Отличие русской химии (сериал-тема)

1. Какие металлы, на Ваш взгляд, наиболее оптимальны для химических источников?
Никель-Кадмиевые? Или другие?
2. В 2015 году мировой рынок литий-ионных аккумуляторов сильно возрос.
Второй металл даже не упоминается.

Что важнее для химических источников: оптимизация сочетание металлов, либо ионы?

 

Прежде хочется отдать должное химикам-практикам: их достижения трудно переоценить. Хоть и методом "тыка", но им удалось решить многие трудные задачи. Одна из таких задач - подбор металлов и веществ для химических источников тока. Надеюсь теория русской химии поможет им.
Конкретно. Литий - самый электроноёмкий металл, и правильно, что он используется в аккумуляторах. Вторым после него по электроноёмкости является натрий. И его следовало бы использовать в химических источниках. К тому же натрий - более доступен и менее опасен, чем литий.
Но! При подборе металлов и других веществ нужно учитывать не только электроноёмкость, но и другие не менее важные факторы; а их - очень много.

Извините, если мой ответ показался Вам уклончивым.

С уважением Антонов Владимир Михайлович

 

122. Кислоты

Прежняя химия:
Некоторые кислоты:
* хлороводородная (соляная) – HCl;
* фтороводородная (плавиковая) – HF;
* сероводородная – H2S;
* серная – H2SO4;
* азотная – HNO3;
* угольная – H2CO3;
* кремниевая – H2SiO3;
* фосфорная – H3PO4.
- - - - - - - - -
Русская химия:
Формулы тех же самых кислот:
* соляная – Hm)Cl2(OHm;
* плавиковая – Hm)F2(OHm;
* сероводородная – Hm)S(OHm;
* серная – SO3(OHm;
* азотная – N2O5(OHm;
* угольная – CO2(OHm;
* кремниевая – SiO2(OHm;
* фосфорная – P2O5[(OHm]3.
(Скобками обозначены жёлобы слипания.)
Кислоты состоят из кислотного компонента и воды OHm.
_____________________________________________


123. Признак кислотности

Прежняя химия:
«Кислотами называются сложные вещества, в состав которых входит один или несколько атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов, и кислотный остаток – один или несколько химически связанных атомов.»
- - - - - - - - - -
Русская химия:
Признаком кислотности является вогнутый присасывающий жёлоб.

 

124. Кислотные остатки. Кислотные компоненты

Прежняя химия:
«…кислотный остаток – один или несколько химически связанных атомов.
В химических реакциях обмена и замещения кислотные остатки не разрушаются и переходят без изменений из состава исходных веществ в молекулы или частицы продуктов реакции.
Если обозначить группу атомов кислотного остатка буквами A(n) (где n– валентность), то получим общую формулу кислот: HnA(n).»
Примеры кислотных остатков: Cl, F, S, SO4, NO3, CO3, SiO3, PO4.
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Вместо кислотных остатков предлагаются кислотные компоненты:
* хлороводород – Hm)Cl2( ;
* фтороводород – Hm)F2( ;
* сероводород – Hm)S( ;
* серный ангидрид – SO3( ;
* азотный ангидрид – N2O5( ;
* углекислый газ – CO2( ;
* оксид кремния – SiO2( ;
* оксид фосфора – P2O5((( .
(Скобками обозначены жёлобы слипания; у оксида фосфора их – три.)
_______________________________________


25. Химическая активность кислот

Прежняя химия:
«Многие кислоты – едкие жидкости, которые могут вызвать химический ожог, поэтому следует избегать попадания их растворов на кожу и одежду.»
«Очевидно, чем полярнее связи в молекуле кислоты, тем сильнее к ней притягиваются молекулы воды и тем легче они отрывают ион водорода от молекулы кислоты. Кроме того, на этот процесс влияет способность связей в молекуле кислоты к поляризуемости, то есть способности к разделению положительного и отрицательного зарядов.»
- - - - - - - - - -
Русская химия:
Кислотные компоненты имеют вогнутые присасывающие жёлобы. Стыкуясь с выпуклыми жёлобами других атомов (или частиц), они могут создавать относительно длинные участки слипания. Этим объясняется агрессивность кислот – у них усилия слипания больше.
Для сравнения: выпуклые жёлобы (например у металлов) слипаются между собой короткими участками.
Кстати, молекулы кислот между собой слипаются только концами своих вогнутых жёлобов, тоесть очень короткими участками; усилия таких слипаний – незначительные, и поэтому кислоты – жидкие.

 

126. Соли

Прежняя химия:
«Солями называют вещества, которые состоят из атомов металлов и кислотного остатка.»
Примеры: KNO3, Na2SO4, Mg3(PO4)2
- - - - - - - - - -
Русская химия:
Кислоты, в которых молекулярный водород воды или даже сама вода замещены металлами, называются солями.
Те же примеры:
KNO3(?) => N2O5(O(K2)
Na2SO4(?) => SO3(O(Na2)
Mg3(PO4)2(?) => P2O5((OMg)3
Скобками обозначены жёлобы.
Другие примеры:
* поваренная соль – (Na)Cl2(Na) ;
* плавиковый шпат – F2(Ca) ;
* йодистый калий – (K)I2(K) ;
* цинковая обманка – S(Zn) ;
* медный купорос – SO3(O(Cu) ;
* карбонат кальция – CO2(O(Ca) ;
* силикат калия – SiO2(O(K2) .

