Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Д. Элленберг
«Как не ошибаться». Глава из книги


Д. Дойч
«Структура Реальности: Наука параллельных вселенных». Глава из книги


В. Власов
В окаменевших лесах Аризоны


Н. Карпушина
Сокровище геометрии


Н. Семаков, А. Ковалев, А. Павлов, О. Федотова
Куда бежит магнитный полюс?


П. Образцов
«Удивительные истории о существах самых разных». Глава из книги


Б. Дружинин
Путешествие №1 по зоопарку элементов


К. Постнов
Быстрые радиовсплески: ключ к разгадке тайны


Н. Резник
Дорога на работу — путь к артриту


В. Гаврилов
Как зимующие птицы используют людей







Главная / Новости науки версия для печати

Открыт бензольный дикатион — пирамида с шестикоординационным углеродом

Написать комментарий
Вернуться

  16.02.2017 22:46  |   Teodor Ответить   
 

Ещё со школы теория валентности представлялась какой-то религиозной мантрой. Подобно вписанным сферам многогранникам для орбит Кеплера. Когда задачу "составим пропорцию. Концентрация вещества Х относится к концентрации У как ..." я решал в уме (задачка-то в два действия да ещё на натуральные числа) это вызывало какой-то именно религиозный гнев химички.
По сути структура молекулы должна описываться решением уравнения Шредингера для электронного облака. Но с этим, видимо, огромные проблемы. Уже задача трех тел решается приближенно. А что говорить о более сложных комплексах. Пока все средства тратятся на жертвенник адронного коллайдера с фейковыми открытиями на "уровне 3-4-5 сигма" и на брянцание на суперструнах теории всего , океан истины лежит перед нами всё так же непознанный.


  17.02.2017 05:39  |   kbob Ответить   
   

Углерод всегда 4-х валентен, даже когда он окружен двумя ближайшими атомами как в молекуле цианистого водорода HCN, или тремя как в молекуле бензола. В статье же речь идет о координационном числе углерода, а именно том редком случае когда оно может превышать его валентность (гиперкоординация). Такие соединения иногда встречаются, например https://ru.wikipedia.org/wiki/Карбораны
или https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_carbido_complex#carbido_clusters
Новизна этого исследования заключается в том, что атом углерода гиперкоординирован атомами углерода, в этом случае атомы углерода могут меняться местами - внутримолекулярно перегруппировываться. Насколько быстро может протекать внутримолекулярная перегруппировка в этой молекуле вопрос к экспериментаторам и теоретикам.


  17.02.2017 07:15  |   grihanm Ответить   
     

Исчерпывающе, спасибо. С поправкой "Углерод всегда не более чем 4-х валентен". Например, в карбенах Ардуенго он двухвалентен.


  17.02.2017 17:44  |   kbob Ответить   
       

http://goldbook.iupac.org/V06588.html - последнее определение валентности, согласно IUPAC
The maximum number of univalent atoms (originally hydrogen or chlorine atoms) that may combine with an atom of the element under consideration, or with a fragment, or for which an atom of this element can be substituted.

То-есть истина в последней инстанции говорит, что валентность углерода равна четырем.

 
  17.02.2017 18:53  |   grihanm Ответить   
         

Вынужден согласиться. Хотя мне не нравится такое определение. Если завтра какой-нибудь Оганов посчитает, что при высоченном давлении атом углерода будет контактировать с шестью водородами - то вдруг валентность станет равна 6 - хотя там и связи как таковой может не быть...

 
  17.02.2017 20:02  |   Aab Ответить   
           

Да, мне тоже оно не очень нравится.

Кстати, карбены хорошо. Но есть проще вещи - CO, изонитрилы.

   
  17.02.2017 20:09  |   Aab Ответить   
             

Лектор по органике в институте как-то пошутил, сказал, что примерно половина молекул синильной кислоты - почти безвредный нитрил, а остальное - зловредный изонитрил. И они пребывают в равновесии, но не совсем так, как господа Джекил и Хайд.

 
  17.02.2017 20:41  |   niki Ответить   
         

Что-то странное. То есть речь не о валентном состоянии, а о некой маркировке элементов.


  17.02.2017 09:30  |   niki Ответить   
     

А скольки валентны соединения инертных газов?

 
  17.02.2017 16:17  |   grihanm Ответить   
       

Полагаю, столько, сколько их электронов участвуют в связях.

   
  17.02.2017 16:57  |   niki Ответить   
         

А конкретнее?

     
  17.02.2017 17:34  |   grihanm Ответить   
           

Ну, скажем, у дифторида ксенона валентность 2, так как 2 электрона ксенона формируют связи - по одному на каждый фтор.

       
  17.02.2017 20:34  |   niki Ответить   
             

То есть утверждение о максимальной валентности углерода 4 не из некого принципа, а просто констатация факта что гипервалентных не найдено? Кстати, действительно не найдено?

         
  17.02.2017 20:51  |   grihanm Ответить   
               

Ага, те же мысли.

Я поискал - пока с "унивалентными атомами" вроде не найдено.


