Грихан - Наука и Жыжызнь (grihanm) wrote,
Грихан - Наука и Жыжызнь
grihanm

Category:

Разумная материя

Попробую-ка описать загадку мироздания, о которой почему-то мало кто знает.



Маленький дисклеймер: этой темой сам не занимался, и специально не следил. Буду рад дополнениям и исправлениям.

Чтоб не лезть глубоко в теорию, перейдём сразу к примеру - одному из самых наглядных.


enol
Сначала очень важно понять отличие левой части уравнения от его правой части. Слева нарисованы две реальные молекулы, присутствующие одновременно в растворе в количестве, связанным с их относительной стабильностью. Одна молекула превращается в другую и обратно - что схематически обозначено двумя паралельными стрелками, с противоположной направленностью. Это - так называемое "химическое равновесие", в приведённом частном случае - кето-энольная таутомерия.

Теперь мееедленно переходим на правую сторону уравнения, путём отрыва протона. Внимание! - не верьте своим глазам. Вы вроде видите опять два рисунка молекул, которые очень похожи на молекулы слева. Но это не так - это одна молекула: энолат, в которой реакционно способные электроны сидят одновременно и на кислороде и на углероде, то есть размазаны между ними. Классический котег в коробке. Энолат можно нарисовать и в виде наиболее правого рисунка - но этот рисунок, в отличии от двух т.н. резонансных форм, не несёт никакой полезной информации.

Теперь сосредотачиваемся: ниже представленна сопсна загадка мироздания.

enol2
Итак, молекула значит одна, но реагирует она - как будто их таки две! Кремнёвый катион - садится на кислород, а углеродный (в примере этильный) - на углерод. И в том и в другом случае получившийся продукт наиболее термодинамичсеки стабильный из двух возможных (то есть при его получении выделяется наибольшее количество энергии).

Всё это выглядит, как будто молекула (или мироздание) заранее знает, какой продукт выгоднее, и при взаимодействии с реагентам меняет электронную конфигурацию соответственно.

Схема под спойлером дана на всякий случай, возможно она ответит на некоторые вопросы, которые могут у кого-то на этом этапе возникнуть.

[Spoiler (click to open)]
enol3


Можно опуститься на электронный уровень. В растворе реагенты сталкиваются и происходит взаимодействие электронной плотности на энолате с "отсутствием таковой" на катионе (электрофиле). Есть какая-то переходная стадия с энергетическим максимумом, и вероятно в каждом случае она выглядит по другому. Но вопрос никуда не делся - с какого перепугу в двух очень похожих случаях получаются совершенно разные переходные состояния, ведущие к совершенно разным продуктам.

Это конечно же не единственный случай - явление наблюдается всегда, когда имеет место реакция с молекулой, у которой можно выделить несколько неэквивалентных резонансных структур.

Старый пыст о резонансных структурах
Старый пыст об энергетическом контролировании реактивности


Tags: 6or, Химия
Subscribe

  • А теперь по настоящему актуальное!

    Одновременно сделал заметку для элементов и ролик на канал. Синергизьм тсзть. Как оно? Ну и анонс - следующий ролик будет про это!

  • 1,2,3

    1. Приняли статью в Macromolecules. Это 19-я, получаеццо. Когда выйдет видос по ней сниму, наверное. Будет-ли 20-ая? Материал есть... 2. Загадко в…

  • Мирзаянов в ФБ:

    ...Так, помнится, директор ГосНИИОХТ В.А. Петрунин крыл меня в своих интервью в 1993 году, что я был ответственным за контроль чистоты отходящих вод…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 10 comments

  • А теперь по настоящему актуальное!

    Одновременно сделал заметку для элементов и ролик на канал. Синергизьм тсзть. Как оно? Ну и анонс - следующий ролик будет про это!

  • 1,2,3

    1. Приняли статью в Macromolecules. Это 19-я, получаеццо. Когда выйдет видос по ней сниму, наверное. Будет-ли 20-ая? Материал есть... 2. Загадко в…

  • Мирзаянов в ФБ:

    ...Так, помнится, директор ГосНИИОХТ В.А. Петрунин крыл меня в своих интервью в 1993 году, что я был ответственным за контроль чистоты отходящих вод…