СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Строение молекулы метана имеет особенно важное значение для всей органической химии, так как оно связано с основными представлениями относительно углеродного атома, а применение новых методов исследования к изучению молекулы метана привело к весьма многообещающим результатам.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Строение молекулы метана имеет особенно важное значение для всей органической химии, так как оно связано с основными представлениями относительно углеродного атома, а применение новых методов исследования к изучению молекулы метана привело к весьма многообещающим результатам.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Метан — бесцветный газ, лишенный запаха; он обнаруживает небольшое уклонение от простых газовых законов и ожижается при —164° C.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Он является наиболее важной составной частью природного газа: в некоторых местах природный газ обнаруживает до 99,3% метана.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Со времени работ Пастера, Вант-Гоффа и Лебеля, в течение более чем 50 лет было общепринято представление о тетраэдрической структуре молекулы метана, причем предполагалось, что атом углерода находится в центре тетраэдра, а четыре водородных атома — по вершинам тетраэдра (рис. 1).

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Атом водорода имеет один планетарный электрон, и электронная структура молекулы метана схематически может быть изображена рис. 2, где точки представляют электроны, причем внутренние электроны заключены внутри круга.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Доказательства, которыми подкрепляется представление о тетраэдрической структуре молекулы метана, обоснованы, прежде всего, на том факте, что метан не имеет изомерных производных.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Доказательства, которыми подкрепляется представление о тетраэдрической структуре молекулы метана, обоснованы, прежде всего, на том факте, что метан не имеет изомерных производных.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

2. Тетраэдрическая структура метана.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Результаты изучения молекулы метана могут быть кратко резюмированы следующим образом:

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

1. Молекула метана не есть тетраэдр, но имеет структуру пирамиды.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Относительные положения атомов водорода и метана показаны на рис. 3.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

2. Когда четыре атома водорода в метане замещаются четырьмя хлорами, структура изменяется и становится тетраэдрической, так что молекула четыреххлористого углерода есть тетраэдр.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Дихлоро-производные метана имеют тетраэдрическую структуру, между тем как некоторые тетра-производные метана имеют структуру пирамиды.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Дихлоро-производные метана имеют тетраэдрическую структуру, между тем как некоторые тетра-производные метана имеют структуру пирамиды.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Специальное изучение молекулы метана и других углеводородов было произведено Кабанном (7).

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Результаты, полученные с метаном, показали, что в этом случае доля неполяризованного света велика, откуда следует, что молекула метана анизотропна.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Результаты, полученные с метаном, показали, что в этом случае доля неполяризованного света велика, откуда следует, что молекула метана анизотропна.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

В случае молекулы метана, измерения, проделанные Кули (8) в инфракрасной части, показали, что существует два различных типа тонкой структуры.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Для молекулы метана I=3,64×10−40 и K=5,65×10−40; для молекулы формальдегида I=1,41×10−40 и K=25×10−40.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Эти результаты показывают, что молекула метана не может быть тетраэдром, и простейшая структура, которая находится в согласии с этими значениями, есть структура пирамиды.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Вычисления Гюильмена (10) показывают, что расстояние между углеродом и водородными атомами в метане равно 1,05×10−8 см, расстояние между углеродом и водородными атомами 1,15×10−8 см, а высота пирамиды равна 0,375×10−8 см.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Нет возможности исследовать структуру твердого метана, но различные производные метана изучены.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Нет возможности исследовать структуру твердого метана, но различные производные метана изучены.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Исходя из этих результатов Вейссенберг (14) и Ρейс (15) развили совершенно новую стереохимию, основанную на представлении о пирамидальной структуре молекулы метана.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

4. Потенциальная энергия молекулы метана.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Теоретическое изучение устойчивости различных конфигураций молекулы, образованной одним отрицательным ионом и одним или большим числом водородных ионов, было выполнено Гейзенбергом (16), Борном (17), Корфельдом (18), Гундом (19) и — для молекулы метана, в частности, Гюильменом (10).

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Эти вычисления свидетельствуют, таким образом, что устойчивая форма молекулы метана есть пирамида, а не тетраэдр.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Эти заключения особенно важны потому, что они показывают, что не только структура молекулы метана пирамидальная, но что ее форма не может быть рассматриваема как жесткая и неизменяемая.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

Путем применения современных методов молекулярной физики к изучению структуры молекулы метана были установлены следующие заключения, обоснованные пятью совершенно независимыми методами:

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

2. Молекула метана обладает пирамидальной, а не тетраэдрической формой, как предполагалось раньше.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

3. Молекула метана представляет собою лабильную систему атомов, — систему, способную принимать различные формы в производных метана.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА

3. Молекула метана представляет собою лабильную систему атомов, — систему, способную принимать различные формы в производных метана.

Источник: СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ МЕТАНА