  22.02.2017 11:21  |   Hom Ответить   
   

на 16.02.2017 22:46 | Teodor

RE:Согласен с Вашим мнением.
В химии и физике мы имеем дело с неким старым глухим тупиком.
Я уверен, что этот тупик есть
AUFBAU PRINCIPLE.
* он вообще не имеет теоретического обоснования.
* он был изобретен (!) три раза в ХХ веке.
В хронологическом порядке:
Джанет правило. (Чарльз Джанет. Франция), Маделунг правило. (Эрвин Маделунг. Немецкий физик.),
правило Клечковского. (Всеволода Клечковского. СССР)

AUFBAU PRINCIPLE — эмпирическое (изобретённое !) правило (rule), как-бы описывающее энергетическое распределение в многоэлектронных атомах, привлекающее к этому квантовую механику водородного атома. Это принципиально не подходит для описания единственно правильной,целостной и завершенной системы химических элементов


  22.02.2017 11:24  |   Hom Ответить   
   

xx


  17.02.2017 02:04  |   Максим Ответить   
 

Ваши студенты меня немного удивили. Может быть, скелетные формулы им в школе не объясняли, но развернутые формулы со всеми углеродами и водородами для простых органических соединений они же наверняка рисовали? Как же они рисуют пятивалентный углерод.

Интересный схоластический вопрос: нужно ли в диаграмме 2-C обозначить буковкой шестивалентный углерод. Поскольку ни в какие правила скелетных формул он не лезет.


  17.02.2017 02:56  |   grihanm Ответить   
   

Как рисовали? Да легко - одну двойную и три одинарные, например. А то и пять одинарных - бумага всё стерпит (в отличие от лектора :))

Схоластический вопрос небезынтересен!


  17.02.2017 12:26  |   persicum Ответить   
   

Это проблема конденсированных ненасыщенных молекул. Даже в бензоле двойные связи расставляются неоднозначно. А вы попробуйте в такой молекуле, равносторонний треугольник С22H12 ("o" - тут, бензольное кольцо):

o
oo
ooo


  17.02.2017 11:28  |   Андрей Быстрицкий Ответить   
 

Спасибо, любопытно.
Можно получить аналог без метильных заместителей? Или без такой стабилизации никак?

Занудство: почему kJ/mol, а не кДж/моль? :)


  17.02.2017 16:21  |   grihanm Ответить   
   

Даже гексаметил только при -78 живет. Так что без них никак. В статье, правда, не сказано, на что оно дальше распадается. Интересно, ведет ди себя обычный бензол также.


  17.02.2017 16:22  |   grihanm Ответить   
   

kJ/mol - бес попутал. :)


  17.02.2017 17:58  |   editor Ответить   
   

> Занудство: почему kJ/mol, а не кДж/моль? :)
Спасибо, исправили.


  17.02.2017 12:13  |   persicum Ответить   
 

Студенты могли бы сейчас отыграться и поставить банан своему преподу) Кажется, в статье нет ни слова про изомеры бензола - дьюаровский, бензвален, призман, мебиусовский, дициклопропен... Так что шестиугольник Кекуле не раз уже сдавал свои позиции в химии. А еще есть дегидробензол с тройной связью - как короткоживущий интермедиат, но может быть получен под действием УФ и изолирован...

Кажется, ничего не сказано про анионы-противоионы - что за соль получили? Есть ли доказательства ароматичности (родства с бензолом для этого недостаточно, нужны молекулярные токи)? Из возможных электронных структур явно напрашивается родство с ферроценом - имхо это своеобразный органический ферроцен без железа: [C5H5]- [CH]3+


  17.02.2017 16:28  |   grihanm Ответить   
   

Изомер - не значит производное. От изомеров ожидаются разные свойства - возьмите к примеру аллотропы углерода графит и алмаз. Но врядли кто-то мог ожидать, что всего лишь дважды окислив бензол, структура перестроится настолько кардинально.


  17.02.2017 19:02  |   persicum Ответить   
     

Ну, полученный бикатион - это никак не производное, а самый настоящий валентный изомер. А что он получился из бензола, так, например, бензол сам может получиться из призмана самопроизвольно.


  17.02.2017 16:29  |   grihanm Ответить   
   

Дегидробензол плоск и шестиуголен вполне, емнип.


  17.02.2017 19:04  |   persicum Ответить   
     

Но зато шестиугольник неравносторонний)Группа симметрии другая


  17.02.2017 16:34  |   grihanm Ответить   
   

Контрионы там SbF6− .

Сходство с ферроценом у меня тоже сразу пришло в голову. Но про электронную структуру в публикации ничего не написано к сожалению.


  17.02.2017 19:13  |   persicum Ответить   
     

Думаю, главный мотив пространственной перестройки - вернуть хоть какую-то ароматичность, для плоских есть формула 4n+2, и она перестает работать после отрыва двух электронов.

Несколько дней назад пробежала другая сенсация - синтезирован триангулен C22H12 после 70-ти лет безуспешных попыток. Это антиароматическая парамагнитная молекула с двумя неспаренными электронами.


Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2017 III, II, I  2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия