Файл: Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 150

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В структурах галогенидов первичных аминов также подтверж­ дено существование двойных слоев, причем в соседних слоях на­ правление наклона молекул но отношению к основанию ячейки противоположно (рис. 8.34).

Исследованные Хендриксом соединения C4H9NH3CI, C5H11NH3CI, QH13NH3CI, СпНібЫНзСІ, а также аналогичные бромиды и иодиды

 

 

 

 

 

 

 

 

кристаллизуются в тетрагональной сингонии.

 

/

/

/

/

/

/ /

/

Расстояние между атомами углерода в цепях

 

(■—■1,54 Ä) такое же, как в парафинах. Мо­

/

/

/

/

/

/

/

/

лекулы с более короткими цепями проявляют

способность к вращению. С этим явлением

\

\

\

\

\

\

\

\

связан полиморфизм (переход при

низкой

температуре в менее симметричную модифи­

 

\ \ \ \ \ \ \ \

кацию).

 

 

 

 

 

 

 

шит

СТРУКТУРЫ с п л о с к и м и МОЛЕКУЛАМИ

 

 

Структуры с неполярными связями

 

 

типу*

Ван-дер-Ваальса

 

 

 

 

 

•С І

 

 

 

К этой группе принадлежат циклические

Рис.

8.34.

Размеще­

углеводороды с симметричным строением мо­

лекул:

бензол,

гексаметилбензол, нафталин,

 

 

ние молекул

 

антрацен

и т.

д.

Нафталин и антрацен были

Сі8Нз7ІЧН3С1 в сдво­

первыми органическими соединениями, иссле­

енных слоях, лежа­

щих

друг

над дру­

дованными Брэггами.

бензола

 

 

 

 

гом.

 

 

Бензол

СбН6,

РЪса. Молекула

Расстояние

между

(рис. 8.35)

имеет форму правильного гексагона.

атомами

углерода

в молекуле (1,39

А)

соот­

ветствует среднему арифметическому ординарной и двойной свя­

зей

(теория резонанса — см. стр. 214). Плоские молекулы бензола

занимают вершины и центры граней

ромбической

элементарной

ячейки

(а =

7,44 А,

Ь = 9,69 А,

с = 6,81 А,

Z =

4).

Кратчайшее

расстояние

между

молекулами

составляет

3,8

А.

 

 

 

 

 

Р 1.

 

Гексаметилбензол С6(СНз)6,

Расстояния между атомами углеро­

да

в

молекуле

гексаметилбензола

показаны

на

рис. 8.36, а,

кратчай­

шие расстояния между метальными

группами

разных

молекул

в слое— Рис. 8.36. Структура бензола QHe.

на

рис.

8.36, б.

Наименьшие

рас­

стояния между СНз-группами, принадлежащими соседним слоям,

составляют

3,87

и 3,98

А, что отвечает силам Ван-дер-Ваальса.

Параметры

триклинной

элементарной

ячейки: о — 8,92 А, Ъ

= 8,86 А,

с =

5,30 А,

а = 44°27',

ß = 116°43', у = 119°34',

Z = 1.

 

 

 

 

4 0 6


Н а ф т а л и н СюН8, Р2\!а и а н т р а ц е н

СнНю, Р2і/а. Молекулы на­

фталина и антрацена плоские. Оба

соединения кристаллизуются

Рис. 8.36. Гексаметилбензол С6(СН3)6:

а —длины связей в молекуле; б —проекция структуры на плоскость ab.

в моноклинной сингонии (рис. 8.37 и табл. 8.8). Структуры гомеотипны и отличаются в основном размером параметра с.

0 2 4

6 В 10 А

О 2 4 е 8

10 А

1_I I

I 1 .1...і.

' ' I ' ' ' ' '

j

Рис. 8.37. Структуры соединений с конденсированными кольцами;

а — нафталин СюНд; 6 антрацен С1 4 Н10 .

Т е р ф е н и л ( я - д и ф е н и л б е н з о л ) СбН5(СбН4)СбН5, P2Ja. Молекула

построена из трех плоских бензольных колец, вытянутых по одной прямой. Расстояния С—С в кольцах приблизительно равны 1,42 А, расстояния С—С между кольцами 1,48 А. В моноклинной элемен­ тарной ячейке (рис. 8.38) а = 8,08 А, b = 5,60 А, с = 13,59 А, ß = ==91° 55', Z — 2.

