Често химическите връзки се образуват от електрони, разположени в различни атомни орбитали (напр.с - и Рса орбитали). Въпреки това връзките са еквивалентни и са разположени симетрично, което се осигурява от хибридизацията на атомните орбитали.

Хибридизация на орбиталите - това е промяна във формата на някои орбитали по време на образуването на ковалентна връзка, за да се постигне по-ефективно припокриване на орбиталите.

Хибридизацията води до нови хибридни орбитали, които са ориентирани в пространството по такъв начин, че след като се припокрият с орбиталите на други атоми, получените електронни двойки са възможно най-далеч една от друга. Това минимизира отблъскващата енергия на електроните в молекулата.

Хибридизацията не е реален процес. Тази концепция е въведена, за да опише геометричната структура на молекулата. Формата на частиците, произтичаща от образуването ковалентни връзки, в които участват хибридни атомни орбитали, зависи от броя и вида на тези орбитали. В същото време σ-връзките създават твърд "скелет" на частицата:

На практика първо експериментално се установява геометричната структура на молекулата, след което се описват видът и формата на атомните орбитали, участващи в нейното образуване. Например, пространствената структура на молекулите на амоняка и водата е близка до тетраедричната, но ъгълът между връзките във водната молекула е 104,5˚, а в молекулата NH3 - 107,3˚.

Как може да се обясни това?

1. Графично представяне на молекулите и техните свойства – теория на графите в химията

Изследването на връзката между свойствата на веществата и тяхната структура е една от основните задачи на химията. Структурната теория допринесе много за неговото решаване. органични съединения, сред чиито създатели е великият руски химик Александър Михайлович Бутлеров (1828-1886). Той за първи път установи, че свойствата на дадено вещество зависят не само от неговия състав (молекулна формула), но и от реда, в който атомите в молекулата са свързани помежду си. Тази поръчка се наричаше химическа структура". Бутлеров прогнозира, че две вещества с различни структури, бутан и изобутан, могат да съответстват на състава на C 4 H 10 и потвърди това чрез синтезиране на последното вещество.

Идеята, че редът, в който са свързани атомите, е от ключово значение за свойствата на материята, се оказа много плодотворна. Тя се основава на представянето на молекулите с помощта на графики, в които атомите играят ролята на върхове, а химическите връзки между тях - ръбовете, свързващи върховете. В графичното представяне дължините на връзките и ъглите между тях се игнорират. Молекулите C 4 H 10, описани по-горе, са представени чрез следните графики:

Водородните атоми не са посочени в такива графики, тъй като тяхното местоположение може недвусмислено да се определи от структурата на въглеродния скелет. Спомнете си, че въглеродът в органичните съединения е четиривалентен, следователно в съответните графики не повече от четири ръба могат да се отклоняват от всеки връх.

Графиките са математически обекти, така че могат да бъдат характеризирани с помощта на числа. От това дойде идеята да се изрази структурата на молекулите с числа, които са свързани със структурата на молекулните графики. Тези числа се наричат ​​"топологични индекси" в химията. Чрез изчисляване на някакъв топологичен индекс за голям брой молекули може да се установи връзка между неговите стойности и свойствата на веществата и след това да се използва тази връзка, за да се предвидят свойствата на нови, все още несинтезирани вещества. Към днешна дата химици и математици са предложили стотици различни индекси, характеризиращи определени свойства на молекулите.

Инфрачервени спектри на молекули

За разлика от видимите и ултравиолетовите диапазони, които се дължат главно на преходите на електрони от едно стационарно състояние в друго ...

Изследване на структурата на органичните съединения с физични методи

Всички възможни позиции на молекулите в триизмерното пространство се свеждат до транслационно, ротационно и осцилаторно движение. Молекула, състояща се от N атома, има само 3N степени на свобода на движение...

Квантово химично изследване на фотофизичните свойства на полианилина

Квантово-химичните изчисления на геометрията и разпределението на електронната плътност за възбудени състояния, извършени по произволен метод, представляват интерес, тъй като тук дори полуколичествените резултати се оказват много полезни ...

Макромолекули на линейни аморфни полимери

Молекулата е най-важната част от речта, която е основната химическа сила и се състои от атоми, които са свързани помежду си чрез химически връзки. Молекулите могат да се смесват една с друга по природа или чрез голям брой атоми ...

2.1 Описание на измерването, съставяне на неговия модел и идентифициране на източниците на несигурност Всеки процес на измерване може да бъде представен като последователност от операции, извършени ...

Метод за изчисляване на несигурността при измерване на съдържанието на олово в сладкиши, зърнени храни, зърнени храни и продукти от тяхната преработка (хляб и хлебни изделия) чрез стрипинг волтаметрия на анализатори от типа TA

Ако мярката за несигурност е общата стандартна несигурност, тогава резултатът може да се запише по следния начин: y(единици) със стандартната несигурност uc(y) (единици). Ако мярката за несигурност е разширената несигурност U...

Развитие на периодичния закон. Зависимост на свойствата на елемента от ядрото на неговия атом

Определянето на поредните номера на елементите по зарядите на ядрата на техните атоми позволи да се установи общият брой места в периодичната система между водорода (с пореден номер в таблицата - 1) и урана (чийто пореден номер е 92) ...

ТЕОРИЯ НА ГРАФИТЕ

Един от клоновете на топологията. Графиката е геометрична схема, която е система от линии, свързващи някои дадени точки. Точките се наричат ​​върхове, а линиите, които ги свързват, се наричат ​​ръбове (или дъги). Всички проблеми на теорията на графите могат да бъдат решени както в графична, така и в матрична форма. При запис в матрична форма възможността за предаване на съобщение от даден връх към друг се означава с единица, а липсата й се означава с нула.