Кстати, молекулярный водород – тоже металл.
___________________________________________


127. Амфотерность

режняя химия:
«Амфотерность… отражает способность веществ… проявлять либо основные, либо кислотные свойства.
Амфотерными свойствами обладают оксиды двухвалентных цинка, свинца, бериллия, олова, трёхвалентных алюминия, хрома и некоторых других металлов. Например, гидроксид цинка, реагируя с раствором соляной кислоты, проявляет основные свойства.

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

При взаимодействии со щёлочью он способен проявлять кислотные свойства.

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O

Такая двойственность свойств обусловлена особенностями строения амфотерных гидроксидов.»
В чём состоит особенность строения амфотерных гидроксидов – не указывается.
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Сравним приведённые два процесса.

(ZnO)(HmO) + HmCl2 => ZnCl2 + HmO
(ZnO)(HmO) + (Na2O)(HmO) => (Na2O)(ZnO) + HmO

Если сравнивать эти два уравнения чисто формально, то оксид цинка ZnOво втором процессе может рассматриваться как кислотный компонент. Но их (оксиды и кислотные компоненты) различают присасывающие жёлобы: у кислотных компонентов он – вогнутый, а у оксида цинка – выпуклый (как у всех оксидов металлов). И по этому признаку считать гидроксид цинка кислотой неверно. Во втором примере произошло слипание двух оксидов (но не оксида с кислотным компонентом).

 

128. «Бульон» обратимых реакций

Прежняя химия:

K2CO3 + H2O =><= KHCO3 + KOH

«Карбонат калия хорошо растворим в воде и полностью диссоциирует на ионы:

K2CO3 = 2K+ + CO32-

Угольная кислота – слабый электролит. Следовательно, катионы водорода прочно удерживаются карбонат-анионом и с трудом переходят в раствор. Верно и обратное: анион CO32- охотно присоединяет катионы H+ , если они присутствуют в растворе. А если их нет? Тогда можно оторвать один из катионов водорода у молекулы воды из гидратной оболочки. Карбонат-анион при этом превращается в гидрокарбонат-анион, являющийся слабым электролитом, а от молекулы воды в растворе остаётся анион OH- .»
Другими словами, раствор представляет собой «бульон» из анионов и катионов.
- - - - - - - - - -
Русская химия:
Тот же процесс:

(K2O)(CO2) + HmO =><= ((K2O)(CO2))((CO2)(HmO)) + (K2O)(HmO)

Никаких анионов и катионов в данном растворе нет.
А есть в нём оксид калия K2O, оксид углерода CO2 и вода HmO, и эти компоненты слипаются между собой в разных комбинациях и с разными усилиями.
В других, более жёстких условиях (например при высокой температуре или под воздействием высокого электрического напряжения) указанные молекулы сами распадались бы до атомов, но в нормальных условиях они сохраняются неизменными.
Слипшиеся оксид калия и оксид углерода образуют карбонат калия. Слипшиеся оксид калия и вода образуют гидроксид калия. Слипшиеся оксид углерода и вода образуют угольную кислоту. Слипшиеся карбонат калия и угольная кислота образуют гидрокарбонат калия.
Слипаются компоненты раствора и в других комбинациях, например все одинаковые молекулы между собой.
И во всех этих случаях слипания действует один и тот же механизм вытеснения пустоты под уклон эфирного давления; электричество здесь непричём.
Различаются слипшиеся компоненты только разными усилиями слипания. Некоторые из них противостоят земному тяготению и объединяются в твёрдые вещества. У других усилия слипания слабее, и они остаются в жидком состоянии, и тогда их слипание выражается в вязкости раствора.
Анионов и катионов в растворе нет, но есть так называемые блуждающие электроны. При соединении частиц с участков слипания жёлобов вытесняются находившиеся там электроны; с каждого участка – десятки и сотни электронов. Такие блуждающие электроны способны разъединять другие, более слабые соединения частиц, внедряясь между ними.
___________________________________________


129. Растворение

Прежняя химия:
«Образование раствора – это физико-химический процесс, т.е., помимо распределения частиц одного вещества среди частиц другого, могут происходить химические явления: диссоциация электролита, образование сольватов (в водных растворах – гидратов).
Например, аммиак прекрасно растворяется в воде. В водном растворе молекулы аммиака за счёт неподелённой электронной пары атома азота могут образовывать одну водородную связь с молекулой воды – образуются гидраты состава NH3*H2O. Эти молекулярные частицы окружены полярными молекулами воды – гидратированы. Гидратная оболочка способствует разрыву связи O-Hпримерно в каждой стотысячной частице гидрата аммиака – происходит электролитическая диссоциация. Образующиеся ионы также окружены гидратными оболочками.»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Растворение состоит из трёх этапов: смачивание => отрыв молекул растворимого вещества => обволакивание их молекулами растворителя.
При смачивании молекулы растворителя прилипают к поверхностным молекулам растворимого вещества. При этом с участков слипания жёлобов выдавливаются находившиеся там электроны.
Выдавленные электроны проникают в жёлобовые соединения соседних молекул растворимого вещества и разъединяют их (электроны действуют как клин).
На оторванные молекулы растворимого вещества налипают молекулы растворителя.
Раствору подвергаются те вещества, молекулы которых соединяются жёлобами. Петлевые соединения не растворяются.

 

130. Растворимость веществ

Прежняя химия:
Растворимость кислот, оснований и солей в воде отражена в школьных учебниках в виде таблицы. Все вещества делятся на растворимые (Р), малорастворимые (М), нерастворимые (Н) и разлагающиеся водой (-).
Значимость растворимости веществ подчёркнута тем, что таблица располагается на форзацах учебников.
- - - - - - - - -
Русская химия:
Растворимость веществ не заслуживает того, чтобы придавать ей особое значение.
В основе растворимости лежит соотношение усилий слипания частиц растворимого вещества между собой и с молекулами растворителя (в данном случае – воды). Если усилия слипания частиц растворимого вещества между собой меньше, происходит растворение; если больше – растворения не может быть.
Так как те и другие усилия слипания имеют разброс, в диапазоне их близких величин может быть и растворение и нерастворение. Ситуацию усложняют ещё и условия растворения: структура растворимого вещества, температура, давление, излучения, катализ, концентрация, перемешивание, удобство слипания и прочее.
Поэтому важнее было бы говорить не о растворимости, а о самих усилиях слипания (или хотя бы об энергии слипания).
И всякий раз нужно разделять вещества по элементам слипания: петлевые они или жёлобовые. Вещества с петлевыми соединениями растворяться в принципе не могут.
_____________________________________________


131. Очищающее действие мыла

Прежняя химия:
«Очищающее действие мыла – сложный процесс… При введении в водную среду мыла неполярные концы его молекул растворяются в каплях масла, полярные карбоксилат-анионы остаются в водном растворе. В результате отталкивания одноимённых зарядов на поверхности мыла оно разбивается на мельчайшие частицы, каждая из которых имеет ионную оболочку, состоящую из анионов –COO. При наличии этой оболочки частицы не слипаются, в результате чего образуется устойчивая эмульсия масла в воде. Эмульгирование жира и сала, содержащих грязь, и обусловливает очищающее действие мыла.»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Очищающий процесс при стирке мылом похож на растворение.
Смывать грязь может и чистая вода. При слипании молекул воды с молекулами грязного предмета (при смачивании) с мест слипания выдавливаются электроны. Они проникают в межжёлобовые соединения предмета с грязью и отрывают её. Но такое возможно только в том случае, если слипание грязи с предметом – непрочное.
Жировая грязь прилипает к предмету прочнее; её смывает только мыльный раствор.
При слипании молекул воды с молекулами мыла выдавливается значительно больше электронов; они создают повышенное местное электронное давление. Этого давления оказывается достаточно для отрыва от очищаемого предмета даже жировой грязи.
Далее частицы мыльного раствора обволакивают частицы грязи и препятствуют обратному слипанию их с предметом.
При стирке ткани мылом выдавленные электроны могут разъединять некоторые молекулы самой ткани, вызывая её дополнительный износ.

 

132. Цвет ионов

Прежняя химия:
«Сравним два раствора: раствор сульфата меди и раствор сульфата калия. Один раствор голубой, а другой – бесцветный.
В растворах солей присутствуют следующие ионы:

CuSO4 = Cu2+ + SO42-
K2SO4 = 2K+ + SO42-

Раствор сульфата калия бесцветный, следовательно, в растворе сульфата меди присутствуют бесцветный сульфат-анион и окрашенный катион меди Cu2+. Голубой цвет ион меди приобретает при гидратации.»
- - - - - - - - - -
Русская химия:
Молекулы сульфатов меди и калия имеют такой вид:

CuSO4(?) => (CuO)(SO3)
K2SO4(?) => (K2O)(SO3)

При растворении в воде кристаллы сульфатов распадаются на молекулы, и эти молекулы обволакиваются водой:

(CuO)(SO3) + HmO => ((CuO)(SO3))*(HmO)n
(K2O)(SO3) + HmO => ((K2O)(SO3))*(HmO)m

Если и происходит распад молекул сульфатов, то прежде всего они должны были бы разделиться на оксиды и триоксид серы. Для такого распада должны быть созданы особые условия (температура, давление, электрическое напряжение).
При более жёстких условиях, кроме указанного распада, возможно разделение оксидов на металл и кислород, а триоксида серы – на двуоксид и кислород. И в том, и в другом случаях из раствора уходили бы газообразные компоненты.
Что касается цвета веществ, то он определяется длинами колеблющихся участков вихревых шнуров, и при всяких перестроениях атомов может изменяться значительно. Строгих закономерностей связи цвета с перестроениями атомов – нет.
__________________________________________


