Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
Прелесть сопряженных систем: как они улучшают молекулярную стабильность?
<р>
В теоретической химии сопряженная система — это молекулярная система, содержащая связанные p-орбитали и делокализованные электроны, что обычно снижает общую энергию и повышает молекулярную стабильность. Традиционным представлением таких систем является чередование комбинаций одинарных и кратных связей. Частью этой системы могут быть неподеленные пары электронов, свободные радикалы или карбокатионы, образуя циклические или ациклические, линейные или смешанные структуры.
<р> Термин был введен в 1899 году немецким химиком Иоганнесом Тиле. Явление сопряжения заключается в перекрытии одной p-орбитали с другой соседней σ-связью. В этой системе пи-электроны больше не принадлежат одной связи или атому, а являются общими для нескольких атомов. Молекулы, содержащие сопряженную систему, называются сопряженными молекулами, например, 1,3-бутадиен, бензол и аллильный катион.Привлекательность сопряженных систем заключается в их способности способствовать делокализации π-электронов посредством перекрытия p-орбиталей, тем самым повышая стабильность молекулы.
Химические связи в сопряженных системах
<р> Сопряжение может быть достигнуто путем чередования одинарных и двойных связей, при этом каждый атом обеспечивает p-орбиталь, перпендикулярную плоскости молекулы. Однако это не единственный способ добиться сопряжения. Пока каждый последующий атом имеет доступную p-орбиталь, систему можно считать сопряженной. Например, фуран представляет собой пятичленное кольцо с двумя чередующимися двойными связями на его краю, а атом кислорода имеет две неподеленные пары электронов, одна из которых участвует в сопряжении и перекрывается с p-орбиталью соседнего атома углерода. Другая неподеленная пара остается в плоскости и поэтому не участвует в сопряжении.Для достижения сопряжения первым условием является перекрытие орбиталей. Поэтому сопряженная система должна сохранять плоскую структуру.
Энергия стабилизации
<р> Устойчивость сопряженных систем имеет большое значение, особенно в катионных системах. Хотя стабилизирующий эффект на нейтральные системы относительно невелик, эффект ароматической стабилизации весьма значителен. Если взять в качестве примера бензол, то резонансная энергия его сопряженной системы оценивается в диапазоне от 36 до 73 ккал/моль, что свидетельствует о высокой термодинамической и кинетической стабильности.Энергия резонанса — это разница энергий между реальным химическим веществом и его локализованной π-связью.
Сопряженные циклические соединения
<р> Циклические соединения могут быть частично или полностью сопряженными. Полностью сопряженные моноциклические углеводороды могут проявлять ароматические, неароматические или антиароматические свойства. Если сопряженная система плоская и содержит число (4n + 2) π-электронов, соединение называется ароматическим и обладает исключительной стабильностью.Цвет и поглощение света
<р> В сопряженной π-системе электроны способны захватывать определенные фотоны, подобно тому, как радиоантенна обнаруживает фотоны по всей своей длине. Соединения с достаточным количеством сопряженных связей способны поглощать свет в видимом диапазоне. Поэтому они часто выглядят насыщенными по цвету. По мере того, как система становится длиннее, она может поглощать более длинные волны света по сравнению с короткими сопряженными системами. Например, длинная сопряженная углеродно-водородная цепь бета-каротина придает ему интенсивный оранжевый цвет.<р> Кроме того, фталоцианиноподобные соединения также широко используются в синтетических пигментах. Они не только обладают низкоэнергетическим возбуждением в диапазоне видимого света, но и могут легко принимать или отдавать электроны. Но будут ли эти пигменты продолжать набирать популярность в будущем?Поглощающая способность видимого света пропорциональна числу двойных связей в сопряженной системе, а цвет меняется от желтого до красного по мере увеличения числа сопряженных двойных связей.
Trending Knowledge
От одинарных связей к двойным: как работают сопряженные системы?
<р>
В химической теории сопряженная система представляет собой набор связанных p-орбиталей с делокализованными электронами, что в целом снижает энергию молекулы и повышает ее стабильность. Эти
Пи-электроны в сопряженных молекулах: насколько они загадочны?
В теоретической химии «сопряженная система» — это система, в которой электроны делокализованы на связанных p-орбиталях. Такая комбинация обычно снижает общую энергию молекулы и повышает ее стабильност
Знаете ли вы, как сопряженные электроны движутся в молекулах?
Системы сопряженных электронов привлекательны в химии не только потому, что они уменьшают общую энергию молекулы, но и потому, что этот поток электронов способствует стабильности молекулы. Сопряженная