Дмитрий Одинец - Про химию. [entries|archive|friends|userinfo]
Дмитрий Одинец

[ userinfo | ljr userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Про химию. [Feb. 22nd, 2006|01:50 pm]
Previous Entry Add to Memories Tell A Friend Next Entry


Кеккуле первым предложил структурную формулу бензола, которая удовлетворяла всем имеющимся на тот момент сведениям об ароматических соединениях. Вот такую:



Проблема в том, что расположение двойных связей оставляет возможность для существования изомеров, вот таких:



А никаких подобных изомеров бензола или его производных в природе обнаружено не было.

Попутно выяснилась еще одна проблема: оказывается, что противолежащие узлы в молекулах бензола тоже как-то хитро связаны! Это обнаружил какой-то заслуженный английский хрен, не помню как его там, и предложил молекулу бензола рисовать и вовсе уж непотребно:



Ну и, соответственно, пара изомеров прилагается.

В начале двадцатого века Л. Полингом и прочими гражданами специально для объяснения парадокса двойных связей в ароматических соединениях была разработана теория резонанса, которая, используя квантово-механические уравнения, вводила понятие мнимой связи. Получалось так, что в каждый момент времени двойная связь на каждой из граней шестиугольника вроде как есть, и в то же время ее вроде как бы нет. Типа как кот Шрёдингера, который не то жив, не то мёртв. Не то, чтобы широкие массы химиков были шибко рады такой казуистике в ихнем ремесле, но надо было как-то сохранять теорию валентности, а расчеты Полинга прекрасно совпадали с экспериментальными данными. К тому же квантовая механика была на подъеме.

В сорок восьмом, кажется, году, когда недобитых морганистов-менделистов в советской генетике вновь принялся прессовать бескомпромиссный Трофим Денисович, в защиту советской химической науки от западных мракобесов поднял свой голос профессор Военной Академии Химзащиты Г.В.Челинцев (предположительно, сын Владимира Васильевича Челинцева, известного химика, члена Президиума АН и т.д.). Он предложил рассматривать исключительно ионно-электронные взаимодействия в молекуле. Получалось что-то примерно вот такое:



Он на самом деле красивее рисовал, внутренние пунктирные линии в оригинале не такие корявенькие. Но суть вы уловили. Челинцев упирал на то, что согласно диамату у химических свойств должна быть материальная основа; резонанс он считал вражьей талмудистикой, которой русским людям дурит голову банда космополитов-"полингистов" (так прямо в глаза их и обзывал, да) из Академии Наук. Челинцеву эти самые космополиты неоднократно и публично дали по мозгам (кто из научников имел дело с доказателями теоремы Ферма или опровергателями Энштейна, могут себе это дело представить в красках), но своего он отчасти добился: поднял хорошую бучу и привлек внимание ЦК к замечательному положению в нашей замечательной химической науке. А замечательное положение было тем более замечательным, что куратор химпрома Вознесенский шел под свой вышак по делу "Русской партии", а в стране тем временем на зло надменному Западу докапывались до глубинно-самобытных корней, извлекались разнообразные скелеты первых слонов, первый радар Александра Попова, первый самолет Можайского, первый огнемет Змея Горыныча и так далее.

Попутно раскопали и вытащили на свет Божий работы Бутлерова, переиздали, ткнули мордой кой-кого на Западе, и кой-кто нехотя признали, что да, действительно некоторый приоритет в разработке теории строения молекул органических соединений у "those russians" имеется. Но самым замечательным последствием является то, что с подачи сумасшедшего старикашки-эдельвейса Челинцева химики получили хорошую шлею под хвост и крепко занялись природой химической связи в ароматических соединениях. Вот как-то так.

PS В книжке, где я прочитал про это дело (1987 год издания, 1989(?) -- перевод на русский), указывается, что вопрос о природе химической связи все еще остается спорным. В школьном же курсе химии в девяносто седьмом бензольное кольцо мы рисовали вот таким макаром:



где бублик в середине -- электронное облако из условных трех двойных связей, которые "растекаются" равномерно по всей молекуле.
Такие дела.
LinkLeave a comment

