ХИМИЯ ГАЗОВАЯ ЭЛЕКТРОНОГРАФИЯ И СТРУКТУРНАЯ ХИМИЯ Л. В. ВИЛКОВ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносов...
154 downloads
308 Views
186KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
ХИМИЯ ГАЗОВАЯ ЭЛЕКТРОНОГРАФИЯ И СТРУКТУРНАЯ ХИМИЯ Л. В. ВИЛКОВ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
ВВЕДЕНИЕ
GAS-PHASE ELECTRON DIFFRACTION AND STRUCTURAL CHEMISTRY L. V. VILKOV
Gas-phase electron diffraction is a diffractionbased method for analyzing the geometrical structure of free molecules. Electron beam, accelerated in the electric field of 40-60 kV , is scattered by a vapor stream and then is recorded on a photo plate. Deciphering the electron diffraction patterns provides for finding out the geometry of molecules and solving the structural chemistry problems.
© Вилков Л.В., 2001
Газовая электронография – дифракционный метод исследования геометрического строения свободных молекул. Поток электронов, ускоренный в поле 40–60 кВ, рассеивается струей пара и регистрируется фотопластинкой. Расшифровка электронограмм позволяет определить геометрию молекул и решать задачи структурной химии.
www.issep.rssi.ru
Газовая электронография является дифракционным методом исследования структуры свободных молекул [1–3]. Свободными молекулами называют молекулы веществ в парах и газах, которые не претерпевают значительного межмолекулярного взаимодействия, как, например, в конденсированной фазе. Многие данные указывают на возможность существенных различий в структуре кристалла и молекул паров одних и тех же веществ, начиная от простого примера поваренной соли NaCl. Соединение РCl5 в кристалле имеет ионную структуру, состоящую из тетраэдрических ионов PCl +4 и октаэдрических PCl −6 . В органических соединениях различий между структурой молекул в парах и кристаллах значительно меньше. Однако конформации молекул могут существенно отличаться в парах и кристалле. Длины связей и валентные углы также могут быть подвержены значительным влияниям межмолекулярного взаимодействия. Вот почему структурная химия свободных молекул представляет особый интерес. Поток электронов определенной энергии при рассеянии на молекулах ведет себя как волна, способная к интерференции. Явление дифракции потока электронов было открыто в 1927 году. Структурные исследования молекул в парах начались с 1930 года в Германии физиками Г. Марком и Р. Вирлем. Схема эксперимента была относительно простой – коллимированый пучок электронов, ускоренный в поле высокого напряжения около 40 кВ, направлялся на струю пара, формируемую соплом (рис. 1). Рассеянные электроны регистрировали на фотопластинку. Поскольку особенностью дифракции электронов является резкое падение интенсивности рассеяния с увеличением угла рассеяния, то простая фоторегистрация рассеянных электронов ограничена очень малыми углами рассеяния. Фотопластинка не может зарегистрировать большие перепады в интенсивности. Результат рассеяния представлял собой резко спадающий фон, на котором с трудом отмечали максимумы и минимумы интерференционной картины. Относительные интенсивности оценивали визуально, а положения дифракционных колец измеряли вручную. Обратная задача метода (см. [1]) состояла в
В И Л К О В Л . В . ГА З О В А Я Э Л Е К Т Р О Н О Г РА Ф И Я И С Т Р У К Т У Р Н А Я Х И М И Я
53
ХИМИЯ СОВРЕМЕННАЯ ГАЗОВАЯ ЭЛЕКТРОНОГРАФИЯ
1
С развитием электронографической техники, теории структурного анализа и вычислительных методов газовая электронография стала одним из важнейших методов исследования структуры свободных молекул.
