров элементарной ячейки и примерного расположения звеньев в элементарной ячейке. При этом пытаются связать наблюдаемые полосы валентных колебаний О - Н - групп с внутри - и межмолекулярными водородными связями, учитывая данные по дихроизму и длине связей. [38]
При изучении кристаллической структуры целлюлозы I Эллис и Варвикер [23] пришли к выводу, что винтовая ось второго порядка не характерна для структуры целлюлозы, и предложили использовать ранее упомянутую элементарную ячейку больших размеров. Они установили, что экспериментальные результаты согласуются, по крайней мере качественно, с представлениями о системе параллельных цепей для целлюлозы I, при этом нет необходимости допускать наличие винтовой оси второго порядка для цепи или для всей системы. [39]
Эллис и Варвикер попытались представить структуру целлюлозы I на основе этой новой модели, отбросив предположение о наличии винтовой оси второго порядка. Они пришли к заключению, что возможны структуры, для которых согласие между экспериментальными и рассчитанными величинами интенсивностей будет такое же, как полученное Майером и Мишем, однако ни одна из структур не удовлетворяла полностью всем требованиям. При обсуждении предположения о наличии винтовой оси второго порядка для целлюлозы следует учитывать результаты Нормана [24, 25], который рассчитал функцию цилиндрического распределения. Он установил, что отклонения от винтовой оси второго порядка для соседних пиранозных звеньев одной макромолекулы очень малы или вообще отсутствуют как в целлюлозе I, так и в целлюлозе II. [40]
![]() |
Символические обозначения элементов симметрии, содержащихся в пространственной группе Р2 / с. [41] |
Из первого столбца табл. 17.1 видно, что мы имеем дело с моноклинной системой, которая относится к числу наиболее распространенных пространственных групп. Ее операции содержатся в наименовании, и табл. 17.1 позволяет установить, что это за операции. Как отмечалось ранее, примитивная решетка имеет винтовую ось второго порядка с перпендикулярной ей плоскостью с-скольжения. [42]
В рассмотренном примере симметрия относительно обращения времени приводит к удвоению размерности физически неприводимого представления для значений волнового вектора, заполняющих прямую линию ( ось симметрии) в k - пространстве. Существуют также и случаи, когда такое удвоение происходит для значений k, заполняющих целую плоскость в k - пространстве. Именно, речь идет о плоскости, перпендикулярной к винтовой оси второго порядка. [43]
![]() |
Полосы СН - и CD-валентных колебаний в спектре нативной целлюлозы. [44] |
Оказалось, что полосы поглощения CD-групп не могут быть получены простым смещением полос поглощения СН-групп. Происходящие в фазе колебания соседних глюкозных остатков, связанных винтовой осью второго порядка, вызывают появление полос, имеющих зт-дихроизм, в то время как при колебании в противофазе полосы обладают a - дихроизмом. Отношение частот составляет 1 325 - для антисимметричного и 1 37 - для симметричного СН2 - валентного колебания. Более сильное движение атома углерода при антисимметричном колебании объясняет меньшее значение отношения частот. [45]