133. Кристаллогидраты

Прежняя химия:
«Вещества, в кристаллические решётки которых входят гидратированные ионы, называют кристаллогидратами…
Между молекулами воды и ионами соли существует химическая связь. Это донорно-акцепторная связь в гидратированных катионах и водородная связь в гидратированных анионах…
Различные соли содержат различное количество воды. Например: железный купорос имеет состав FeSO4*7H2O, сода Na2CO3*10H2O, гипс CaSO4*2H2O.»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Во-первых, структура упорядоченно уложенных атомов тех же кристаллогидратов не похожа на кристаллическую решётку.
Во-вторых, нет никаких особых химических связей, в частности таких как донорно-акцепторные и водородные, нет и катионов с анионами, а есть чисто механическое выдавливание атомов под уклон пришнурового эфирного давления.
В-третьих, кристаллизационная вода – это наиболее прочно прилипшие молекулы воды. Кроме неё и поверх неё в водных растворах накладываются другие молекулы воды, отличие которых – только в менее крепком прилипании.
Примеры:
* железный купорос (FeO)(SO3)(HmO)7
* сода (Na2O)(CO2)(HmO)10
* гипс (CaO)(SO3)(HmO)2

На примере кристаллогидратов видна условность понятия молекулы. За молекулу железного купороса можно принять (FeO)(SO3), или (FeO)(SO3)(HmO)7, или (FeO)(SO3)(HmO)n

 

134. Правило Вант-Гоффа

Прежняя химия:
«В конце 19 в. голландский химик Я. Вант-Гофф сформулировал правило: при повышении температуры на каждые 10 К скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза…
Правило Вант-Гоффа выполняется в ограниченном интервале изменения температуры….
Такое соотношение между скоростью реакции и температурой установил в 1889 г. выдающийся шведский химик С. Аррениус, тот самый, который разработал теорию электролитической диссоциации.»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Тепловые движения – это струнные колебания атомных вихревых шнуров. Эти колебания как-то влияют на перестроения атомов, тоесть на химические процессы, но усмотреть какую-то закономерность в связи роста температуры со скоростью процесса невозможно; её просто не существует. Некоторые процессы идут только при стабильной температуре, другие почти на неё не реагируют, а есть и такие, которые ускоряются при снижении температуры.
Кстати, анализируя механизмы химических процессов, можно прийти к выводу, что возможна химия сверхнизких температур, особенно в сочетании со сверх высоким давлением.
(Попутно следует сказать, что теория электролитической диссоциации не может быть признана в рамках русской теории хотя бы потому, что она опирается на электрические заряды, которых в Природе нет.)
_____________________________________________


135. Бирюза

Прежняя химия:
«Кристаллогидратами является ряд минералов: эпсомит, эритрин, натралит, циркосульфат и многие другие. Очень сложный состав у бирюзы CuAl6[PO4]4(OH)8*4H2O .»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Ничего сложного в бирюзе нет:
(CuO)(Al2O3)3(P2O5)2(HmO)8 .
Можно представить её в виде смеси двух солей, которую упрочняют молекулы воды:
((CuO)(P2O5))((Al2O3)3(P2O5))*8(HmO)

 

Крайне интересно. Посоветуйте откуда начать изучение, дабы понять все формулировки и определения для более полного понимания. В химии очень слабо разбираюсь, как то ее логика в период изучения в школе не пошла. Может с Вашей подачи все нормализуется.

С уважением.

 

Адреса двух учебников по Русской химии указаны в начале данной темы. Но они рассчитаны только на школьников, не имеющих никакого представления о теперешней официальной школьной химии. Они будут изучать новую химию с чистого листа.
Для тех же, кто изучал прежнюю химию, адресована эта тема. В виде учебного пособия она размещена в интернете по адресу
http://technic.itizdat.ru/docs/antonov_v_m/FIL14144976580N095290001/

 

Спасибо. Надеюсь с Вашей помощью осилю данный предмет в более верной интерпретации.

 

136. Степень диссоциации

Прежняя химия:
«Степень диссоциации – это число, выражающее отношение количества диссоциированного вещества к общему количеству растворённого…
Убедиться в различной силе электролита можно на опыте, пропуская через их растворы электрический ток. Яркость свечения лампочки показывает сравнительную силу электролита.
Опустим электроды в раствор серной кислоты. лампочка ярко светится. Поскольку серная кислота – сильный электролит, в её растворе много ионов – переносчиков электрических зарядов. Опустим электроды в концентрированный раствор уксусной кислоты. Лампочка светиться не будет. Опыт показывает, что уксусная кислота – слабый электролит.»
Примеры уравнений диссоциации.
Сильные электролиты (степень диссоциации – 100%):
NaCl = Na+ + Cl-
NaOH = Na+ + OH-
HNO3 = H+ + NO3-
H2SO4 = H+ + HSO4-
Слабые электролиты (степень диссоциации менее 24%):
H3PO4 =><= H+ + H2PO4-
H2CO3 =><= H+ + HCO3-
CH3COOH =><= H+ + CH3COO-
H2O =><= H+ + OH-

- - - - - - - - -
Русская химия:
В Природе нет никаких электрических зарядов. Электрический ток – это движение электронов по жёлобам атомов, тоесть движение электронов самих по себе, без зарядов.
В растворах перемещение электронов осуществляется не с помощью переносчиков, а путём перепрыгивания их с частицы на частицу.
Не диссоциация предшествует перемещению электронов, а, наоборот, перепрыгивающие электроны разрывают молекулы растворов.
Электропроводность растворов определяется и тем, с какой лёгкостью разрываются эти молекулы, и тем, как легко частицы совершают поворотные движения. Поворот частиц – обязательное условие электропроводности: при повороте осуществляется контакт электропроводного жёлоба предыдущей частицы с таким же жёлобом последующей.
Подпираются электроны электрическим потенциалом катода. Под этим напором, перескакивая с частицы на частицу, они добираются до анода.
Оторванные частицы с выпуклыми жёлобами (молекулы оксидов металлов, воды, атомы металлов, молекулы водорода и другие) перемещаются от частицы к частице в обратном направлении: от анода к катоду. Двигаясь в обратном направлении, они никак не могут быть переносчиками электронов.
Молекулы растворов разрываются на частицы в порядке, определяемом электрическим напряжением: при слабом напряжении разъединяются слабо слипшиеся жёлобы, при большем – более крепкие и так далее.

Те же самые примеры - при слабом электрическом напряжении (скобками обозначены жёлобы):

Na2)Cl2(O(Hm => Na2)Cl2( + (O(Hm
Na2)O)(O(Hm => Na)O) + (O(Hm
Hm)O)N2O5 => Hm)O) + )N2O5
Hm)O)SO3 => Hm)O) + )SO3

При повышенном электрическом напряжении:

Na2)Cl2(O(Hm => Na) + )Cl2( + (O(Hm
Na2)O)(O(Hm => Na) + )O) + (O(Hm

При значительном электрическом напряжении:

Hm)O => (Hm) + )O
_________________________________________


137. Порядок в формулах

В прежней химии принято на первое место в формулах ставить металл, а когда его нет, то – водород.
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Принятый в прежней химии порядок расположения атомов в формулах молекул (с выделением металла или водорода) вводит в заблуждение: создаётся впечатление, что металл и особенно водород играют главную роль в соединениях.
В русской химии не установлен порядок в изображении формул. Рекомендуется даже менять расположение атомов в них с тем, чтобы не возникало впечатления важности тех или иных из них.
Предпочтительным изображением формул считается такое, которое отражает последовательность слипания частиц (или обратное тому, как молекула распадается).
Можно располагать атомы в формулах по ранжиру атомных весов: сначала – тяжёлые, потом лёгкие.

 

138. Органическая химия

Прежняя химия:
«К органическим веществам относят соединения углерода с другими элементами за исключением простейших (оксиды углерода, угольная кислота и её соли, карбиды и некоторые другие).»
- - - - - - - - -
Русская химия:
Все сложные соединения из разных простых веществ с каркасом из петлевых соединений углерода, начиная с элементарной частицы CH2, выделены в органическую химию. Другими словами, органическая молекула представляет собой каркас из петлевых соединений атомов углерода, облепленный атомами других простых веществ (чаще всего – водорода) и простыми молекулами.
Отличие русской органической химии состоит по-прежнему в одном – в механицизме слипания атомов и молекул.
__________________________________________


139. Строение атома углерода

Прежняя химия:
«Углерод занимает шестую клетку в Периодической системе. Это означает, что заряд ядра его атома равен +6, т.е. в ядре содержится шесть протонов… Электроны атома углерода располагаются на двух энергетических уровнях (слоях). Число электронов на внешнем (дальнем от ядра) уровне соответствует номеру группы, в которой расположен углерод,- их четыре. На первом энергетическом уровне содержится два электрона.»
- - - - - - - - -
Русская химия:
Атом углерода представляет собой вдвое сложенный торовый вихрь. У него – две пары петель и два жёлоба. Петли одной пары обращены друг к другу присасывающими сторонами; у другой пары присасывающие стороны обращены наружу.

 

140. Тетраэдр атома углерода

Прежняя химия:
«В 1874 г. французский химик Жозеф Ле Бель и голладский учёный Якоб Вант-Гофф независимо друг от друга высказали идею о том, что четыре связи атома углерода не лежат в одной плоскости, а направлены к вершинам правильного тетраэдра.»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
У вдвое сложенного торового вихря атома углерода первичные и вторичные петли развёрнуты относительно друг друга на четверть оборота, тоесть оси этих пар петель – перпендикулярны.
Та пара петель, у которой присасывающие стороны смотрят наружу, в нормальных условиях пытается вывернуться и слипнуться. Но ей мешают слипшиеся жёлобы. В результате и указанная пара петель не слипается полностью, и жёлобы полураскрыты. В таком виде атом углерода похож на латинскую букву Y.
В любом случае никакого тетраэдра атом углерода не образует.
___________________________________________


141. Петлевая валентность

Прежняя химия:
«В неорганической химии вы пользовались … степенью окисления… Для органических веществ, в молекулах которых атомы связаны между собой ковалентными связями, удобнее пользоваться понятием «валентность».
…важнейшие положения органической химии:
* атом углерода в органических соединениях всегда четырёхвалентен;
* атомы углерода способны соединяться друг с другом в цепочки.»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Атомы углерода могут слипаться между собой и с атомами других простых веществ как всеми четырьмя петлями, так и жёлобами. Соединяясь петлями, атомы могут образовывать каркасы.
Когда известны конкретные элементы слипания, нет необходимости пользоваться правилами валентности или степени окисления.

 

142. Углеродный скелет

Прежняя химия:
«Любое органическое соединение содержит атомы углерода. Кроме того, нам известно, что этот элемент обладает уникальным свойством образовывать цепочки различной длины и конфигурации. Такие цепочки составляют остов молекулы, или, как принято говорить, углеродный скелет.»
- - - - - - - - - -
Русская химия:
Чтобы образовывать цепочки, достаточно атомам иметь по две открытые петли. При наличии большего числа петель атомы могут быть соединены в более сложные сети. Если же эти петли ещё и развёрнуты относительно друг друга (тоесть их оси не лежат в одной плоскости), то атомы, соединяясь такими петлями, могут образовывать сложные пространственные (трёхмерные) конструкции.
Углерод имеет какраз такие атомы с четырьмя развёрнутыми петлями.
Углеродные пространственные конструкции можно рассматривать как каркасы будущих молекул. Такие каркасы, как правило, облеплены в первую очередь атомами водорода; налипают на них и другие атомы и даже мелкие молекулы. Они прилипают как к незанятым петлям каркаса, так и к его открытым жёлобам.
Именно так устроены органические молекулы.
______________________________________________


143. Функциональные группы

Прежняя химия:
«Функциональной группой называют группу атомов, определяющую наиболее характерные химические свойства вещества и его принадлежность к определённому классу соединений.»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Характерные химические свойства органическим веществам могут придавать не только группы атомов (мелкие молекулы, или как их ещё называют - функциональные группы), но и отдельные атомы других, кроме водорода, простых веществ. Так атомы хлора, фосфора и некоторые другие, налипающие на каркасы органических молекул, существенно изменяют их химические свойства. А атом азота даже способен встраиваться в углеродные каркасы органических молекул.

 

144. Гидроксильная и карбонильная группы

Прежняя химия:
«Гидроксильная группа –OHявляется функциональной группой одного из важнейших классов органических соединений – спиртов. Эта группа может заменять атом водорода в соединениях с самым различным типом углеродного скелета.
Карбонильная группа O=Oвходит в состав соединений двух классов: альдегидов и кетонов.
В молекулах кетонов карбонильная группа связана с двумя соседними атомами углерода, в молекулах альдегидов – с одним атомом углерода и атомом водорода.»
- - - - - - - - - - - -
Русская химия:
Создаётся впечатление, что гидроксильная и карбонильная группы возникли не в результате практического выявления присутствия их в органических веществах (в свободном виде, утверждается, они не существуют), а как формальное расчленение изображений органических молекул.
Следует чётко различать петлевые соединения и жёлобовые. Если атомы с петлевыми соединениями (атомарные водород, хлор) достраивают углеродные каркасы, тоесть заполняют их открытые петли, то такие атомы, как кислородные, лишь накладываются на открытые жёлобы каркасов (у атома кислорода нет петель). И в изображениях органических молекул атомы кислорода не должны соединяться связями (чёрточками); они просто примыкают к конкретному атому в составе молекулы.
_____________________________________________


145. Виды органических соединений

Прежняя химия:
«Основные классы органических соединений: алканы, циклоалканы, алкены, алкины, алкадиены, арены, спирты, простые эфиры, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, амины.»
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
По составу (в первом приближении) органические соединения можно разделить на следующие виды:
* углеводороды – нефтепродукты;
* кислородосодержащие – спирты;
* сложные эфиры – жиры;
* углеводы – глюкоза;
* азотосодержащие – белки.

 

146. Метан CH4

Прежняя химия:
«Орбитали атома углерода в метане находятся в состоянии sp3-гибридизации. Как вы знаете, углерод в первом валентном состоянии обладает четырьмя гибридизованными sp3-орбиталями, оси которых направлены к вершинам правильного тетраэдра. За счёт перекрывания этих орбиталей с s-электронными облаками атомов водорода образуются четыре ковалентные связи C-H. Очевидно, что все эти связи относятся к сигма-виду.
Электронное строение молекулы метана определяет взаимное расположение атомов, т.е. пространственное строение соединения, сущность которого в том, что центры ядер атомов водорода лежат в вершинах тетраэдра, валентный угол между связями H-C-Hсоставляет 109 градусов 28 минут.»
- - - - - - - -
Русская химия:
Проигнорируем орбитали и гибридизацию.
Молекула метана – HmCH2. В ней атом углерода имеет вид латинской буквы U. Два атома водорода Hприлипают к его петлям на концах, а молекула водорода Hmрасполагается во впадине.
Доказательством того, что молекула метана содержит молекулу водорода, является отрыв этой молекулы от молекулы метана под воздействием электрического разряда. (Электроны могут разделять только жёлобовые соединения.)
__________________________________________


147. Этилен C2H4

Прежняя химия:
«К непредельным соединениям относят углеводороды, содержащие в углеродной цепи одну или несколько кратных (двойных или тройных) углерод-углеродных [валентных] связей…
Простейшим представителем непредельных углеводородов является этилен CH2=CH2…
Вы уже знаете, что в молекуле этилена орбитали атомов углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации...
Этилен, подобно метану, является первым представителем целого ряда углеводородов сходного строения – гомологического ряда алкенов. Как и в случае алканов, два ближайших гомолога отличаются на гомологическую разность –CH2- …
Все лабораторные способы получения этиленовых углеводородов основаны на реакциях элиминирования. При этом от двух соседних атомов углерода отщепляются два атома или группы; за счёт освобождающихся валентных возможностей между этими атомами углерода возникает пи-связь. К лабораторным способам получения алкенов относятся реакции дегалогенирования и дегидрогалогенирования галогенопроизводных предельных углеводородов, а также дегидратация спиртов.
При действии на галогенопроизводные предельных углеводородов спиртового раствора щёлочи при нагревании происходит отщепление молекулы галогеноводорода с образованием двойной связи между соответствующими атомами углерода.

