Материал: Павлов, Борис Алексеевич. Курс органической химии учебник для химических техникумов

Однако ни у нормальной масляной кислоты, ни у других по­ добным образом построенных соединений не наблюдается такого рода «поворотных» изомеров. Это легко объяснить, если принять

Открыто также много случаев, когда пово­ рот по ординарной связи вовсе не может про­

изойти из-за помех, обусловленных большими размерами близко расположенных атомов и групп. В этих случаях, например у производных дифенила (С6Н5—С6Н5), поворотные изомеры выде­ лены в устойчивых фор­

мах.

Совершенно другая картина получается, если два атома углерода связа­ ны двойной связью.

Рассмотрим этот слу­ чай на примере кротоно­ вой кислоты.

Рис. 41. Стереоизомерия кротоновых кислот.

Для получения моле­

кулы кротоновой кислоты надо от молекулы масляной кислоты отнять два атома водорода; освобождающиеся при этом валентные связи насыщают друг друга. На тетраэдрической модели это изображают, складывая тетраэдры по ребру (рис. 41). Такое расположение атомов де­ лает невозможным свободное вращение, так как для этого не­ обходим разрыв связей. Водородные атомы молекул кротоно­ вых кислот могут находиться или по одну сторону от плоско­

216 Гл. VII. Карбоновые кислоты и их производные

сти, проходящей через углеродные атомы и двойную связь, или же на различных ее сторонах. Для обозначения первого поло­ жения перед названием изомера ставится приставка цис, вто­ рое расположение обозначается приставкой транс.

Цис- и транс-изомеры кротоновых кислот схематично можно изобразить следующим образом:

Другим примером цис-транс-изомерии могут служить олеи­

установить и на основании величины дипольных моментов. Днс-изомеры 1,2-дигалоидных производных этилена должны

иметь дипольный момент; транс-изомеры (при одинаковых ато­ мах галоида) не могут иметь дипольного момента вследствие внут­

Чрезвычайно интересны взаимоотношения между цис-и транс­ изомерами непредельных кислот. Один из этих изомеров (напри­ мер, кротоновая или же элаидиновая кислоты) более устойчив, чем другой (кислоты изокротоновая или же олеиновая). Неустой­ чивый изомер (лабильная форма) при нагревании или воздейст­ вии некоторых веществ (H2S 0 4, КОН, H N 02) может переходить в устойчивую (стабильную) форму. Это превращение идет быстро в присутствии следов брома или иода на прямом солнечном свету. Обратное превращение может происходить при действии ультра­ фиолетовых лучей или же может быть осуществлено при помошп ряда химических реакций.

направлены от центра к вершинам тетраэдра и образуют между собой углы, каждый из которых равен 109°28'. Байер предполо­ жил, что при образовании двойной связи направления валентных связей отклоняются до линии, соединяющей центры атомов. Согласно этому для нахождения нового направления валентных связей, например в молекуле этилена, мы должны согнут!,

Такое положение валентных связей является менее устойчи­ вым и стремится перейти в преж­ нее устойчивое Тетраэдрическое расположение. Это и выражает­ ся словами напряжение. Другими

ложение менее устойчиво и стремится перейти в тетраэдрическое. Теория напряжения была предложена Байером в 1885 г. Она позволила объединить, объяснить и предсказать большое число весьма важных явлений. Однако ей легко придать неверное, чисто механическое толкование. Поэтому, пользуясь теорией напряжения, всегда надо помнить, что химические силы качест­ венно отличны от механических сил, при помощи которых объяс

няют теорию Байера на моделях.

106. Электронное строение двойных связей (я-связи). Как было ранее сказано, строение обычных гомеополярных связен находит лучшее объяснение с точки зрения электронных пред­ ставлений. Ординарная связь—это так называемая о-связь с ее характерным видом электронных облаков. Отличительными свой­ ствами такой связи являются: а) относительная химическая инертности; б) наличие свободного вращения; в) определенные ве­

личины межатомных расстояний—около 1,52—1,54 А; г) опреде­ ленные величины междувалентных углов—около 110°.

218 Гл. VII. Карбоновые кислоты и их производные

Классическая органическая химия оперировала с постоян­ ными механическими моделями связей, не входя в более глубокое рассмотрение природы химических связей.

Непредельная углерод-углеродная связь представлялась как система двух атомов, связанных двумя одинаковыми валентно­ стями. Для того чтобы это представление могло объяснить су­ ществование цис-, транс-изомеров, были введены приближенные модели из тетраэдров. Для объяснения характерной реакционной

способности пришлось допустить особое «расщепление» валент­ ностей и возникновение «дополнительных», «парциальных» ва­ лентностей. Появление первых электронных представлений, в соответствии с которыми двойная связь изображалась в виде че­ тырех общих электронов вместо двух одинаковых черточек, по­ зволило строить для ее объяснения электронные модели.

Современная физика дает возможность яснее представить строение кратных связей и объяснить ряд характерных свойств

Все 6 атомов этилена расположены в одной плоскости, они попрежнему связаны сг-связями, которые расположены друг к другу под равными углами (360 : 3 = 120°). Движение двух «свободных» электронов совершается в направлении, перпендикулярном пло­ скости всей молекулы; электронные облака их имеют вид симме­ тричных пространственных «восьмерок», расположенных перпен­ дикулярно к плоскости молекулы (рис. 44).