4 0 7

Дибензил(1,2-дифенилэтан) С6Н5—СН2—СН2—С6Н5, Р2\!а. Два плоских бензольных кольца, входящих в молекулу, расположены в параллельных плоскостях. С—С-связи, соединяющие между со­ бой бензольные кольца, лежат в плоскости, перпендикулярной бензольным кольцам (рис. 8.39,а). В моноклинной элементарной

ячейке (рис. 8.39,6): а — 12,77 Â, 6=6,12 А, с= 7,70 А, ß=116°, Z — 2.

Стильбен (транс-1,2-дифенилэти- лен) С6Н5СН =СНС6Н8, P2Ja. Мо­ лекула стильбена (рис. 8.40, а) по­ строена иначе, чем дибензила. Она почти плоская, так как оба бен­ зольных кольца, параллельные друг другу, лежат в минимально удален­ ных плоскостях. Связь С6Н5—СН (1,45 Â) значительно короче нор­ мальной ординарной, что указывает на ее промежуточный характер.

По данным некоторых исследо­ вателей, здесь осуществляется резо­ нанс между двумя формами:

Рис. 8.38. Структура «-дифенил- бензола С6НБ(С6Н4)С6Н5.

В моноклинной элементарной ячейке (рис.

8.40,6) а — 12,35 Â,

Ъ = 5,70 Ä, с = 15,92 А, ß =

114,0°, Z = 4.

Р2і/а. Молекула то-

Толан(дифенилацетилен)

СбН5Сн=ССбН5,

лана (рис. 8.41, а) плоская и вытянута в одном направлении. Рас­

стояние С—С в кольце равно 1,39А

(как в бензоле),

связь

СеНб—С составляет

1,40 А, а тройной связи Css С соответствует

расстояние

1,19 А.

В

моноклинной

элементарной

ячейке

(рис. 8.41; 6)

а=12,75 А, b — 5,73 А, с =

15,67 А, ß = 115,2°,

Z = 4 .

Фенантрен

СмНю,

Р2і

и хризен СівНго, С2/с или Сс. Оба

веще­

ства имеют плоские молекулы, построенные из трех и четырех бензольных конденсированных колец:

408


Рис. 8.39. Дибензил С14Ні4:

а—валентные углы и длины связей в молекуле; б—элементарная ячейка.

Рис. 8.40. Стильбен С]4Н12:

а —валентные углы и длины связей в молекуле; б—элементарная ячейка.


Кристаллические структуры (рис. 8.42) обоих соединений

близки (гомеотппия) и

относятся к моноклинной сингонии

(табл. 8.10).

 

 

а

 

1,39

С

 

С

-0-------

1,19

•---------

 

7,40

0 1 2 3 4 5 в 7 8 9 10 1112 131415 16А

U -J 1— 1 I I I I 1 1 1 1 1 L _ l 1— 1

Рис. 8.41. Толан СнНц,:

а —длины связей в молекуле; б —элементарная ячейка.

Параметры а и b почти равны, значительное различие в ве­ личине параметра с связано с наличием у хризена лишнего бен­ зольного кольца. Удлинение цепи почти параллельно оси с.

Таблица 8.10

Параметры структуры

Соединение

а, Â

ь, к

С , к

Р

Z

Фенантрен

8,66

6,11

19,24

98°

4

Хризен

8,34

6,18

25,0

115° 8 '

4

410


Фталоцианин СзвНівЫв, Р2\/а. Молекула фталоцианина

------ NH

N—

%

\c = =N

HN------

C'

плоская, характеризуется псевдотетрагональной симметрией. Вну­

три молекулы имеется кольцо, построенное из восьми атомов углерода, связанных попеременно с восьмью атомами азота. Все

411

расстояния N—С одинаковы

( — 1,34 А).

В

четырех бензольных

кольцах длины связей,

как и в бензоле,

равны — 1,39 А.

В моле­

куле имеется

восемь

связей,

соединяющих

бензольные

кольца

с внутренним,

длина

каждой из них

составляет

— 1,49 А

Q,

Рис. 8.43. Фталошанин C38Hi8N8:

а —валентные углы и длины связей в молекуле; б —элементарная ячейка.

(рис. 8.43,а). Элементарная ячейка (рис. 8.43,6) моноклинна. Су­ ществует ряд изоструктурных солей с пространственной группой

P2\ja (табл. 8.11).

Бензохинон С6Н402, Р2\/а. В молекуле бензохинона (рис. 8.44,а) существуют четыре ординарных связи (1,50 А) и две двойных

412