CH2/H-CH2/Cl + NaOH [t] => CH2=CH2 + NaCl + H2O

При нагревании спиртов в присутствии концентрированной серной кислоты до температуры выше 180 градусов происходит внутримолекулярное отщепление воды с образованием этиленового углеводорода:»

CH2/H-CH2/OH [H2SO4, 180 град.] => CH2=CH2 + H2O
- - - - - - - - - -
Русская химия:
Чисто валентное представление связей в органической химии недопустимо упрощает этиленовые углеводороды. Атомы углерода имеют не только петли, но и жёлобы, и не учитывать это никак нельзя.
Те же примеры:

Cl2(H2C=CH2)Hm + (Na2O)(OHm) [t] => (H2C=CH2) + NaCl2Na + OHm
Соединение молекул хлора Cl2 и водорода Hmс этиленом (H2C=CH2) – жёлобовое.

O(H2C=CH2)Hm [H2SO4, 180 град.] => (H2C=CH2) + OHm
Здесь атом кислорода Oи молекула водорода Hmсоединены с этиленом (H2C=CH2) также жёлобами.
Остаётся уяснить – как соединены в молекуле этилена между собой атомы углерода?
Вариантов – несколько. Проще всего представить такое соединение в виде охвата; это – когда петли с внутренними присасывающими сторонами одного атома охватывают петли с наружными присасывающими сторонами второго атома.
Другой вид теоретически возможного соединения когда слипаются между собой раскрывшиеся пары петель с внутренними присасывающими сторонами. Остаются открытыми у обоих атомов только петли с наружными присасывающими сторонами.
Теоретически возможны и иные варианты.
Наращивание гомологов осуществляется так, как утверждается в прежней химии, тоесть дополнительный атом углерода присоединяется одной своей петлёй к открытой петле молекулы этиленового углеводорода, а все прочие его открытые петли заполняются атомами водорода.

 

148. Ацетилен C2H2

Прежняя химия:
«Алкинами (ацетиленовыми) называют углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную углерод-углеродную связь. Простейшим представителем алкинов является ацетилен HC=CH…
Способы получения ацетиленовых углеводородов
Пиролиз метана
Одним из вариантов метанового метода синтеза ацетилена является окислительный пиролиз природного газа.
6CH4 + O2 [1500 градусов] =>2HC=CH + 2CO + 10H2

Карбидный метод
При взаимодействии карбида кальция (именно кальция!) с водой происходит бурное выделение газа:

CaC2 + 2H2O => HC=CH + Ca(OH)2

Дегидрогалогенирование дегалогеналканов
М. М. Мясникову и В. И. Савичу удалось получить ацетилен взаимодействием 1,2-дибромэтана с кипящим спиртовым раствором гидроксида калия:

CH2=CH Br + KOH [спирт, t] => HC=CH + K Br + H2O

Карбид кальция можно получить путём прокаливания в электрических печах (1900…1950 градусов) смеси оксида кальция с коксом:»

CaO + 3C = CaC2 + CO
- - - - - - - - - - -
Русская химия:
Из простого анализа приведённых выдержек можно сделать вывод о том, что в ацетилене водород не атомарный, а молекулярный Hm, а атом углерода в нём не имеет открытых петель, и формула ацетилена – не HC=CH, а C2Hm.
Соображения – такие.
Карбидный метод
Кальций – металл, и поэтому у атомов кальция нет петель; у него – только жёлобы. Нет петель и у карбида кальция CaC2 (иначе они заполнялись бы атомами водорода). Следовательно, нет петель и у пары атомов углерода C2, и соединяется она с атомом кальция жёлобом.
И далее: так как карбид кальция соединяется с водой в нормальных условиях (а не при очень высокой температуре), то у пары атомов углерода в этом случае не могли открыться петли; у неё оставался активным только жёлоб. Им она могла соединиться только с молекулой водорода Hm, образуя при этом молекулу ацетилена C2Hm:

CaC2 + HmO => C2Hm + (CaO)(HmO)

Не противоречат такому выводу и другие процессы получения ацетилена.
При пиролизе (1500 градусов и выше) атомы углерода могли слипнуться в C2, не оставляя открытыми никакие петли:

CHmH2 + O2 [1500 градусов] => C2Hm + CO + Hm

А процесс взаимодействия 1,2-дибромэтана с кипящим спиртовым раствором гидроксида калия выглядит так:

