Оглавление (стр. 4 )

В более короткой записи:

Вместо того, чтобы нумеровать индексом i (или j) разные атомы одного определенного типа, можно перенумировать в опрделенном порядке каким-либо индексом (например, I и J) всевозможные виды атомов последовательно для всех типов. Тогда обозначения видов атома, получившего номер I, будет ЭI, получившего номер J, будет просто ЭJ. Такую нумерацию видов атомов будем называть сплошной нумерацией.

г). Разновидности атомов

Известно, что атомы одинакового вида могут отличаться порядком следования заместителей в пространстве, т. е. «оптической изомерией». Примером могут служить оптические изомеры (разновидности) атомов углерода в молекулах

(1.1.10.)

Таким образом, атомы одного вида в общем случае могут еще различаться оптической разновидностью.

1.1.7. Классификация пар атомов в молекулах

Возможные расположения пары атомов в цепи химического действия

Пары атомов по расположению в цепи химического действия можно разделить на пары непосредственно связанных атомов, пары атомов, стоящих в цепи через один, пары атомов, стоящих в цепи через два атома, и т. д. Пары связанных атомов обозначаются далее как или (Э, Э)0, пары атомов, стоящих в цепи через один, будем обозначать как (Э, Э)`, пары химически связанных атомов, стоящих в цепи через два – (Э, Э)``, и т. д. Пары химически связанных атомов или (что эквивалентно) химические связи атомов могут быть классифицированы по родам, типам и видам, аналогично тому, как это было изложено выше для атомов.

а). Род пары связанных атомов

Отнесем пары связанных атомов (соответствующие связи) в любых молекулах к одному роду, если рассматриваемые пары атомов (связи) содержат соответствующие атомы одинаковых родов и одинаковых кратностей рассматриваемых связей. Например, связи NO в двух молекулах

 

(1.1.11.)

относятся к одному роду, т. к. атомы азота в этих связях имеют одинаковые Z и q (относятся к одному и тому же роду Э7,3), атомы кислорода имеют одинаковые Z и q (относятся к одному и тому же роду Э8,2), и кратности связей в обоих молекулах одинаковы (обе эти связи ординарные). Общее обозначение связи некоторого рода, определяющегося числами и u (u – кратность связи) будет

(1.1.12.)

б). Тип пары связанных атомов

Отнесем к одному типу пары связанных атомов (n соответствующие связи), если соответствующие атомы этих связей относятся к одинаковым типам и одинаковы кратности рассматриваемых связей. Так, например, связи NO в двух молекулах (1.1.11.) относятся к разным типам, которые символически могут быть изображены так:

(1.1.13.)

В этих парах связанных атомов и (и, следовательно, в этих связях) атомы азота двух разных типов. Общие обозначения типов этих связей будут:

(1.1.14.)

В общем случае шесть чисел Z1,q1,p1 и Z2,q2,p2, определяют типы, пары связанных атомов, а число u определяет кратность связей. Общее обозначение связи определенного типа будет:

(1.1.15.)

в). Вид пары связанных атомов

Пары связанных атомов определенного типа и соответствующие им связи могут быть классифицированы на виды в зависимости от первого окружения связанных атомов. Например, пары атомов типа – С ≡ С – в молекулах дифторацетилена, метилацетилена и фторметилацетилена

H H

F ― C≡C―F, H― C≡C―C―H, F― C≡C―C―H

H H

(1.1.16.)

относятся к разным видам, так как они различаются первым окружением у одного или обоих связанных атомов углерода, а связи P-Cl молекулах

(1.1.17.)

относятся к одному виду, т. к. их первое окружение одинаково К одному виду относятся пара связанных атомов (химические связи), если соответствующие атомы этих связей относятся к одинаковым видам и одинаковой кратности просматриваемых связей. Вид связи полностью определяется символом

(1.1.18.)

При сплошной нумерации видов атомов, описанной выше, вид пары связанных атомов (вид связи) полностью определяется символом

(1.1.19.)

где номера I и J определяют виды связанных атомов, а u – кратность связи. Здесь обозначения ЭI по существу является сокращенным обозначением для , а обозначение ЭJ сокращенным обозначением для .

г). Разновидности пар связанных атомов

Выше было упомянуто, что разные атомы одного и того же вида могут отличаться порядком следования атомов первого окружения и поэтому относятся к различным разновидностям. Поэтому пары связанных атомов определенных видов, т. е. химические связи определенных видов, также могут различаться разновидностями связанных атомов. Следовательно, пары связанных атомов (химические связи) определенного вида могут быть классифицированы еще по их оптическим разновидностям.

Если перенумеровать возможные для связи определенного вида разновидности будет:

(1.1.20.)

Примером двух связей одного вида, но разных оптических разновидностей, являются, например, связи CN в молекулах (1.1.10.).

1.1.8.Основные соотношения между числами атомов
и связей в молекулах

Из основных понятий и постулатов классической теории следуют уравнения, связывающие определенные числа атомов и определенные числа связей в молекулах и рядах молекул. Эти уравнения позволяют решать задачи, относящиеся к составу и строению молекул любых рядов, в которых молекулы могут быть описаны формулами строения классической теории химического строения. Эти уравнения необходимы при использовании постулатов, связывающих свойства и строения молекул, для конкретных расчетов свойств молекул и для решения ряда относящихся сюда теоретических вопросов.

а). Основные уравнения, связывающие числа атомов определенных видов и числа связей определенных видов в молекулах

Рассмотрим произвольный ряд молекул, в котором встречаются атомы типа разных видов и атомы другого вида разных видов

Обозначим общее число атомов вида в рассматриваемой молекуле через , общее число атомов вида в этой же молекуле – через , а общее число связей вида в этой молекуле – через

(1.1.21.)

Обозначим через - число связей кратности u, образуемых атомов вида с атомами типа ЭВ разных видов (j=1,...jm).

Подсчитаем общее число единиц сродства, затрачиваемое атомами вида в молекуле на образование связей кратности u с атомами разных видов типа ЭВ. Если произвести подсчет по атомам вида и связям вида и приравнять результаты, то получим уравнения, связывающие числа и Аналогичным путем могут быть получены уравнения, связывающие числа и

При выводе указанных уравнений следует различать два случая:

Типы атомов ЭА и ЭВ совпадают, т. е.

Z1=Z2, q1=q2, p1=p2; А º В.