Cтраница 3
Согласно теории групп, свойства симметрии данной молекулы позволяют решить вопрос о том, совместима она со своим зеркальным изображением или нет. Молекулу, которая лишена элементов симметрии или имеет только простую ось симметрии ( и ни-одного из трех вышеуказанных элементов симметрии) невозможно совместить с ее зеркальным изображением. Следовательно, возможны два пути решения вопроса, является ли данная молекула оптически активной. [31]
Оптической активностью молекулы обладают в тех случаях, когда они содержат асимметрический центр. Но в общем случае оптическая изомерия не обязательно связана с наличием такого центра. Она может быть обусловлена общей диссимметрией молекулы. Если молекула имеет плоскость или центр симметрии или альтернирующие оси симметрии, то она не проявляет оптической активности. Это не относится к простым осям симметрии, например, второго порядка; наличие такой оси не исключает диссимметрии молекулы. В то же время известны молекулярные структуры, не И1 1еющие никаких элементов симметрии, но тем не менее лишенные зеркальных антиподов. [32]
Только эти четыре элемента симметрии - плоскость симметрии, простая ось симметрии, центр инверсии и инверсионная ось - встречаются в кристаллах как в отдельности, так и в виде их комбинаций друг с другом. Называются они точечными группами симметрии, так как при выводе их1 все элементы предполагаются проходящими через одну точку внутри кристалла. В соответствии с возможными группами симметрии все кристаллы также делятся на 32 класса. Для обозначения отдельных классов применяются чаще всего следующие символы. Цифрами 1, 2, 3, 4, 6 обозначают пять классов только с одной простой осью симметрии, причем класс 1 означает отсутствие элементов симметрии. Символы 22 32 42 62 означают четыре класса, где к осям 2, 3, 4 и 6 порядков добавлена перпендикулярная ось второго порядка. Остальные 14 классов выводятся через добавление двух плоскостей симметрии и инверсионной оси. [33]
Более того, в плоской форме должны были бы проявиться сильные взаимодействия за счет заслонения, возникающего между вици-нальными водородными атомами. Закс показал, что ненапряженные углы между связями, равные 109 5, могли бы существовать, если бы атомы углерода находились в альтернирующих положениях выше и ниже общей плоскости кольца. При таком расположении атомов углерода вицинальные водородные атомы становятся заторможенными и, таким образом, устраняются неблагоприятные взаимодействия, связанные с заслонением. Хотя некоторые дополнительные соображения, на которых был основан анализ Закса, были отброшены Мором [28], все же этот анализ явился первым проникновением в конформа-ционные свойства циклических молекул. В настоящее время имеется много доказательств того, что наиболее устойчивой конформа-цией циклогексана и многих его производных является конформация кресла. На приведенных выше проекциях Ньюмена подчеркнуто заторможенное положение атомов водорода в кольце. Из этой конформации вытекает существование двух типов связей углерод - водород. Конформация кресла имеет простую ось симметрии третьего порядка. Шесть связей С - Н примерно параллельны этой оси: три направлены вверх, а три - вниз. Эти связи называют аксиальными. [34]