(C2Hm)(HmBr2) + (K2O)(HmO) => C2Hm + (K2Br2)(HmO) + HmO

Приведённые соображения по жёлобовому слипанию атомов в ацетилене вынуждают пересмотреть чисто валентный подход к построению молекул в органической химии. Утверждение прежней химии, что «атом углерода в органических соединениях всегда четырёхвалентен», оказывается не всегда справедливым.
После такого вывода возникает вопрос: как могут слипнуться два атома углерода, не оставляя открытой ни одной своей петли?
Можно предположить, что в состоянии плазмы (при температурах свыше 1500 градусов) атом углерода раскрывается до одинарно сложенного, похожего по форме на сильно вытянутую гантель. Одна сторона такого атома – присасывающая. Обычно при охлаждении происходит вторичное складывание, и атом углерода приобретает форму с четырьмя петлями.
Но может произойти и такое, что два одинарно сложенных атома углерода слипнутся между собой их присасывающими сторонами, и тогда возникнет молекула C2 без единой петли, но с контурным жёлобом, охватывающим такую плоскую молекулу вкруговую. (Не из таких ли плоских молекул углерода состоят чешуйки графита?)
Таким образом, молекула ацетилена представляется уже похожей на латинскую букву V, во впадине которой располагается молекула водорода.

 

149. Бензол C6H6

Прежняя химия:
«В 1825 г. М. Фарадей впервые выделил из светильного газа 3 г вещества, имевшего состав C6H6 и названного бензолом…
Немецким химиком Ф. Кекуле была предложена структурная формула бензола, представляющая собой цикл из шести углеродных атомов с чередующимися простыми и двойными связями. Эту формулу широко используют химики и сейчас…
С учётом равноценности углерод-углеродных связей в молекуле бензола его формулу принято изображать в виде правильного шестиугольника…
Получение ароматических углеводородов [бензола]
При пропускании ацетилена над раскалённым углём образуется бензол:

3HC=CH [600 град.] => C6H6 [кольцо]

Наличие у бензольного кольца подвижного пи-электронного облака, его пространственная доступность создают предпосылки для протекания реакции электрофильного замещения…
При взаимодействии бензола с хлором и бромом (но не йодом и фтором!) образуются моногалогензамещённые производные:

C6H6 + Cl-Cl => C6H5Cl + HCl

По тому же механизму происходит замещение атома водорода в бензольном кольце на алкильный радикал под действием галогеналканов:

C6H6 + Cl-CH3 => C6H5CH3 + HCl

Замещение атома водорода в бензольном кольце на нитрогруппу:

C6H6 + HO-NO2 => C6H5NO2 + H2O

Под действием концентрированной серной кислоты происходит замещение атома водорода на сульфо группу –SO3H, представляющую собой остаток серной кислоты без одной гидроксогруппы:

C6H6 + HO-SO3H =><= C6H5SO3H + H2O

Присоединение водорода к бензолу:

C6H6 + 3H2 => C6H6H6

При облучении УФ-светом смеси паров бензола с хлором образуется гексахлоран:

C6H6 + 3Cl2 => C6H6Cl6

Бензол горит на воздухе сильно коптящим пламенем, что обусловлено высокой массовой долей углерода в молекуле:»
2C6H6 + 15 O2 => 12CO2 + 6H2O
- - - - - - - - - - - - -
Русская химия:
Создаётся впечатление, что молекула бензола представляет собой не кольцо из шести четырёхвалентных атомов углерода с прилипшими к ним шестью атомами водорода, а трёхконечную звезду, собранную из молекул ацетилена. Углерод в этой звезде – молекулярный, двухатомный без присасывающих петель (тоесть без петлевой валентности), и водород – молекулярный, тоже безпетлевой. На такие предположения наталкивает получение бензола из ацетилена.
Допустим, что молекула ацетилена, действительно, состоит не из атомов углерода и водорода, а из их молекул – из слипшихся попарно атомов. По форме такая молекула ацетилена похожа на латинскую букву V: в прогнутую молекулу углерода C2 уложена молекула водорода Hm.
При комнатной температуре под воздействием тепловых (струнных) колебаний концы молекулы ацетилена расходятся на угол, превышающий прямой, а при температуре в 600 оС они расходятся на угол, близкий к 120 градусам.
Слипаясь при такой высокой температуре жёлобами своих концов, молекулы ацетилена образуют трёхконечную звезду. У неё нет ни одной открытой петли, но имеются три вогнутых, межконцевых жёлоба с прилипшими к ним тремя молекулами водорода. Это и есть молекула бензола; её формулу в такой форме удобнее изображать как (C2Hm)3.



Молекулы ацетилена C2Hm и бензола (C2Hm)3

Атомы и молекулы других веществ (хлора, брома, оксидов азота и серы) могут прилипать к молекуле бензола как между концами (вытесняя оттуда водород), так и накладываясь на её торцы.
Гомологические компоненты CH2 укладываются между концами с последующим налипанием их друг на друга, а трёхлучевой оксид азота N2O4 явно размещается на торце молекулы бензола.
Молекула водорода Hmзанимает лишь малую часть вогнутой молекулы углерода C2; туда же дополнительно можно уложить ещё по молекуле водорода (C2Hm2)3 и даже хлора (C2HmCl2)3 ; это уже – гексахлоран.
То, что бензол горит на воздухе с сильным копчением, можно объяснить не тем, что в нём – большая массовая доля углерода (в коксе она ещё больше, но горит он без копоти), а тем, что часть молекул углерода C2 при такой температуре не распадается на атомы и не сгорает:

(C2Hm)3 + O2 => CO2 + HmO + C2