Cтраница 2
Различие в строении собственно геометрических изомеров можно было часто устанавливать и химическим путем, уже в начале XX в. Однако детальную и, главное, убедительную картину пространственного строения органических соединений химики-органики получили после создания рентгене - и электронографического методов определения абсолютных значений геометрических параметров молекул, а также применения для этой цели спектроскопии. [16]
Гмелин ставит вопрос так: если высказываются предположения о форме атомов, то почему нельзя строить предположений и о их взаимном расположении в каком-либо соединении [ там же, стр. Особенно интересно то, что Гмелин показывает на моделях связь пространственного строения органических соединений с реакционной способностью. Например, один из четырех водородов уксусной кислоты замещается металлом потому, что он лежит вне ядра. Замечательны следующие слова Гмелина: Верно ли или неверно расположение атомов, которое мы здесь приняли в качестве предположения, но каждый атомист должен согласиться, что атомы не смыкаются в один ряд, как это выражает формула, но в силу своего сродства они по возможности сближаются друг с другом и таким образом создают более или менее правильные в большинстве случаев телесные ( korperliche) фигуры; поэтому представляется черезвычайно важным с известной сколь возможной правдоподобностью определить это расположение, ввиду того, что в таком случае может быть пролит свет на форму кристаллов, изомерию и другие соотношения и только таким образом может быть выработано правильное воззрение на конституцию органических соединений [ там же, стр. [17]
Знания о пространственном строении веществ и о том, как оно изменяется в химических реакциях, составляют важную область химической науки - стереохимию. Стереохимия играет большую роль в изучении механизмов химических реакций, химических процессов, происходящих в живых организмах, и в решении многих других проблем. С пространственным строением органических соединений связана их биологическая активность. [18]
Впоследствии оказалось, однако, что на свойства молекул в большей или меньшей степени, но во всяком случае меньше, чем химическое строение, влияет и пространственное расположение атомов - изучение этого влияния и привело к возникновению стереохимии. Таким образом, старая идея, временно отвергнутая, казалось бы, нашла в стереохимии свое новое воплощение. В действительности между доструктурными представлениями о пространственном строении органических соединений и стереохимией существует не только хронологический разрыв, заполненный становлением теории химического строения, но и глубокая разница по существу: первые - это чистейшей воды гипотезы, не поддававшиеся опытной проверке и не обладавшие никакой предсказательной силой, тогда как стереохимия вскоре после своего возникновения стала таким же надежным руководителем химика-экспериментатора, каким была классическая теория химического строения. [19]
Бартон в обзорной статье по стереохимии [ 1, стр. Однако слова чуть было не проглядели звучат как несправедливый упрек в адрес химиков прошлого века, как это хорошо видно из последнего раздела главы IV. В действительности современная стереохимия выступает здесь прямой преемницей стереохимии классической, и эта преемственность состоит в том, что установление в конце прошлого века ограниченного вращения вокруг простой связи привело в 30 - х годах этого века к разработке учения о конформациях - нового раздела в теории пространственного строения органических соединений. [20]
Современная стереохимия включает в себя, конечно, основные идеи и достижения классической стереохимии, но отличается от последней главным образом в двух отношениях. В современной стереохимии широко применяются разнообразные экспериментальные физические методы исследования пространственного строения молекул, что позволило превратить исходные положения классической стереохимии из гипотез, которые ранее, как будет видно из следующей главы, подвергались многочисленным попыткам пересмотра, в твердо установленные истины. Второе отличие современной стереохимии от классической связано с разработкой, после создания квантовой химии, учения о природе химической связи, а следовательно, с подведением под стереохимию фундамента в виде физической теории. В результате современная стереохимия может более тонко и точно описать пространственное строение органических соединений. [21]
Влияние некоторых веществ на плоскость колебаний поляризованного света известно давно и обозначается как оптическая активность. Причина оптической активности может быть различной. Некоторые неорганические вещества оптически активны только в твердом состоянии, в расплаве или в растворе их оптическая активность исчезает, следовательно, она связана с их кристаллической структурой. В других случаях наблюдают вращение плоскости колебаний поляризованного света при прохождении луча через соединение при наложении сильного магнитного поля. Угол вращения пропорционален интенсивности магнитного поля, и, следовательно, оптическая активность является временным свойством. Некоторые органические вещества оптически активны в жидком состоянии, в растворе и даже в газовой фазе, как это было показано Био в 1815 г. Таким образом, оптическая активность соединений - это свойство самих молекул и она должна определяться их хиральной структурой. Исходя из этих предпосылок, Ле Бель и ВантТофф предложили теорию, согласно которой молекулы являются трехмерными структурами, и заложили основы представлений о пространственном строении органических соединений, которые общеприняты в настоящее время. [22]