Файл: Татевский В.М. Классическая теория строения молекул и квантовая механика.pdf

Примерами таких рядов, помимо рассмотренного выше, являются

Естественно, что аналогично понятию первого окружения атома может быть введено понятие второго окружения атома в молеку­ лах. Учет второго и более высоких окружений атомов в молекулах может быть сделан двумя путями. Можно при классификации ато­ мов по видам (разновидностям) учитывать не только первое, но и второе и, в принципе, высшие окружения атома. Тогда число видов (разновидностей) атомов, встречающихся в молекулах определен­ ных рядов, резко возрастет.

Можно после классификации атомов по видам (разновидностям) на основе их первого окружения провести дальнейшую более де­ тальную классификацию атомов каждого вида (разновидности). Можно ввести соответствующее новое понятие (и новый термин) для полученных таким образом отличий атомов при такой более детальной классификации.

Подробнее этот вопрос рассматривать не будем.

Приведенная выше классификация атомов по типам и видам (разновидностям) имеет своей конечной целью создание теорети­ ческого аппарата, способного отобразить экспериментальные закономерности в свойствах молекул и дающего возможность пред­ сказывать свойства многих еще не изученных молекул определен­ ных рядов, опираясь на свойства сравнительно небольшого числа изученных молекул каждого ряда. Однако для этой цели по отно­ шению к основной массе молекул каждого конкретного ряда, в пре­ делах современной точности экспериментальных данных, вполне достаточно классификации атомов по типам и видам с учетом только первого их окружения. Учет второго окружения (и высших) имеет смысл только для небольшого числа молекул ряда — именно изомеров молекул с сильно разветвленными цепями и некоторых поворотных изомеров (конформеров) молекул с сильно сближен­ ными в пространстве атомами.

§ 9. Понятие типа химической связи. Классификация химических связей по типам

В ортодоксальной классической теории строения в начальный период ее развития главные взаимодействия атомов в молекулах (химические связи атомов) классифицировались обычно только по родам. При такой классификации первоначально учитывались лишь

связи в одной молекуле или ряде молекул, образованные атомами заданной химической индивидуальности и имеющие одинаковую кратность (например, все связи О—Н), считались эквивалентными в любых молекулах и рядах молекул и относились к одному роду *.

Выше было показано, что возможно дополнить систему понятий

сификации атомов в молекулах и рядах молекул не только хими­ ческую индивидуальность атомов, но также их валентность, валент­ ное состояние (распределение) единиц сродства по связям и первое окружение.

химической индивидуальностью обоих связанных атомов, кратностью связи и числами валентности, для каждого из связанных атомов. Первоначально числа валентности связанных атомов при классификации связей по родам обычно не учитывались.

только по химической индивидуальности связанных атомов и кратности связи), обычно проводившаяся в первый период разви­ тия ортодоксальной классической теории. Понятие типа химической связи может быть введено следующим путем. Определим тип хи­ мической связи через посредство типов двух атомов, которые ее образуют, и кратности связи. Иными словами, отнесем к одному определенному типу все связи в одной или в разных молекулах, если один из двух атомов, образующих связь, во всех рассматри­ ваемых связях относится к одному и тому же определенному типу

все рассметриваемыь связи имеют одн) и ту же кратность и. Та­

ных типов связей вместо самого общего обозначения типа связи

>-с \

Тип связи РО в молекуле ОРСІз, очевидно, может быть обозна­ чен следующими равнозначными символами

\

—Р=0

/

При рассмотрении конкретных связей и конкретных рядов мо­ лекул обычно удобнее последняя более простая форма записи, при рассмотрении общих вопросов классификации связей и ряда общих математических соотношений между числами атомов и связей

в молекуле удобнее первая наиболее общая форма обозначения типа связи.

Очевидно, что тип, приписываемый любой связи в некоторой молекуле, непосредственно и однозначно определяется из формулы химического строения, приписываемой этой молекуле в рамках ортодоксальной классической теории строения при определенных принятых значениях чисел валентности атомов, входящих в эту молекулу.

В качестве иллюстрации применения понятия типа связи рас­ смотрим некоторые конкретные вопросы.

1. Определим, сколько разных типов ординарных, двойных и тройных связей СС может существовать в разных молекулах между четырехвалентными атомами углерода.

Чтобы решить этот вопрос, выпишем возможные типы четырех­ валентных атомов углерода, приведенные выше в табл. 4:

/\