Hình học hóa học

21

Hình học hóa học

Các hợp chất hóa học, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ, có cấu trúc phức tạp. Một ví dụ rõ ràng về điều này là phân tử axit deoxyribonucleic, là hai chuỗi polymer được xoắn thành một chuỗi xoắn kép (ví dụ, xem số liệu thống kê của M.D. Frank-Kamenetsky “Phân tử quan trọng nhất” trong «Kvant» Số 8 năm 1982 và “Chuỗi xoắn DNA thuận tay trái” trong «Kvant» Số 6 năm 1983).

Việc tìm ra cấu trúc của các phân tử phức tạp do thiên nhiên tạo ra và hiểu được hình dạng của chúng không phải là điều dễ dàng. Tuy nhiên, giờ đây các nhà hóa học không chỉ học được cách hòa tan các hợp chất đã biết mà còn tạo ra các hợp chất mới, chưa rõ hình dạng của chúng. Chúng ta sẽ nói về hai “dự án” hình học đã được triển khai sau. Các báo cáo về chúng xuất hiện trên các tạp chí khoa học vào cuối năm 1982.

Hợp chất đầu tiên như vậy được gọi là “dodecahedrane”. Các phân tử của nó có dạng khối mười hai mặt - khối mười hai mặt đều (xem hình ở đầu bài). Mỗi phân tử bao gồm 40 nguyên tử: 20 nguyên tử carbon nằm ở các đỉnh của khối mười hai mặt và 20 nguyên tử hydro gắn với các nguyên tử carbon.

Câu chuyện làm thế nào để “lắp ráp” một khối đa diện như vậy, làm thế nào để đảm bảo “lắp ráp” chính xác ở mỗi giai đoạn, xứng đáng là một câu chuyện riêng. Chúng ta chỉ cần lưu ý rằng các phân tử có tính đối xứng như vậy vẫn chưa được biết đến và trong sách, sự đối xứng như vậy chỉ được thảo luận trên khung vẽ của một bức tranh. Bây giờ không phải như vậy, dodecahedrane là một chất hoàn toàn có thật, mặc dù cho đến nay nó thu được với số lượng rất nhỏ. Nó là một loại bột màu trắng bắt đầu tan chảy ở nhiệt độ 450 ° C.

Các phân tử của hợp chất không bay hơi thứ hai thu được bởi các nhà hóa học có dạng dải Mobius. Hãy thử giải thích cách chúng hoạt động.

Trong số các hợp chất tổ chức có nhiều hợp chất có phân tử dạng vòng. Ví dụ, một số ete. Các vòng ether thường được kết hợp thành nhiều mảnh để tạo thành chuỗi monome được nối với nhau bằng cầu liên kết đôi. Ở đầu của chúng có các nhóm hoạt động có thể kết hợp thành chuỗi polymer hình dải băng. Tuy nhiên, nếu có ít monome trong dung dịch, chúng có thể uốn cong để liên kết với nhau, tạo thành một vòng. Trong trường hợp này, trong khoảng một nửa số trường hợp, không phải một vòng đơn giản được hình thành mà là một vòng xoắn. Đây là cách dải Mobius hóa học đầu tiên hoạt động.

Vào bộ sưu tập hình học của chúng ta, chúng ta cũng nên thêm catenanes - các phân tử hình vòng mới thu được trong đó các vòng không được liên kết hóa học mà được kết nối với nhau, giống như trong một chuỗi trang sức.

Người ta có thể hy vọng rằng theo thời gian, bộ sưu tập sẽ ngày càng được bổ sung thêm nhiều hiện vật mới.

TÔI Ở VỚI.