Структурная химия

09.10.2022

Структурная химия — раздел, область химии, изучающая связь различных физических и физико-химических свойств различных веществ с их химическим строением и реакционной способностью. Структурная химия рассматривает не только геометрическое строение молекул; изучению подвергается следующее — длины химических связей, валентные углы, координационные числа, конформации и конфигурации молекул; эффекты их взаимного влияния, ароматичность.

Способы изучения

Структурная химия базируется на следующих экспериментальных способах изучения веществ:

  • рентгеновский структурный анализ,
  • инфракрасная спектроскопия,
  • ультрафиолетовая спектроскопия,
  • фотоэлектронная спектроскопия,
  • нейтронография,
  • электронография,
  • спектроскопия комбинационного рассеивания,
  • микроволновая спектроскопия,
  • резонансные методы:
    • ЯМР, ЭПР, мёссбауэровская спектроскопия, ядерный квадрупольный резонанс
  • адсорбция,
  • катализ и др.

История развития науки

В 1857-м году, учёный Кекуле, исходя из теории валентности (под валентностью имелось в виду количество атомов водорода, соединенных с одним атомом элемента), смог предположить, что углерод четырёхвалентен, исходя из этого он может соединиться с четырьмя другими атомами, образуя длинные цепи — прямые или разветвленные. Поэтому органические молекулы стали изображать не в виде комбинаций радикалов, а в виде структурных формул атомов и связей между ними. К 1860-му году трудами ученых Кекуле и Бутлерова была заложена основа структурной химии, которая позволяла объяснять свойства веществ, исходя из расположения атомов в их молекулах. Впоследствии, в 1874-м году, датский химик Якоб Вант-Гофф и французский химик Жозеф Ашиль Ле Бель распространили идею о расположении атомов в пространстве. Они считали, что молекулы представляют собой не плоские, а объемные структуры. Эта концепция позволяла объяснить многие известные явления, например пространственную изомерию, существование молекул одинакового состава, но с разными свойствами. Очень хорошо вписывались в неё данные Луи Пастера о изомерах винной кислоты.

К концу XIX века идеи структурной химии были подкреплены данными, полученными спектроскопическими методами. Эти методы позволяли получать информацию о строении молекул исходя из их спектров поглощения. К началу 20-го века концепция объемной организации молекул сложных органических и неорганических соединений была принята практически всеми учеными.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий: