August 24th, 2013

nos

Соль сОли.

Химия занимается превращением веществ, в том числе их синтезом. Органическая химия - синтезом веществ органических, углеводородосодержащих. Самая главная задача органической химии была и остаётся - синтез связи углерод-углерод. А как легче всего получить такую связь? Добавить углерод с положительным зарядом к углероду с зарядом отрицательным - интуитивненько, не так-ли?

С положительным зарядом углеродные соединения получить не тяжело - это, например, соединения углеводородов с галогенами (фтор, хлор, бром, йод...). Cамое известное широкой публике, вероятно, хлороформ СНСl3 - получено было аж в начале 19-го века. Чтобы получить углерод с отрицательным зарядом (карбанион) - достаточно приставить к нему атом металлa, желательно щелочного (литий, натрий, калий...) - как наиболее стремящегося отдать электрон углероду. Соединения углеводородов с щелочными металлами научились делать через 100 лет после хлороформа - в начале 20-го века. С их реакциями оказалось всё не так просто, как возможно кто-то расчитывал, но без связи со сложностями - эти реагенты представляют сегодня огромную важность для химической промышленности и исследований и их синтезируют в мире килограммами,  а может и центнерами.

Чтобы понять реактивность - желательно понять структуру, то есть взаиморасположение атомов. Но прежде чем перейти к структуре органометаллических соединений - по сути углеводородных солей - надо сказать пару слов о соли обычной. Cтруктуру кристаллoв поваренной соли (NaCl), самого известного из соединений щелочных металлов с галогенами, опредлили сразу как только научились определять крисаталлическую структуру чего-либо рентгеноструктурным анализом. Вот так просто выглядит кристаллик соли на атомном уровне - чередующиеся атомы натрия и хлора в трёхмерном пространстве. Каждый отрицательный хлор связан с шестью положительными натриями, каждый положительный натрий - с шестью отрицательными хлорами.


Структура кристалла поваренной соли NaCl. Зелёные шарики - хлор, фиолетовые - натрий.

Когда научились делать соединения щелочных металлов с углеводородами стали исследовать и их структуру. Это гораздо сложнее - молекулы мгновенно реагируют с кислородом и водой, но технические проблемы разрешились, и перед исследователями структуры самого простого из возможных таких соединений - метиллития (или литиометана, LiCH3, CH3 - метил) предстала вот такая картина.Collapse )