«Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин»: Рассказ о главных достижениях химии
Почему одни вещества становятся мягкими, а другие твердеют? Одни приобретают упругость, а другие — хрупкость? Наконец, какими были люди, сделавшие величайшие открытия в химии, и какую роль в их успехе сыграл элемент случайности? В книге «Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин» (издательство «Альпина нон-фикшн») специалист в полимерной и элементоорганической химии Михаил Левицкий отвечает на эти и другие вопросы, рассказывая об основных этапах развития, наиболее выдающихся исследованиях и достижениях химии. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным ферроцену — соединению, которое расширило понимание о природе химической связи.
Новые грани ферроцена
В 1952 г. было синтезировано соединение, которое удивило весь химический мир и стало во главе нового раздела науки — химии π-комплексов переходных металлов. Атом железа находится между двумя параллельно расположенными циклопента диеновыми молекулами, при этом вся конструкция похожа на сэндвич. Соединение было названо ферроценом. На рис. 8.1 показаны различные способы изображения молекулы.
Самое необычное заключается в том, что атом металла взаимодействует не с одним конкретным атомом углерода, а со всеми атомами углерода в обеих органических молекулах. Это новый тип химических связей, названных π-комплексными. Такое название выбрано потому, что в образовании связей участвуют р-электроны, и при их взаимодействии образуются π-связи. Появление ферроцена заметно расширило наши представления о природе химической связи. Роль циклопентадиена становится понятной, если рассмотреть стадии синтеза ферроцена.
На первой стадии циклопентадиен реагирует с металлическим натрием. Атом водорода во фрагменте СН2 циклопентадиенильного кольца замещается на натрий. Происходит следующее: водород отрывается в виде протона Н