Comments:
From:[info]freakup.livejournal.com
Date:February 22nd, 2006 - 03:16 pm
(Link)
Прекрасно о простом )
From:[info]levsha
Date:February 22nd, 2006 - 03:31 pm
(Link)
Я, собственно, по прочтении задался вопросом, кто и когда придумал "гайку". Получается, что это сравнительное недавнее открытие, причем скорее всего именно открытие -- электронным микроскопом куда-то посмотрели или еще как.
[User Picture]
From:[info]katia
Date:February 22nd, 2006 - 04:50 pm
(Link)
Nu da, nedavnee. My v 86-87 godu nikakih gaek
exyo ne risovali - risovali chto-to staromodnoe,
tipa s dvojnymi palochkami
From:[info]levsha
Date:February 22nd, 2006 - 04:52 pm
(Link)
Вот-вот. Книжка, кстати, восемьдесят седьмого года (второе ревизованное издание), а на русском издали в восемьдесят девятом, кажется.
[User Picture]
From:[info]aspirantus
Date:February 22nd, 2006 - 08:57 pm
(Link)
ну не знаю. у меня в руках книжка 1974 года. Т Пенкаля "очерки кристаллохимии" в бензольные кольца в ней нарисованы гайками, хотя и не везде.
From:[info]levsha
Date:February 23rd, 2006 - 10:20 am
(Link)
В БСЭ шестидесятых тоже есть гайка, "но тем не менее, правильнее изображать... бла-бла-бла", и в списке литературы -- Полинг сорок седьмого года издания. Может, власть в Минобразе поменялась?
[User Picture]
From:[info]aspirantus
Date:February 23rd, 2006 - 10:26 am
(Link)
Так Полинг придумал гайку рисовать?
From:[info]levsha
Date:February 23rd, 2006 - 10:33 am
(Link)
А х.з., похоже что нет. Полинг резонанс придумал в 1931-ом, т.е. как обсчитывать среднее по больнице из двух идеальных типа-изомеров. Гайку рисовать при таком подходе в некотором смысле противопоказано (подразумеватеся некая стабильная материальная форма).
[User Picture]
From:[info]aspirantus
Date:February 23rd, 2006 - 10:40 am
(Link)
но наезд "антиполингистов" от этого менее идиотским не становится
From:[info]levsha
Date:February 23rd, 2006 - 10:44 am
(Link)
:) Да, конечно. Хотя теория резонанса с философской точки зрения весьма стрёмная, просто по Оккаму -- "не изобретай лишних сущностей". К тому ж у бублика вроде как есть какие-то физосновы, типа смещения электронных потенциалов в толуоле и феноле в позициях 2,4,6.
[User Picture]
From:[info]aspirantus
Date:February 23rd, 2006 - 11:51 am
(Link)
Насколько я понимаю сейчас это считается не резонансом а особым видом связи. так?
From:[info]levsha
Date:February 23rd, 2006 - 02:07 pm
(Link)
Да, вроде бы. Вот мне как раз и интересно, с какого момента оно стало таковым окончательно считаться.
[User Picture]
From:[info]aspirantus
Date:February 23rd, 2006 - 07:18 pm
(Link)
Ну, Бутлеров тут по любому не при делах
From:[info]levsha
Date:February 22nd, 2006 - 04:53 pm
(Link)
Виноват. Повторяюсь :-)
[User Picture]
From:[info]erdferkel
Date:February 24th, 2006 - 05:45 am
(Link)
В общем, так.

1) Рисовать гайку, согласно, например, вот этому или этому, предложил Роберт Робинсон (нобелевский лауреат по химии 1947 года, органик, известен, в частности, синтезами алкалоидов). Когда именно предложил - выяснить беглым поиском не удалось, но в любом случае - это не было таким уж великим делом после того, как было осознано, что все связи C-C в молекуле бензола равноценны и симметрия там 6-го порядка. А это вполне осознали уже в 30-е годы. Одновременно с резонансными схемами Полинга в начале 30-х Хюккель предложил вид молекулярных орбиталей для бензола, при этом никакие резонансные структуры не нужны, нужная симметрия получается сразу.

2) Соответственно, переход от рисунка с простыми и двойными связями к гайке, как мне кажется, замедлялся в основном формальным консерватизмом. У меня перед глазами: а) 6-е издание "Основных начал органической химии" А. Е. Чичибабина (1-й том - 1954 г., 2-й - 1958 г.; в т. 1 в дописанном О. А. Реутовым введении содержится ругань в адрес Полинга и Ингольда) - там используется только изображение с простыми и двойными связями; б) несколько книжек середины 70-х гг. издания (например, 2-е издание "Начал органической химии" А. Н. Несмеянова и Н. А. Несмеянова) - там, как правило, приводится вариант с гайкой, но за стандарт принято обозначение с простыми и двойными связями; исключение составляет "Практикум по органическому синтезу" - учебное пособие для студентов пединститутов (М., "Просвещение", 1974; авторы не указаны вообще, редактор Т. В. Вертоградова), где в производных собственно бензола кольцо изображено гайкой, а в конденсированных системах (нафталин, антрацен) кольца рисуются с простыми и двойными связями.

3) По моим воспоминаниям - в школе в начале 80-х рисовали, кажется, гайку, но не вполне уверен. А в университете в середине 80-х - точно гайку.

From:[info]levsha
Date:February 24th, 2006 - 11:36 am
(Link)
Спасибо!
[User Picture]
From:[info]kouzdra
Date:February 24th, 2006 - 09:55 pm
(Link)
По моим воспоминанимя от школьных занятий химией везде рисовали "как раньше", хотя про равноправность связей говорилось явно. Подозреваю, что гайка могла победить потому что ее удобнее рисовать на доске.