ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гипотеза тетраэдрического углеродного атома н выводы из нее из "Основы стереохимии" Чтобы покончить с рассмотрением истории возникновения основ стереохимии, следует сказать несколько слов о французском ученом Ле-Беле, имя которого упоминается обычно наряду с именем Вант-Гоффа в связи с созданием стереохимической гипотезы. Действительно, двумя месяцами позднее Вант-Гоффа п независимо от него Ле-Бель опубликовал работу , в которой объяснял появление оптической активности пространственными особенностями строения молекул примерно так же, как это сделал и Вант-Гофф. Наиболее существенное отличие заключалось в тол , что Ваьт-Гофф говорил о направленности валентностей углеродного атома, пользуясь четкой геометрической картино тетраэдра, а Ле-Бель представлял валентность как некую неориентированную центростремительную силу. Возникающая вокруг углеродного атома группировка заместителей может быть, по Ле-Белю, различной в зависимости от природы этих заместителей, а не обязательно тетраэдрической. В приложении к объяснению причин оптической активности при наличии так называемого асимметрического атома (см. ниже) оба подхода давали одинаковый результат, однако более четко сформулированная теория Вант-Гоффа оказалась значительно плодотворнее при объяснении ряда других фактов. [c.21] Мы уже указывали, что наиболее существенные стереохимиче-ские факты легко могут быть выведены из немногих основных положений Вант-Гоффа чисто дедуктивным путем. Следует, однако, отметить, что в действительном историческом развитии осуществился не этот, несвойственный химии как опытной науке путь. В дальнейшем с целью более ясного и логичного изложения мы не будем стараться обязательно следовать истории. [c.21] попытаемся на основе теории химического строен1 я и модели. тетраэдрического углеродного атома, проверяя свои выводы с помощью широко использовавшегося Бутлеровым метода соответствия числа изомеров , построить стереохикшче-скую систему чисто дедуктивным путем. Это и будет одновременно изложением стереохимической теории Вант-Гоффа и тех выводов, которые он сделал из нее частично сам, частично позднее другие исследователи. [c.21] Внимательно рассматривая структурные формулы веществ, способных существовать в виде двух оптических антиподов, Вант-Гофф установил, что они содержат атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями. Таким образом возникла мысль, что две пространственные геометрические модели отвечают двум реально существующим модификациям—оптическим антиподам. [c.23] связанный с четырь мя различными заместителями, Вант-Гофф назвал асимметрическим атомом. Причиной оптической активности является, следовательно, наличие асимметрического атома, вызывающего появление двух пространственных форм молекулы, двух оптических антиподов . [c.23] О случаях оптической актив 1 ости без асимметрического атома см. стр. 149. [c.23] Таким образом, с помощью предложенной Вант-Гоффом (а ныне физически доказанной) тетраэдрической модели углеродного атома можно объяснить появление двух оптических антиподов веществ, в молекуле которых имеется асимметрический атом углерода. Однако этим далеко не исчерпываются все возможности тетраэдрической модели, продолжим рассуждения, перейдя от соединений, в молекулы которых входит один атом углерода, к соединениям более сложным, молекулы которых содержат два и более углеродных атомов. [c.24] Известно, что соединения типа СдХв (простейший случай— этан) стереоизомеров не имеют. Между тем, если построить соответствующую тетраэдрическую модель (два тетраэдра, соприкасающиеся одной из верщин), то можно предвидеть бесконечное множество взаимных поворотов пары тетраэдров. Например, молекулу этана можно изобразить в двух вариантах (б и в) при рассмотрении модели молекулы (а) сверху вдоль оси, соединяющей углеродные атомы. [c.24] Отсутствие подобных изомеров заставляет предположить, что либо всегда по каким-то причинам (например, энергетическим) реализуется только одно из возможных геометрических положений, либо существует свободное вращение. Так, сочетая тетраэдрическую модель с методом соответствия числа изомеров , Вант-Гофф вывел оправило свободного вращения вокруг простой связш- . [c.24] Эта модель наглядно показывает, что свободного вращения по двойной связи в этих соединениях быть не может (для этого в момент поворота должен был бы происходить разрыв связи). Но в таком случае при наличии двух разных заместителей у каждого из ненасыщенных атомов должны возникать две геометрические формы—цис и транс. Этому отвечает существование геометрических изомеров. [c.25] Для пятизвенно углеродно цепи клешнеобразной формы можно предвидеть возможность замыкания в пятичленное плоское кольцо, а для [иестпзвенной цепи— в шестпчленное неплоское кольцо. Следовательно, из тетраэдрической модели можно вывести и так называемую теорию напряжения, о которой речь будет в главе И1. [c.26] Вернуться к основной статье