2
4
3 θ θ 8 5
6
7
Рис. 1. Принципиальная схема электронографа: 1 – электронная пушка, 2 – магнитная линза, 3 – сопло испарителя, 4 – ловушка для улавливания паров исследуемых веществ, 5 – флуоресцентный экран, 6 – вращающийся сектор с ловушкой нерассеянных электронов (отдельно показана форма сектора), 7 – фотопластинка, 8 – окно для присоединения трубопровода высоковауумного насоса
том, что испытывали различные модели для простых молекул. Оценивалась полуколичественно сходимость рассчитанной интенсивности рассеяния с экспериментальной. Вычислительные возможности того времени не позволяли даже для простейших молекул проводить полноценные количественные исследования, так как уравнения, связывающие структуру молекул и интенсивность рассеяния, являются нелинейными. Несмотря на столь существенные ограничения в измерениях и расчетах, в 30-х годах XX века были проведены систематические исследования геометрии молекул различных классов соединений, особенно Л. Полингом и его сотрудниками. Результаты этих работ вошли в монографию Л. Полинга [4], которая открыла эпоху в теории химической связи. В этой книге Л. Полинг обобщил анализ многих физических свойств с целью выяснить характер химических связей в молекулах. В 1954 году Л. Полингу была присуждена Нобелевская премия. В Норвегии в 30–40-х годах XX века электронографическую группу возглавлял О. Хассел. Во время войны он попал в концентрационный лагерь, где продолжал осмысливать результаты исследования строения циклогексана и его производных. Обобщение этих данных привело его и независимо от него английского химика Д. Бартона к формулировке основных положений конформационного анализа, за что в 1969 году им была присуждена Нобелевская премия. В структурных исследованиях для определения межатомных расстояний используется величина 1 Å = 10−10 м = 0,1 нм.
54
Методика эксперимента. Принципиальная схема электронографа представлена на рис. 1. В электронной пушке формируется электронный пучок, ускоренный в поле напряжением 40–60 кВ. Электромагнитная линза фокусирует пучок диаметром около 0,2 мм на плоскость флуоресцирующего экрана. Для получения дифракционной картины от паров веществ вводится испаритель с соплом, диаметр которого составляет около 0,3 мм. Сопло может быть открытым для съемок твердых веществ с очень малой упругостью пара, однако в большинстве конструкций используется испаритель, сопло которого запирается иглой. Сопло подводится под электронный луч на близкое расстояние (∼ 0,5 мм). При истечении струи пара из сопла электронный луч пересекает ее. Рассеянные электроны до углов около 20° регистрируются на фотопластинке. Колонна электронографа находится под высоким вакуумом (10− 5–10− 6 рт. ст.) который обеспечивается системой насосов. Вакуум необходим для стабильной работы высоковольтной системы и для того, чтобы постороннее рассеяние на остаточном газе было минимальным. Поскольку струя пара нарушает вакуум, то напротив сопла устанавливается ловушка паров, охлаждаемая жидким азотом. Резкое падение интенсивности рассеянных электронов с увеличением угла рассеяния компенсируется вращающимся перед фотопластинкой сектором – пластинкой из немагнитного материала, которая имеет такой вырез, что количество электронов, прошедших через эту щель, увеличивается с увеличением радиуса r дифракционной картины как r 3. Введение сектора компенсирует резкое падение интенсивности рассеяния электронов. Электронограммы, полученные с использованием сектора, можно микрофотометрировать, то есть проводить количественные определения почернений фотопластинки, пропорциональных интенсивности рассеянных электронов. Визуально на электронограмме видны концентрические диффузные кольца убывающей интенсивности с увеличением угла рассеяния (рис. 2). Конструкция сектора не позволяет получить дифракционную картину вблизи основного нерассеянного пучка электронов. Для того чтобы при данной геометрии дифракционной камеры измерить картину от минимальных углов рассеяния до максимальных, необходимо проводить съемки электронограмм по меньшей мере с двух расстояний: около 200 и 400 мм.
С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 7 , 2 0 0 1
ХИМИЯ 1 I0
2
I
3
Рис. 2. Фотография электронограммы бензола
Для проведения эксперимента нужно иметь давление паров в ампуле с веществом около 10–20 мм рт. ст. В специальных экспериментах это давление может быть понижено до 0,01 мм рт.ст. В связи с сильным рассеянием электронов экспозиции составляют десятки секунд. В рентгенографии газов на первых этапах исследований (до открытия дифракции электронов) экспозиции составляли десятки часов. В настоящее время рентгенография не используется для определения структуры свободных молекул. Микрофотометрирование. Неотъемлемой частью электронографического эксперимента является количественное измерение интенсивности рассеяния электронов. Оно осуществляется на специальном приборе, называемом микрофотометром или денситометром (рис. 3). Упрощенная схема микрофотометрирования состоит в установке фотопластинки под оптический луч, интенсивность которого стабилизирована в высокой степени. Столик с фотопластинкой совершает качания вокруг центра электронограммы и перемещается вдоль диаметра дифракционной картины. С помощью фотодиода (ФД) прошедший через фотопластинку свет превращается в электрический ток. Далее аналого-цифровой преобразователь (АЦП) переводит непрерывный сигнал ФД в цифровую информацию, поступающую в компьютер. На компьютере проводится обработка результатов измерений интенсивности рассеяния электронов. Длина волны электронов. В каждом эксперименте определяется длина волны пучка электронов λ. Это важная характеристика падающих и рассеянных электронов. В отличие от спектроскопии поглощения в структурных дифракционных методах рассматривается упругое рассеяние, то есть рассеяние без потери энергии потока электронов или других частиц. В газовой
4
5
Рис. 3. Принципиальная схема микрофотометра: 1 – источник потока света, стабилизированного по интенсивности; 2 – электронограмма движется относительно падающего луча света I0 ; 3 – фотодиод; 4 – аналого-цифровой преобразователь; 5 – персональный компьютер
электронографии для определения λ используют поликристаллический стандарт типа ТlCl, ZnО, газовый стандарт СО2 или бензол С6Н6 , то есть вещества с известной структурой. Обычно λ = 0,05–0,06 Å. Расшифровка электронограмм. Как уже указывалось в [1], в каждом физическом методе есть прямая и обратная задачи. Если мы знаем структуру молекулы, можно на основе теории рассеяния рассчитать зависимость интенсивности от угла рассеяния. Теория рассеяния учитывает, что молекула в струе пара произвольно ориентирована и атомы в молекуле совершают колебания около положения равновесия. В хорошем приближении полагают, что функция зависимости распределения межатомных расстояний от значения этих расстояний имеет вид колокола (гауссова функция) и характеризуется положением максимума колокола при rij (расстояние между атомами i и j ) и полушириной такого пика lij (амплитуда колебаний пар атомов i и j ). В итоге для прямой задачи получено следующее относительно простое уравнение: 2 2
sM теор ( s ) =
∑ n g ( s )e ij
ij
i≠ j
– s l ij ------------2
sin sr ⋅ --------------ij-, r ij
(1)
где Мтеор(s) – молекулярная интенсивность рассеяния 4π как функция s = ------ ⋅ sin θ ⁄ 2 (λ – длина волны элекλ тронов, θ – угол рассеяния); nij – число одинаковых пар атомов; gij – табличный множитель, определяющий рассеивающую способность данной пары атомов (приближенно пропорционален Zi Zj – произведение порядковых номеров атомов i и j ).
В И Л К О В Л . В . ГА З О В А Я Э Л Е К Т Р О Н О Г РА Ф И Я И С Т Р У К Т У Р Н А Я Х И М И Я
55
ХИМИЯ Уравнение (1) представляет сумму затухающих синусоид для каждого межатомного расстояния в молекуле (рис. 4). Если построить на основе функции sM(s) радиальное распределение f (r), то есть распределение межатомных расстояний в молекуле (рис. 5), то можно выявить все основные межатомные расстояния в молекуле. Высоты пиков f (r) соответствуют вкладу в рассеяние данного межатомного расстояния. Так, пик при 1,40 Å относится к связям углерод–углерод в бензольном кольце молекулы С6Н5РCl2 , а пик при 2,00 Å – к связям Р–Cl. К сожалению, не все пики хорошо разрешаются, особенно для сложных молекул. Это накладывает существенное ограничение на возможности определения геометрии молекул. Из рис. 5 видно, что пик при 1,10 Å для С–H-связей значительно меньше по высоте, чем пик для связей СС и РCl. Это значит, что длина связи СН определяется с меньшей точностью. В некоторых случаях метод газовой электронографии бессилен определить необходимые геометрические параметры. Тогда привлекают данные других методов или законо-
sM(s)
мерности в геометрии сходных молекул. Подобного рода ограничения присущи также другим методам. Из чисто математических соображений более эффективно использовать уравнение (1) для определения геометрических параметров молекул. Решение структурной задачи получают при таком варьировании параметров, чтобы было максимальное согласование с экспериментом по уравнению Q=
∑ [s
M эксп ( s m ) – ks m M теор ( s m ) ] = min, 2
m
где Мэксп(sm) – экспериментальная молекулярная интенсивность рассеяния в точках sm ; k – коэффициент пропорциональности. Уравнение (2) позволяет вычислить геометрические параметры и ошибки их определения. Из рис. 4 и 5 видно, что функции ∆, характеризующие сходимость теории и эксперимента, малы. Пример С6Н5РСl2 . Молекула фенилдихлорфосфина характеризуется семью независимыми геометрическими параметрами в определенном приближении, шесть из которых являются длинами связей СС (ср.), СН, РCl, РС и валентными углами ClРCl и СРCl. При этом принимается равенство всех связей СС и валентных углов ССС. Седьмой параметр – взаимная ориентация фенильной группы и группы РCl2 . В итоге найдена
f(r)
∆(s) 0
5
10
15
20
25
30
35 s, Å−1
∆ ×2 0
Рис. 4. Экспериментальная (точки) и теоретическая (сплошная линия) кривые sМ(s) для С6Н5РСl2 . Два отрезка кривых sМ(s) соответствуют двум расстояниям сопло–фотопластинка: короткому (около 200 мм) и длинному (около 400 мм). Внизу показана разность ∆ экспериментальной и теоретической кривых для наилучшей модели молекулы
56
(2)
m
1
2
3
4
5
6 r, Å
Рис. 5. Кривые радиального распределения f(r) для С6Н5РСl2 : экспериментальная – точки, теоретическая для лучшей модели – сплошная линия. Масштаб по оси ординат условный. Функция ∆ – разность приведенных кривых, умноженная на 2
С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 7 , 2 0 0 1
ХИМИЯ такая конформация, в которой биссектриса угла ClРCl лежит в плоскости бензольного кольца:
H
H
H
P H
H Cl
Cl
Длины связей и их амплитуды колебаний Связи
r, Å
1, Å
Р–Cl Р–С С–С С–Н
2,060(2) 1,823(5) 1,396(2) 1,098(9)
0,058(2) 0,049(2) 0,047(2) 0,078(11)
В скобках указаны ошибки определения параметров в последней значащей цифре, то есть 2,060(2) Å = = 2,060 ± 0,002 Å . Вероятность того, что длина связи меньше чем 2,058 Å и больше чем 2,062 Å, очень мала. Валентные углы в градусах: ∠ССС = 120 (ср.), ∠ClРCl = 100,2(0,5), ∠СРCl = 100,5(0,5). В связи с тем, что метод газовой электронографии не позволяет определить небольшую неравноценность длин связей и валентных углов в бензольном кольце, были проведены квантово-химические расчеты всех параметров. Они показали действительно малые различия в указанных параметрах, но в конечном результате работы эти эффекты были учтены. Так, длины связей в бензольном кольце отличаются не более чем на 0,01 Å, а валентные углы в бензольным кольце – до 5°. Обоими методами установлено, что связь Р–С не лежит на биссектрисе угла ССС бензольного кольца. Отклонение составляет около 5°. Для более точного определения геометрических параметров в настоящее время используются совместная обработка данных газовой электронографии, колебательной спектроскопии, вращательной спектроскопии и квантово-химические расчеты. Данные по колебательным спектрам позволяют рассчитывать амплитуды колебаний и этим сокращать число параметров, определяемых электронографически. РЕШЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ СТРУКТУРНОЙ ХИМИИ К настоящему времени электронографически изучено геометрическое строение молекул около 2000 соединений. Это значительно меньше, чем число данных рентгеноструктурного анализа (сотни тысяч). Однако сведения о свободных молекулах, как уже упоминалось, имеют собственную ценность и содержатся в справочниках, монографиях и обзорах [2, 5].
Основной задачей изучения структуры молекул является установление закономерностей, связывающих геометрию молекул и их химическое строение. Это направление исследований называется структурной химией. Одно из важнейших понятий теоретической химии – валентное состояние атома в молекуле, которое определяется общим числом валентности атома, распределением этих валентностей с учетом кратности связей и конфигурацией этих связей (расположение их в пространстве). Периодическая система элементов позволяет оценить максимальную валентность атомов различных элементов. Однако не всегда реализуются такие оценки, и полезно знать более узкие закономерности в валентных состояниях атомов в одной какойлибо группе. В дальнейшем для упрощения будут опущены значения ошибок параметров. Галогениды щелочных элементов. Простейшие соединения галогенидов щелочных металлов содержат в парах как двухатомные молекулы, так и димеры и даже тримеры. На примере хлоридов щелочных элементов покажем следующий результат. Димеры представляют собой ромб, близкий к квадрату:
Cl M
M Cl
Мономер Димер Разность длин связей Валентный угол
Связь, Å
Li
М–Cl М–Cl ∆ ClMCl(°)
2,02 2,23 0,21 108
Na
К
Rb
Сs
2,39 2,70 2,82 2,94 2,58 2,95 3,00 3,02 0,19 0,25 0,18 0,08 101 96 88 84
Таким образом, атомы металла и хлора в димерной молекуле М2Cl2 имеют координацию два и длина связи М–Cl в димере на ∼0,2 Å больше, чем в двухатомной молекуле. Уменьшение угла ClМCl в ряду от Li к Сs разумно согласуется с увеличением ионного радиуса атома металла, которое ведет к большему отталкиванию этих атомов по линии М…М. Следовательно, эти данные расширяют наши представления о валентных состояниях атомов щелочных металлов и галогенов. Галогениды щелочноземельных элементов. Первые данные о дигалогенидах Ве и Мg показали, что молекулы MX2 (где М = Ве, Мg; Х = F, Cl, Вr, I) имеют линейное строение. Казалось, что линейное расположение связей должно характеризовать все галогениды элементов II группы Периодической системы, однако
В И Л К О В Л . В . ГА З О В А Я Э Л Е К Т Р О Н О Г РА Ф И Я И С Т Р У К Т У Р Н А Я Х И М И Я
57
ХИМИЯ качественная картина строения молекул MX2 выглядит следующим образом.
Ве Мg Са Sr Ва
F
Cl
Вr
I
Связи
л л н н н
л л л н н
л л л ? н
л л л л н
C–C C=C C ≡C C–N C=N C ≡N
Примечание: л – линейные, н – нелинейные молекулы, ? – значение не определено.
Галогениды элементов III группы. Все галогениды бора имеют плоское симметричное строение.
X B X X X = F, Cl, Br, I. Однако для галогенидов Al и Ga характерно химическое равновесие в парах: M2X6
2MX3
Поскольку это равновесие зависит от температуры, то удалось определить структуры МХ3 при более высоких температурах, а М2Х6 при более низких. Все молекулы МХ3 имеют строение типа ВХ3 . В молекулах димеров два фрагмента соединены мостиковыми связями через два атома X', а четыре Хk являются концевыми:
Xk
X' M
Xk
1,53 1,33 1,21 1,47 1,27 1,16
∆
Связи
0,20 0,12
C–O C=O С–S С=S
∆ 1,41 1,21 1,80 1,61
0,20 0,19
0,20 0,11
Относительное постоянство в разностях длин одинарных и кратных связей ∆ позволяет по геометрическим данным определить тип связи. Атом углерода проявляет в ряде новых соединений особый тип валентности в соответствии с геометрией молекул. Так, в ферроцене и подобных структурах типа М(С5Н5)2 атом углерода имеет необычную координацию связей, так как связь металл–циклопентодиенильное кольцо является многоцентровой [2, 5]. Высокое координационное число атома углерода наблюдается в молекулах нового класса соединений – карборанов BnC2Hn + 2 , обладающих полиэдрическим строением, как, например, B8C2H10 : Координационное число B– 6 C– 5
Xk M
X'
Xk
Длины мостиковых связей М–Х' больше, чем длины концевых связей М–Хk . Разности составляют ∆ = r(М–Х') − r(М–Хk) ∼ 0,12–0,20 Å. В четырехчленном цикле внутренние углы составляют около 90°, а внешние валентные углы превышают 120° и заключены в интервале 123–128°. Главные особенности структурной химии элементов IV группы. Подавляющее большинство данных подтверждает четырехвалентность атомов элементов IV группы. Атом углерода показывает наибольшее разнообразие валентных состояний. Тетрагалогениды элементов IV группы имеют правильное тетраэдрическое строение. В последнее время получены важные данные для химически очень активных дигалогенидов С, Si и Gе. Все они имеют угловое строение, значения углов несколько меньше тетраэдрического 109°28′. Длины связей в дигалогенидах несколько больше, чем в тетрагалогенидах. Одной из наиболее важных закономерностей в геометрии соединений углерода является со-
58
хранение разностей (∆) значений длин связей разной кратности (Å).
Главные особенности структурной химии азота и фосфора. Атом азота не показывает координационное число 5 в отличие от атомов фосфора в соединениях типа РF5 , РCl5 . Типичными координационными числами атома азота являются 1, 2, 3, например в Н–C≡N, FN=СF2 и NН3 соответственно. Однако в координационных соединениях атом N имеет координационное число 4, как, например, в (СН3)3В N(СН3)3 . В нитросоединениях типа СН3–NО2 , НО–NО2 и т.п. атом азота в соответствии с классической формулой имеет валентность 5, то есть валентное состояние типа:
O N O Согласно приближенным квантово-химическим представлениям, нитрогруппу рассматривают в форме
С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 7 , 2 0 0 1
ХИМИЯ O−
O +
+
N
N O−
O
Структурные данные вполне удобно описывать классической формой, так как r(N=O) = 1,21 Å и меньше r(N–О) = 1,40 Å, например в СН3ОNО2 на ∼ 0,20 Å. Для атома Р характерны соединения с фосфорильной группой типа Х3Р = О. Связь Р=О также короче связи Р–О приблизительно на 0,2 Å. Только в последнее время получены соединения фосфора с координационными числами 1 и 2. Найдено, что r(Р≡С) = 1,54 Å в Р≡С-С(СН3)3 и r(Р=С) = 1,68 Å в гетероциклических соединениях фосфора. Одинарная связь Р–С обычно равна 1,85 Å. Это означает, что приблизительно сохраняются те же соотношения между длинами связей разной кратности фосфор–углерод. Соединения пятивалентного пятикоординированного фосфора имеют конфигурацию связей, направленных к вершинам тригональной бипирамиды:
P
Главные особенности структурной химии кислорода и серы. Атом кислорода имеет только две координации: 1 (при образовании двойной связи) и 2 (в молекулах типа Н2О). Однако в комплексных соединениях координация кислорода увеличивается до 3 и 4. Атом серы дает примеры координации от 1 до 6. В случае четырехвалентности атом серы может быть двухкоординированным, как в угловой молекуле SO2 . В соединениях типа XYSО атом серы трехкоординирован и четырехвалентен, а связи атома серы образуют пирамиду. Наиболее интересен случай координации для четырехвалентного атома S с одинарными связями. Так, молекула SF4 имеет форму “качели” α
S F
F
β
F
F
α = 187° β = 101°
Шестивалентная сера образует связи по направлениям к вершинам октаэдра в SF6 . В соединениях типа О=SF4 конфигурация связей соответствует искаженной тригональной бипирамиде. В соединениях типа Cl2SО2 атом серы имеет искаженную тетраэдрическую конфигурацию связей. Главные особенности структурной химии галогенов. Наиболее известна их одновалентная форма. Однако имеются структурные данные для следующего типа мо-
лекул СlF3 , СlO2 , ClF5 , FСlO3 , ВrF3 , ВrF5 , IF5 , IOF5 , IF7 и т.п., которые свидетельствуют о большом разнообразии валентных состояний атомов галогенов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Краткое изложение методики газовой электронографии и некоторых результатов, полученных с ее использованием в области структурной химии, должны дополнить общее представление об уровне развития современной химии. Школьный курс химии вынужденно ограничен главными вопросами теоретической химии и химических свойств некоторых важнейших элементов. Для обоснования концепций валентности и валентного состояния атомов в молекуле, электронного строения молекул в целом, реакционной способности и механизмов химических реакций привлекаются данные физических методов, которые большей частью используют химики. Поскольку химия является в основе своей эмпирической наукой, то концепции химии должны уточняться с расширением экспериментального материала, полученного различными методами. Приведенные экспериментальные структурные данные показывают, сколь ограниченны наши представления о взаимодействиях атомов в молекулах. Но уточнение старых концепций и появление новых основываются на данных многих методов. ЛИТЕРАТУРА 1. Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 5. С. 35–40. 2. Вилков Л.В., Мастрюков В.С., Садова Н.И. Определение геометрического строения свободных молекул. Л.: Химия, 1978. 224 с. 3. Вилков Л.В., Анашкин М.Г., Засорин Е.З. и др. Теоретические основы газовой электронографии. М.: Изд-во МГУ, 1974. 226 с. 4. Полинг Л. Природа химической связи. М.; Л.: Госхимиздат, 1974. 440 с. 5. Харгиттаи М., Харгиттаи И. Геометрия молекул координационных соединений в парообразной фазе. М.: Мир, 1976. 248 с.
Рецензент статьи О.М. Полторак *** Лев Васильевич Вилков, доктор химических наук, профессор кафедры физической химии химического факультета МГУ. Область научных интересов – строение и стереохимия молекул, газовая электронография, совместное использование данных газовой электронографии, колебательных и вращательных спектров и неэмпирических квантово-механических расчетов для определения геометрии свободных молекул (молекул в газовой фазе). Соавтор шести монографий и учебников и более 250 статей.
В И Л К О В Л . В . ГА З О В А Я Э Л Е К Т Р О Н О Г РА Ф И Я И С Т Р У К Т У Р Н А Я Х И М И Я
59