Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Супрамолекулярная химия - Стид Дж.В.

Стид Дж.В., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия — М.: Академкнига, 2007. — 480 c.
ISBN 978-5-94628-305-2
Скачать (прямая ссылка): supramolekulyarnayahimiyat12007.djvu
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 156 >> Следующая


1

1.1.1

* Молекулярный фрагмент, соединяющий две одинаковые или разные функциональные группы молекулы. {Примеч. ред. перевода.)
28

1. Общие представления

Молекулярная химия

Молекулярные предшественники (прекурсоры)

о

Ковалентная молекула: химическая природа, форма,

редокс-свойства, зазор HOMO-LUMO,

полярность, колебание и вращение,

магнетизм,

хиральность

Супрамолекулярная химия

• Л — ф{

Гость Хозяин

Супрамолекула (комплекс): степень упорядоченности, взаимодействия между субъединицами, симметрия упаковки, межмолекулярные взаимодействия

Рис. 1.1. Сравнение диапазонов молекулярной и супрамолекулярной химии согласно Ж.-М. Лену

образуют они часть супра(супер)молекулы или нет (см. гл. 8). Подобным образом многие недавние работы нацелены на разработку способов синтеза самоорганизующихся систем для получения больших молекул или молекулярных группировок. Эти системы часто самоорганизуются с использованием различных взаимодействий, причем некоторые из них определенно нековалентны (например, водородные связи), а некоторые содержат значительную ковалентную составляющую (например, взаимодействия металл-лиганд; см гл 7). Этот сдвиг в акцентах - не более чем развитие данной области от ее корней, лежащих в химии типа «хозяин—гость», до охвата понятий других областей науки. Поэтому при написании книги мы попытались рассмотреть широкий круг проблем, из которых складывается супрамолекулярная химия, пытаясь определить как ее современное состояние, так и будущие направления развития.

1.1.2 Химия «хозяин-гость»

Если мы рассматриваем супрамолекулярную химию в ее простейшем варианте, предполагая какой-либо тип (нековалентного) связывания или комплек-сообразования, то сразу должны определить, за счет чего происходит это связывание. В таком контексте мы обычно рассматриваем молекулу («хозяин»), связывающую другую молекулу («гость») с образованием комплекса «хозяин—гость», или супрамолекулы. Обычно хозяин — это большая молекула, или агрегат, с дыркой по-
I. I. Определение и развитие супрамолекулярной химии

рядочного размера или полостью в центре. Гостем может служить моноатомный катион, простой неорганический анион или более сложная молекула, такая, как гормон, феромон или нейротрансмиттер. Более формально хозяина можно определить как молекулярное образование со сходящимися центрами связывания (например, до-норные атомы оснований Льюиса, доноры водородной связи и т.п.). Гость.обладает расходящимися центрами связывания (например, сферический катион металла кислоты Льюиса или галогенид-анион как акцептор водородной связи). Взаимоотношение с образующимся комплексом хозяин—гость Д. Крам определил (1986 г.) так:

«Комплексы состоят из двух или более молекул или ионов, связанных вместе в уникальную структурную систему электростатическими силами, по своей природе иными, чем чисто ковалентные... Молекулярные комплексы обычно удерживаются водородными связями, ионными парами, взаимодействиями п-кислота—п-основание, связыванием металл—лиганд, силами притяжения Ван-дер-Ваальса, перестройкой растворителя и частично образованными или разорванными ковалентными связями (переходные состояния)... Высокая структурная организация обычно реализуется только посредством многочисленных связывающих центров... Высокоструктурированный молекулярный комплекс образован по крайней мере одним хозяином и одним гостем... Взаимоотношение хозяин—гость включает комплементарную стереоэлектронную организацию центров связывания в хозяине и госте... Компонент-хозяин определяется как органическая молекула (или ион), чьи центры связывания сходятся в комплексе... Компонент-гость — это любая молекула (или ион), центры связывания которой расходятся в комплексе».

Дальнейшее обобщение может быть достигнуто удалением слова «органическая» из определения компонента-хозяина, так как в недавних работах описано множество неорганических хозяев, таких, как цеолиты и полиоксованадаты, а также смешанные металлоорганические координационные соединения, выполняющие сходные функции и потому подпадающие под это определение. Связывание хозяин-гость похоже наловлю мяча рукой. Рука, выполняющая функцию хозяина, окружает мяч, обеспечивая физический (стерический) барьер, препятствующий падению (диссоциации). Однако на электронном уровне эта аналогия неправомерна, так как нет реальных сил притяжения между рукой и мячом. Такая аналогия годится для введения термина «химия включения» (поскольку мяч включен в руку), отсюда - включение одной молекулы в другую.

Один из ключевых разделов супрамолекулярной химии хозяин-гость в ее общем виде относится к стабильности комплекса хозяин—гость в растворе. С одной стороны, область клатратов, или, в более общем смысле, химия включения, относится к хозяевам, часто устойчивым только в твердом (кристаллическом) состоянии, но распадающимся при растворении. В эту категорию попадают газовые гидраты, клатраты мочевины и многие кристаллические сольваты (см. гл. 5). С другой стороны, молекулы-хозяева для катионов, например краун-эфиры (коранды), криптанды и сферанды (см. гл. 3), а также хозяева для нейтральных молекул, например карцеранды и криптофаны (см. гл. 5), эффективно связывают гостя как в твердой фазе, так и в растворе. Следует отметить, что существуют и чисто жидкофазные системы, в частности жидкие кристаллы и жидкие клатраты, не имеющие прямых твердофазных аналогов (см. гл. 10).
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 156 >> Следующая