Произходът на теорията на графите през 18 век. свързано с математическите пъзели, но особено силен тласък на развитието му е даден през 19 век. и главно през 20 век, когато се откриват възможностите за практическите му приложения: за изчисляване на радиоелектронни схеми, решаване на т.нар. транспортни задачи и т. От 50-те години. Теорията на графите се използва все повече в социалната психология и социологията.

В областта на теорията на графите трябва да се споменат трудовете на Ф. Хари, Дж. Кемени, К. Фламент, Дж. Снел, Дж. Френч, Р. Норман, О. Ойзер, А. Бейвелас, Р. Вайс и др. , В СССР, според Т. г. работа Φ. М. Бородкин и др.

Езикът на теорията на графите е много подходящ за анализ на различни видове структури и прехвърляне на състояния. В съответствие с това можем да разграничим следните видове социологически и социално-психологически проблеми, решавани с помощта на теорията на графите.

1) Формализация и изграждане на общ структурен модел на социален обект на различни нива на неговата сложност. Например организационни схеми, социограми, сравнение на системите на родство в различни общества, анализ на ролевата структура на групите и др. Можем да приемем, че ролевата структура включва три компонента: лица, позиции (в опростена версия - позиции) и задачи, изпълнявани на тази позиция. Всеки компонент може да бъде представен като графика:

Възможно е да комбинираме и трите графики за всички позиции или само за една, като в резултат получаваме ясна представа за специфичната структура на к.л. тази роля. И така, за ролята на позиция P5 имаме графика (фиг.). Вплитането на неформални отношения в определената формална структура значително ще усложни графиката, но ще бъде по-точно копие на реалността.

2) Анализ на получения модел, избор на структурни единици (подсистеми) в него и изследване на техните взаимоотношения. По този начин могат да се разделят например подсистемите в големите организации.

3) Изследване на нивата на структурата на йерархичните организации: броя на нивата, броя на връзките, преминаващи от едно ниво на друго и от едно лице на друго. Въз основа на това се решават следните задачи:

а) количества. оценка на тежестта (статуса) на индивида в йерархична организация. Един от възможните варианти за определяне на състоянието е формулата:

където r (p) е статусът на определено лице p, k е стойността на нивото на подчинение, определено като най-малкия брой стъпки от дадено лице до неговия подчинен, nk е броят на лицата на дадено ниво k . Например в организацията, представена от следното. броя:

тегло a=1 2+2 7+3 4=28; 6=1 3+2 3=9 и т.н.

б) определяне на лидера на групата. Лидерът обикновено се характеризира с по-голяма връзка с другите членове на групата, отколкото с останалите. Както и в предишния проблем, тук също могат да се използват различни методи за избор на лидер.

Най-простият начин е даден с формулата: r=Σdxy/Σdqx, т.е. частното от разделянето на сбора от всички разстояния на всеки до всички останали на сбора от разстоянията на индивида до всички останали.

4) Анализ на ефективността на тази система, който включва и задачи като намиране на оптималната структура на организацията, повишаване на груповата сплотеност, анализиране на социалната система от гледна точка на нейната стабилност; изследване на информационните потоци (предаване на съобщения при решаване на проблеми, влиянието на членовете на групата един върху друг в процеса на групово обединяване); с помощта на TG те решават проблема с намирането на оптимална комуникационна мрежа.

Приложено към Теорията на графите, както и към всеки математически апарат, твърдението е вярно, че основните принципи за решаване на проблем са определени от теория на съдържанието (в този случай социология).

Задача : Трима съседи споделят три кладенеца. Възможно ли е да се начертаят непресичащи се пътища от всяка къща до всеки кладенец. Пътеките не могат да минават през кладенци и къщи (фиг. 1).

Ориз. 1. По проблема с къщите и кладенците.

За да решим този проблем, използваме теоремата, доказана от Ойлер през 1752 г., която е една от основните в теорията на графите. Първата работа по теория на графите принадлежи на Леонхард Ойлер (1736 г.), въпреки че терминът "граф" е въведен за първи път през 1936 г. от унгарския математик Денеш Кьониг. Графиките се наричаха схеми, състоящи се от точки и свързващи тези точки с линейни сегменти или криви.

Теорема. Ако един многоъгълник е разделен на краен брой многоъгълници по такъв начин, че всеки два многоъгълника от дяла или нямат общи точки, или имат общи върхове, или имат общи ръбове, тогава равенството

V - P + G = 1, (*)

където B е общият брой на върховете, P е общият брой на ръбовете, G е броят на полигоните (лицата).

Доказателство. Нека докажем, че равенството не се променя, ако начертаем диагонал в някой многоъгълник на дадения дял (фиг. 2, а).

а) б)

Наистина, след начертаване на такъв диагонал, новият дял ще има B върха, P + 1 ръба и броят на полигоните ще се увеличи с един. Следователно имаме

B - (P + 1) + (G + 1) \u003d B - P + G.

Използвайки това свойство, начертаваме диагонали, разделящи входящите многоъгълници на триъгълници, и за полученото разделение показваме, че връзката е удовлетворима.

За да направите това, последователно ще премахнем външните ръбове, като намалим броя на триъгълниците. В този случай са възможни два случая:

за да премахнете триъгълника ABC, трябва да премахнете два ръба, в нашия случай AB и BC;

за да премахнете триъгълник MKN, трябва да премахнете единия ръб, в нашия случай MN.

И в двата случая равенството няма да се промени. Например, в първия случай, след премахване на триъгълника, графиката ще се състои от B-1 върхове, P-2 ръбове и G-1 многоъгълник:

(B - 1) - (P + 2) + (G -1) \u003d B - P + G.

По този начин премахването на един триъгълник не променя равенството.

Продължавайки този процес на премахване на триъгълници, в крайна сметка завършваме с дял, състоящ се от един триъгълник. За такъв дял B = 3, P = 3, Γ = 1 и следователно,

Това означава, че равенството е валидно и за първоначалното разбиване, откъдето накрая получаваме, че връзката е валидна за даденото разбиване на многоъгълника.

Обърнете внимание, че отношението на Ойлер не зависи от формата на многоъгълниците. Многоъгълниците могат да бъдат деформирани, уголемени, намалени или дори огънати страните им, стига страните да не се счупят. Отношението на Ойлер не се променя.

Сега пристъпваме към решаването на проблема с три къщи и три кладенеца.

Решение. Да приемем, че може да се направи. Къщите маркираме с точки D1, D2, D3, а кладенците с точки K1, K2, K3 (фиг. 1). Ние свързваме всяка точка-къща с всяка точка-кладенец. Получаваме девет ръба, които не се пресичат по двойки.

Тези ръбове образуват многоъгълник в равнината, разделен на по-малки многоъгълници. Следователно за това разделение трябва да бъде изпълнено отношението на Ойлер B - P + G = 1.

Нека добавим още едно лице към разглежданите лица - външната част на равнината спрямо многоъгълника. Тогава отношението на Ойлер ще приеме формата B - P + G = 2, с B = 6 и P = 9.

Следователно Г = 5. Всяко от петте лица има най-малко четири ръба, тъй като според условието на задачата никоя от пътеките не трябва да свързва директно две къщи или два кладенеца. Тъй като всяко ребро лежи точно в две лица, броят на ръбовете трябва да бъде поне (5 4)/2 = 10, което противоречи на условието техният брой да е 9.

Полученото противоречие показва, че отговорът на задачата е отрицателен. - невъзможно е да се начертаят непресичащи се пътища от всяка къща до всяка колона

Теория на графите в химията

Приложението на теорията на графите за изграждане и анализ на различни класове химични и химико-технологични графи, които се наричат ​​още топология, модели, т.е. модели, които отчитат само естеството на връзката на върховете. Дъгите (ръбовете) и върховете на тези графики отразяват химически и химико-технологични понятия, явления, процеси или обекти и съответно качествена и количествена връзка или определена връзка между тях.

Теоретични задачи. Химичните графики позволяват да се предскажат химичните трансформации, да се обясни същността и да се систематизират някои основни понятия на химията: структура, конфигурация, потвърждения, квантово-механични и статистическо-механични взаимодействия на молекулите, изомерия и др. Химичните графики включват молекулни, двустранни и сигнални графики на кинетични уравнения на реакциите. Молекулярните графики, използвани в стереохимията и структурната топология, химията на клъстерите, полимерите и т.н., са неориентирани графики, които показват структурата на молекулите. Върховете и ръбовете на тези графики съответстват на съответните атоми и химичните връзки между тях.

В стереохимията орг. c-c най-често използват молекулярни дървета - обхващащи дървета на молекулярни графи, които съдържат само всички върхове, съответстващи на атомите.Компилирането на набори от молекулярни дървета и установяването на техния изоморфизъм ви позволява да определите молекулните структури и да намерите общия брой изомери на алкани, алкени и алкини . Молекулярните графики позволяват да се намалят проблемите, свързани с кодирането, номенклатурата и структурните характеристики (разклоняване, цикличност и т.н.) на молекулите на различни съединения до анализа и сравнението на чисто математически характеристики и свойства на молекулните графики и техните дървета, както и като съответните им матрици. За идентифициране на броя на корелациите между структурата на молекулите и физикохимичните (включително фармакологичните) свойства на съединенията са използвани повече от 20 т.нар. Топологични индекси на молекули (Wiener, Balaban, Hosoyya, Plat, Randich и др.), които се определят с помощта на матрици и числени характеристики на молекулярни дървета. Например, индексът на Винер W \u003d (m3 + m) / 6, където m е броят на върховете, съответстващи на С атоми, корелира с молекулни обеми и рефракции, енталпии на образуване, вискозитет, повърхностно напрежение, хроматографски константи на съединенията, октановите числа на въглеводородите и дори физиол. лекарствена активност. Важни параметри на молекулярните графики, използвани за определяне на тавтомерните форми на дадено вещество и тяхната реактивност, както и при класификацията на аминокиселини, нуклеинови киселини, въглехидрати и други сложни природни съединения, са средният и пълен (H) информационен капацитет . Анализът на молекулярните графики на полимери, чиито върхове съответстват на мономерни единици, а ръбовете на химични връзки между тях, дава възможност да се обяснят например: ефектите от изключен обем, водещи до качества. промени в прогнозираните свойства на полимерите. Използване на теория и принципи на графите изкуствен интелектразработен е софтуер за системи за търсене на информация в химията, както и автоматизирани системи за идентифициране на молекулни структури и рационално планиране на органичния синтез. За практическо прилагане на компютър на операции за избор на рационални начини на химикали. трансформациите, базирани на ретросинтетични и синтонични принципи, използват многостепенни разклонени графи за търсене на решения, чиито върхове съответстват на молекулните графики на реагентите и продуктите, а дъгите представляват трансформации.

За решаване на многомерни задачи за анализ и оптимизация на химико-технологични системи (ХТС) се използват следните химико-технологични графики: поток, информационен поток, сигнал и надеждност. За обучение по химия. физика на смущенията в системи, състоящи се от голям брой частици, използват т.нар. Диаграмите на Файнман са графики, чиито върхове съответстват на елементарни взаимодействия на физически частици, ръбовете на техните пътища след сблъсъци. По-специално, тези графики позволяват да се изследват механизмите на осцилаторните реакции и да се определи стабилността на реакционните системи. върховете на графиките съответстват на устройства, в които се променят топлинните разходи на физическите потоци, и в допълнение към източниците и поглътителите на топлинната енергия на системата; дъгите съответстват на физически и фиктивни (физико-химично преобразуване на енергията в апарати) топлинни потоци, а теглата на дъгите са равни на енталпиите на потоците. Материалните и топлинните графики се използват за компилиране на програми за автоматизирано разработване на алгоритми за решаване на системи от уравнения на материални и топлинни баланси на сложни CTS. Графиките на информационния поток показват логико-информационната структура на системите от уравнения мат. XTS модели; се използват за разработване на оптимални алгоритми за изчисляване на тези системи. Двустранен информационен граф е неориентиран или насочен граф, чиито върхове съответстват на респ. уравнения fl -f6 и променливи q1 - V, а клоновете отразяват тяхната връзка. Информационна графика - диграф, изобразяващ реда на решаване на уравнения; върховете на графиката съответстват на тези уравнения, източниците и приемниците на XTS информацията и разклоненията на информацията. променливи. Графиките на сигнала съответстват линейни системиуравнения на математически модели на химико-технологични процеси и системи. За изчисляване се използват графики за надеждност различни показателинадеждност H.

Препратки :

1. Берж К., Т. г. и неговото приложение, превод от френски, М., 1962;

2. Kemeny J., Snell J., Thompson J., Въведение в крайната математика, прев. от английски, 2-ро изд., М., 1963;

3.Ope O., Графики и тяхното приложение, прев. от англ., М., 1965;

4. О. В. Белих, Е. В. Беляев, Възможности за използване на Т. г. в социологията, в: Човек и общество, кн. 1, [Л.], 1966;

5. Количествени методи в социологическите изследвания, М., 1966; Беляев Е. В., Проблеми на социологическото измерване, "VF", 1967, № 7; Бавелас. Комуникационни модели в групи, ориентирани към задачи, в книгата. Lerner, D., Lasswell H., Политически науки, Станфорд, 1951 г.;

6. Kemeny J. G., Snell J., Математически модели в социалните науки, N. Y., 1962; Filament C., Приложения на теорията на графите към груповата структура, N. Y., 1963; Осер О. A., Hararu F., Ролеви структури и описание от гледна точка на теорията на графите, във Viddle B., Thomas E.J., Role theory: concepts and research, N. Y., 1966. E. Belyaev. Ленинград.

Създаване на автоматизирани софтуерни комплекси. синтез оптим. високонадеждни продукти (включително ресурсоспестяващи) заедно с принципите на изкуството. използват се интелигентни, ориентирани семантични или семантични графики на опциите за решение на CTS. Тези графики, които в конкретен случай са дървета, изобразяват процедури за генериране на набор от рационални алтернативни CTS схеми (например 14 възможни при разделяне на петкомпонентна смес от целеви продукти чрез ректификация) и процедури за подреден избор между тях на схема което е оптимално според някакъв критерий ефективност на системата (виж Оптимизация).

Теорията на графите се използва и за разработване на алгоритми за оптимизиране на времевите графици за функциониране на оборудване за многоасортиментно гъвкаво производство, алгоритми за оптимизиране. разполагане на оборудване и трасиране на тръбопроводни системи, оптимални алгоритми. химико-технологичен мениджмънт. процеси и производства, с мрежово планиране на работата им и др.

Лит.. Zykov A. A., Теория на крайните графи, [v. 1], Новосиб., 1969; Яцимирски К. Б., Приложение на теорията на графите в химията, Киев, 1973 г.; Кафаров В. В., Перов В. Л., Мешалкин В. П., Принципи на математическото моделиране на химико-технологични системи, М., 1974; Кристофидес Н., Теория на графите. Алгоритмичен подход, прев. от англ., М., 1978; Кафаров В. В., Перов В. Л., Мешалкин В. П., Математически основи на автоматизираното проектиране на химическото производство, М., 1979; Химически приложения на топологията и теорията на графите, изд. Р. Кинг, прев. от англ., М., 1987; Химически приложения на теорията на графите, Balaban A.T. (Ред.), N.Y.-L., 1976. В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин.
===
Използвайте литература към статията "ТЕОРИЯ НА ГРАФОВ": няма данни

Страница "ТЕОРИЯ НА ГРАФОВ"въз основа на материали

ПРОМЕНЛИВОСТ РАЗНООБРАЗИЕ НА СТРУКТУРИ И ФОРМИ И ФОРМИ НА МОЛЕКУЛИ НА ОРГАНИЧНО СЪЕДИНЕНИЕ НА ОРГАНИЧНИ СЪЕДИНЕНИЯ МОЛЕКУЛИ Л. П. ОЛЕХНОВИЧ г. i. ygTspzyZau kutU‚TNLI „UTY‰‡ ТЪ‚ВММ˚И YML‚В ТLВЪ, ҚUTЪУ‚-M‡-SUMY Въпросът за генезиса и разнообразието на видовете ZZTSSTszaTs на огледалната конфигурационна изомерия на органичните ком- се откроява с многообразието си от структура и извънредни паунда се обсъждат с множеството отделни съединения прилагането на някои . Общ брой известни органични съединения - елементи на теорията на графите. Броят на новите вещества (над десет милиона) се допълва ежегодно с десетки хиляди нови вещества, синтезирани в лаборатории. Органичната химия изненадва молекулярния анализ с разнообразие от класове молекули, в структурата на които форми („фигури“) на пръв поглед не се вижда никаква логика. Осветлена е основната причина за появата на набор от организации, които не подлежат на просто изброяване (>107). Диференциите са уникални свойства на референциите на ахирален и централен елемент – въглерод. хиралните съединения са Светът на въглеродните съединения е неизчерпаема комбинация от възможности и начини за изграждане на класифицирана информация. молекули от n C атома, m O атома, k–N, l–S, h–P и др. k‡TTPUЪ VM˚ ‚UV UT˚ schgTseTsznkh nTsykaa YkDoyZ F ULTıUK‰VML PMU„U-Z abyEkDzzajp eygtsdmg U· ‡BL ‚L‰U‚ BV N‡O¸- Точно както физиците използват формули На кратък, но съдържателен език LBUPV LL U „‡ML˜VTNLı” изчисления, химиците използват специален език за нотиране на структурата на съединенията. Този език е още повече не-TUV‰LMVMLI T F L‚OV˜V- заобиколен в органичната химия, за да се рационализират идеите за множество подкласове „‡SCHU‚. e ‡ЪЪЪНУ UT‚В‚В˘В- гигантско разнообразие от молекули. За да отделят по-малко време и място за представяне на структурни формули, органичните химици често се занимават с атомни обозначения. Тази техника M‡ UTMU‚V F V‰T‡‚OV- е особено удобна, когато се вземат предвид не някакви свойства на конкретно съединение, а LL, NO‡TTLSCHLˆL U‚‡-лекул. Така че, вместо да нарисувате буквата M˚ UTU·VMMUTЪL ТЪ УВ- обозначения на въглеродни и водородни атоми във всички структурни изомери, например ограничаване , 1997 ML TLPPV L˜M˚ı L на въглеводорода на хексан - С6Н14 , ‡TLPPVЪ L˜M˚ı TS‰LMW-графиките са показани (Схема 1) MLR, ‰‡MU UV V‰VOVMLV NL ‡О¸МУ ТЛППВЪ LL. Схема 1 44 leikylyZldav jEkDbyZDnTsgzhzhv LmkzDg, ‹2, 1997 Върховете на графиките (точките) са въглеродни атоми, съединения, също представляват сложни трансформации, а линиите (ръбовете), които ги свързват, са С–С връзки. молекули (реакции) и се разбират взаимно. Тъй като въглеродът е четиривалентен, а водородът е едно- Като цяло химичните графики имат пряка относителна валентност, ясно е, че при крайни (свободни) връзки към специален клон на математиката - теория, върховете на графиката трябва да бъдат три Н атома , с графики. В тази теория графът G от порядък n се определя от средните върхове от типа - по два, при третичния като непразно множество от върхове V1 , V2 , ..., Vn върхове - по един и не трябва да се с набора (m) от отношения по двойки - ръбове, свързващи водородни атоми в кватернерни върхове, свързващи различни върхове. Известните аргументи на Л. Ойлер поставиха основата на теорията на графите. Следователно горните графики не са (1736) за мостовете на Кьонигсбер, където са формулирани пълни, но те са достатъчни, за да представят критериите за заобикаляне на всички краища на графиката без структурни изомери на въглеводороди. По-долу са поздрави, както и други негови произведения, свързани с графики на Мадена на молекули на ненаситени въглеводороди с тематични пъзели и забавления. двойни (C=C) и тройни (C≡C) връзки и толкова - Важно етапи по пътя на развитие на тази теория, изготвят графики на някои циклични и рамкови въглища от Г. Кирхоф (1847) и У. Хамилтън на въглеводороди (Таблица 1). (1859). A. Cayley (1857, 1874–1875) е първият, който обобщава тригоналната графика (схема 2) и използва графични представяния (изброяване на фигурите на много различни молекули на графови „дървета“) във връзка с преброяването на броя на изомерите на първите термини редица ограничаващи въглехидрати.Така графичната (графична) форма на родовете е алкани. Наистина, само с помощта на la присъединява се икономично представяне на важния апарат на теорията на графите (теоремата на Поя, 1937 г.) на неговите възможни частни и най-общи закономерности, но за решаване на проблеми с изброяване (изброяване) на всички структури и форми. Химиците имат достатъчно подобни структурни изомери на молекули CnH2n +2, CnH2n, графики, така че, без да използват дългите имена CnH2n - 2, CnH2n - 4 и т.н. (вижте графики на изомери на хексан), Таблица 1 Z,E-изомери на бутен-2 ​​Z E H3C CH CH CH3 .R . R,L-изомери на 1,3-диметил-3-кумулен L. З. . E. Z,E-изомери на 1,4-диметил-4-кумулен. . . . . . Диметилацетилен 1,4-диметил-биацетилен Ксилени Бензен Толуен орто-мета-пара- Циклични наситени въглеводороди Циклопропан Циклобутан Циклопентан Циклохексан и т.н. 45 O 2− O − CH2 + F B C N C = F F O O O O H2C CH2 „ръчно“, за големи n, отнема много време. Настоящата теория Нека сега се обърнем към друга характеристика на нашите графики, която естествено навлиза в умовете на много - вниманието. Когато разглеждаме раздели от съвременната математика, като например някои от заобикалящите ни обекти (включително мология и комбинаторика, линейна алгебра и теория на лекулярните графи), тогава често се имат предвид групите за реализиране, теорията на вероятностите и численият анализ. Съществуват и съзнателно неконтролирани операции.Успешно се използва във физиката, химията и генетичното внимание, които показват съответствието между физиката, антропологията, електротехниката, проектирането и взаимно частите на обекта. Древните гърци на компютрите, архитектурата, социологията и лингвистиката. терминът "съизмерим" (σιёёετροσ) означава. Трябва да се имат предвид характеристиките на "езика" и такива характеристики на взаимното разположение, релационни графики: частите на обекта, които определят неговия симетричен вид, форма - строга симетрия ; молекулярните графики формализират връзките на сгради, кристали, минерали, двустранна симетрия, които, като правило, включват няколко (две и растителни листа, повече ротационна симетрия) разновидности на атоми-върхове; цветя и др. ако обща теорияОбектите са симетрични, ако съотношението и произволният брой ръбове, произлизащи от един и същи връх - взаимното разположение на техните части позволяват такива гуми (включително изолирани върхове по време на операция на въртене, вътрешни отражения, пълна липса на ръбове), тогава върховете на химически версии (комбинация от завъртания и отражения), титата графика трябва да има точно толкова ребра (чиято връзка ги оставя (обектите) непроменени), каква е валентността ( координационен номер) nym, ги превежда в себе си. Структурата на симет- даден атом в химическо съединение ; на линейни обекти е такова, че се характеризира с наличието на поне един от следните елементи на върха на химическата графика заедно с посоката на симетрия: ръбовете на ръбовете трябва да са ясно ориентирани, огледалните равнини на отражение σ ( S1) са обекти, състоящи се от атоми в молекули, както и ъглите между връзките на еднакви, огледално идентични половини на атоми: за тетраедричен въглероден атом, тези (вижте графиките в схеми 1, 2 и в таблица 1); ъглите обикновено са равни на 109,5°, за тригоналната равнина - 120°, за двуъгълната, ацетилен - оси на симетрия Cn, n = 2, 3, 4, ..., - части на обекта - 180°, но там може да има изключения ( вижте графиките на диаграмата са комбинирани, като обекта като цяло, с въглеводородите му ред по ред в таблица 1) и триизмерни (завъртане под ъгли 2π / n (вижте таблица 1 и схема 2); подвижни) графичните проекции са необходими за предогледалната ротационна ос Sn, S2 = i е центърът на молекулните конфигурации. инверсии - е комбинация от C2 + S1, S4 = ком- Експериментални химици дизайн, C4 + S1 комбинации (виж. едно). връзки, обмислят и прилагат начини за тяхното Обектът е асиметричен, ако вътрешният му синтез. Теоретичните химици подлагат структурата на сравнение и външната форма не може да бъде характерно анализирана в квантово-химичните изчисления чрез нито един от изброените елементи, а понякога и много различни структури, за да се разкрият показателите (вижте 2-ри и 4-ти изомери на хексана в Схема 1, граници на промените в междуатомните разстояния и ра-аланина в Схема 3). За такива обекти има равномерно разпределение на електрони в йони и молекули, предполагаемата тривиална операция на симетрия е C1. зададени от една графика (виж диаграма 2). Графичното завъртане C1 на 360° (2π) съчетава асиметрични формули, които са станали обичайни, малко повече от обект сам със себе си. Разбира се, чрез действието на операцията преди 100 години и графичният език на комуникация на химиците C1 се комбинират със себе си и всичко се подобрява симетрично непрекъснато. обекти, тъй като това въртене е тривиално. 46 lukylyZldav jEkDbyZDnTsgzhzhv LmkzDg, ‹2, 1997 3 3 H H H H H COOH H3C COOH HOOC CH3 C 2 C C C 2 C 1 4 4 1 H H H2N H H2N H H2N H H NH2 Метан Метиламин Глицин l-аланин топка r-аланин обекти, Схеми 3 асиметрична молекула (аланин) има огледално безкрайни набори от всички елементи на симетрия - двойното двойно (виж Фиг. схема 3). S1(σ), Cn, Sn. Топката е изравнена със себе си при всякакви завъртания, всякакви огледални ориентации.През 60-70-те години на нашия век изследователите на стереопланите и осите на въртене, преминаващи през нея, химиците R. Kahn, K. Ingold и V. Prelog разработиха центъра. Следователно правилните изпъкнали полиедрични правила за приписване на дублирани компоненти (тетраедър, куб, октаедър, додекаедър, икосаедър - подобни типове лява (l) и дясна (r) форми: идеални платонови тела), в които заместителите са вписани (атоми), свързани с асиметричната сфера, въпреки че имат крайни набори от елементи с въглероден или друг атомен център, симетрии, но техният брой и разнообразие винаги са сортирани според тяхната йерархия, а най-старият (но голям в сравнение с друга мярка 1) е този, който има най-голям Отдавна е отбелязано, че ако асиметричната атомна маса: в аланин (схема 3) 14N е по-стара от 12С и фигурата се отразява в огледалната равнина, тя се намира сред въглеродните атоми на метила и карбоксилни групи, по-стари от последния: той се свързва с тежък 16O, лежащ извън този обект, след което се получава фигура, докато първият се свързва с лек 1H; точност, подобна на оригиналната, но несъвместима с първата за всякакви смени и завои. Следователно, наблюдателят е ориентиран (разбира се, мислено, всички асиметрични обекти могат да бъдат солени) към молекулата или молекулата е ориентирана да постави огледални близнаци. Обикновен за наблюдателя по такъв начин, че въглеродните примери за това са нашите обувки и ръкавици, левият център е „закрит“ от най-младия заместител (H), а десните двойки фигури са оградени, съответно, и ако , в същото време, траекторията на последователните ляво и дясно огледално-дублетен край на прехода от най-старите към най-младите (незатъмнеността на нашите обикновено планарно-симетрични) заместители (т.е. от първото число до фигурите. Кристалографи преди няколко века следващият) е подобен на движението на стрелките на часовника, отбелязано е преобладаването на огледално, тогава конфигурацията е абсолютно правилна (r), ако противоположността на енантиоморфните форми в неорганичния свят е уста, тогава тя е абсолютно ляво (l). леви и десни кристали от кварц, турмалин, калцит (исландски шпат). След като въведохме концепцията за абсолютно лява и дясна конфигурация, трябва да предупредим за огледалната изомерия, енантиомерията, в органичната относителност на тази абсолютност. Операциите на зърнохимията са много често срещано явление. каличното отражение съответства на P - инверсия на ко-приоритета на откриването му в средата на последната таблица-координати на всички атомни и субатомни части на обекта. Въпреки това, тъй като вътрешната структура на Теру, който обърна внимание на огледалното подобие на атомни (електрони) и субатомни (кварки, глюоформи на калиево-амониеви соли на винени соли) частици, е неизвестна, операцията P на физиката се допълва от форични киселини. Името на Пастьор е свързано с формирането на малка операция на конюгиране на заряда C - стереохимия, основана на проблемите на промяната на зарядите в противоположни знаци и всички метрики и асиметрии на молекулите, тяхната структура (форма) и други антиподни кванти характеристики на атом в триизмерното пространство. Важен крайъгълен камък в развитието на (протони, неутрони, електрони) и субатомната стереохимия бяха предложените през 1874 г. частици (кварки, глуони), както и тетраедричната инверсия на посоките на движение (импулси и - модел на въглероден атом , Ако в най-простите импулсни ъгли) на всички компоненти на обекта, кодът, чиято фигура е подобна на високия симтор, съответства на обръщането на времето T. ) друга ато-комбинирана CRT-хирургия. Оттук следва, мами и атомни групировки, тогава симетрията, че абсолютният антипод на оригинала, например получените молекули бързо намалява. След r-молекулата трябва да има нейният l-партньор, но състоящ се от три такива процедури с тетраедрична въглеродна верига от антиматерия и център, движещ се във времето, четири различни заместителя вече са свързани и обратно. Идеи за комбиниране на P-, C- и T-оператори 47 симетрии принадлежат на G. Lüders и W. Pauli, за да се обединят в безкрайно симетрична сфера, след това всичко (1954–1955). елементите на симетрия на оригиналния обект са напълно деградирани поради гигантските възможности, тоест асиметричното „добавяне“ на атоми и атомни групи, способни да се свързват, трансформира идеално симетричния (синглетен) обект с въглерод, по принцип осъществим безкраен обект в клас енантиомерни дублети. огледални последователности на r, l-дублети Въпреки това, не трябва да се приема, че енантиомерията на молекули с асиметрични въглеродни центрове е невъзможна сред симетрични фигури (молекули). мили Отбелязваме тяхната основна характеристика: - броят на вътрешните елементи на симетрия равнина пример, тетраедър, куб; 1) и дори наличието на огледално отражение σ (S1) и/или огледално отражение Таблица 2 C2 C2 R L . . (CH 2) n (CH 2) n R, L-транс-циклооктени R, L-транс-циклоетилени C2 C2 C2 C2 C2 C2 Twistan R L Z Z - бифенили със симетрия C2 Z Z R L - трифенилметали със симетрия C3 L R C2 R Хексахелицен L Спирали, пружини, шнекове, винтове, гайки, болтове Когато отразяват такова q, те са топологично хирални молекули (категориите на външната огледална равнина са нано, възли в Схема 4). копирайте обекти, идентични с оригиналните (вижте графиката).Въпреки това, условността на разделянето е очевидна в светлината на φ в схеми 1, 2 и в таблица 1. Напротив, ако обекти (молекули), разработени от R. Kahn, K. Ingold и V. Prelonie, се характеризират с липсата на вътрешни огледални елементи на симетрия Sn, допълнени от техните последователи, правилата за определяне на енантиомерни (σ, i) конфигурации , но те са симетрични по отношение на ротациите на молекулите към R- или L-серии са кръгови, спираловидни Cn (n = 2, 3, 4, …), тогава такива фигури винаги са R, L-двойни (хирални) движения по (R) или против летене. Най-простият пример е 1,3-диметил-3-куму-(L) на стрелките на часовника с последователно разделяне (Таблица 1) и всички негови хомолози с нечетен брой съображения за „старшинство“ (тегло) на заместители, въглерод атоми в линейна верига. В табл. 2, показваща (Схема 3) около атомния център - ние сме някои R, L-дублети от голямо множество a, избрана равнина - b (транс-циклоетилени, молекули, симетрични по отношение на ротациите. Таблица 2), при заобикаляне на контурите на витлата - c , win- 2 в схема 4. брой въглеродни центрове. В технологията фигурите на лопатките на вентилаторите, витлата, роторите на турбините са подобни на молекулите на бифенилите и трифенилметилите; фигурите на хелиценовите молекули са подобни на спирали, пружини, винтове, леви и десни винтови резби. В началото на 19-ти и 20-ти век лорд Келвин Трилистният възел (CH2)m, с ориентирано и неминимално m = 66, предлага термина „хиралност“ (от гръцки χειρ – ръка) за кратко описание на обсъжда яв-катенантацията в началото на 19-ти и 20-ти век. идентични пръстени На руски се използват два варианта на произношение и изписване на този термин: хиралност и хиралност по схема 4. Авторът, заедно с физиците, дава предпочитание на първия. Конюгирани чрез операцията на огледално отражение (координатна инверсия P), следователно, строго погледнато, няма молекули - компоненти на енантиомерни дублети - качествено различни видове хиралност на молекулите. се различават само по едно свойство, про. Подобни характеристики на изобразените молекули, че антиподните (+, -) отношения също са характерни за отделните им части, се държат заедно не химически за полюсите на магнитите, зарядите и други квантови връзки, а от топологията на структурата на веригата (характеристики на атомни и субатомни частици Такива тогавани ), затворени спирали и възли; техните хирални съотношения се наричат ​​от физиците хиралната сим- (R, L) форма е доста аналогична на пропелеметричната форма. канавка - v и спирали - g. Следователно всички горепосочени видове хиралност на молекулите са количествено определени благодарение на усилията на синтетичните химици; са известни и достъпни при много стандартни дължини на вълната на светлината. Въпреки това, също така е известно, че с полирални молекули (виж Таблица 2 и Схема 4). Приема се кондензация на централни хирални (r или l) ами; приема се, че разнообразието от хирални химични киселини, рибонуклеотиди, общата хиралност на някои съединения е разделена на пет типа в съответния мер (протеин, ДНК) не може да бъде оценено в от гледна точка на симетрични структурни характеристики : чрез тривиално сумиране на отделни ki-a - молекули с хирален център нямат идентичности на връзките: Σrn(ln) . Тази сума от „обем - без елементи на симетрия, с изключение на елемента лети“ чрез спиралната (спирална) хиралност на идентичността C1 (примери са аминокиселини (ала-макромолекули със собствен знак (+R h, −Lh) и nin в схема 3), захар-въглехидрати ); абсолютна стойност, b – планарно-хирални молекули със симетрия Nr (l) ∑ l (r) ⊂ R (L). h h C1 и/или C2 (избраният структурен елемент е равнината n n (1), примери са транс-циклоетилени в таблица 2); Фактът, че редовната орто-кондензация на аки-в - аксиално-хирални молекули c на симетрични бензенови пръстени също води до Cn спирий (те имат формата на витла или свастики, успоредни на хелицените (Таблица 2), само потвърждаващи примери - twistane , бифенил, трифенилметан в дава общото правило: и кръговото съединение от таблица 2 и т.н.); ахирални мономери с подходяща структура и (d) спирално-хирални молекули със симетрична линейна поликондензация на хирални (само r C2 (характерната форма е спирала, примерите са хекса- или само l) единици автоматично водят до спихелицен в табл. 2, протеини, ДНК); рална форма на полимера. Може да се приеме, че в ygTspzdZau g.i. 49 реда от такива макромолекули, определена симетрия на хиралности, която има вътрешни огледални елементи, съответстващи на серията Sn, е конфигурационно недвусмислена (синглетна), реализират се йерархии на нива на стереоконструкция. Например, per- тъй като тяхната вътрешна структура е P-четна. Обективни, вторични, третични и кватернерни вие, които нямат вътрешен P-паритет на структурата, нивата на структурата на хемоглобина, очевидно, характер- (нямащи елементи на симетрия Sn), винаги са кантеризирани също от последователностите „вградени- фигуративни две -оценен (дублет, ляво + от тип (1) сумата от отделните хирали е vy). За да се получат неговите ко-аминокиселини в спиралната хиралност на полипепия от P-четен обект, е достатъчна една Pσ(i)-операция, но за да се копират тези две в „глобуларна“ хиралност на P-нечетен обект, две третични нива са необходими, накрая, тези три в „supramo-последователни P-операции: молекулярна“ хиралност на квартета (тетраедър) от обединени глобули. Оттук, между другото, следва, че стереохимията на полимерите и техните асоциирани трябва да вземе предвид в допълнение към горното.неживата природа P-odd nuyu” – добре видове хиралност. Следните обекти могат лесно да се намерят в лявата или дясната първична (структурна) горна конфигурация на партньори близнаци, например избраните деренални нива на организация на макромолекулите играят wu в гора или камък от купчина развалини. Нека отбележим още, че решаващата роля за тяхното функциониране в организацията е, че хиралната симетрия е абсолютно (100%) неравномерна. По този начин биохимичните реакции с участието, наблюдавани за P-странни молекули на органични ензими, се извършват ефективно само в съединения, които са част от всички живи организми, когато комунизмът е бил реализиран преди това на нашата планета. Ако това са аминокиселини, размножаване, т.е. "разпознаване", селекцията на тези молекули остава само (l); ако захарите са въглехидрати, тогава само охлаждането на реагентите и субстратите, характеристиките на конфигурацията са правилни (r); ако това са биополимери, тогава те са спирали, от които ("фигури" от които) са идеално, но усукани само надясно (протеини, ДНК). Това е в съответствие с контурите и формите на съответния модел, наречен хирални асиметрични кухини в ензимните глобули. Общата анария на биосферата също за първи път обърна внимание на дневника на такова допълване, предложен от Д. Кошланд от Л. Пастьор. живял, за да разгледа съответствието на ключа и ключалката. ganckDnmkD dakDgzD DlaeeTsnka 1. Обща органична химия: Пер. от английски. М.: Химия, Обобщете горното. Тази статия е преди 1981–1986 г. Т. 1–12. целта е да се покаже, че в безграничното на платното 2. Жданов Ю.А. Въглерод и живот. Ростов n / D: Издателство на материала по органична химия по-лесно RGU, 1968. 131 p. 3. Tutt W. Теория на графите. М.: Мир, 1988. основни характеристикиструктура на молекулите, както и принципи за оценката им 4. Соколов V.I. Въведение в теоретичната стереоконфигурация - форми в триизмерната пространствена химия. Москва: Наука, 1982; напредък в химията. 1973. Т. 42. ве – основава се на идеите за симетрия и асиметрия. Според S. 1037–1051. 5. Ногради М. Стереохимия. М.: Мир, 1984. Ротатори на симетрия: равнина, оси и огледало- 6. Харгитай И., Харгитай М. Симетрия на очите на ротационни оси, използвани при идентифицирането на тези химик. М.: Мир, 1989. вътрешни характеристики на структурата на молекулите, които са // Съвременни успехи. ръжта определя техния външен вид, форма и в крайна сметка биология. 1983, том 95, с. 163–178. В дългосрочен план техните най-важни свойства. Когато молекулите са „сортирани“ на симетрични и * * * асиметрични, специална роля принадлежи на оператора за огледално отражение, обърната координата Лев Петрович Олехнович, доктор по химия Р. химия на естественото и движимо) на обекта, разположен вляво от избрани високомолекулни съединения на Ростовската го-равнина, поставя в кореспонденция едно към едно със съвместния държавен университет, ръководител. лабораторията на дината на обърнатия (отразен) обект на вътрешната динамика на молекулите на химическия факултет и научноизследователския институт по физика вдясно от тази равнина. Операторът Pi изпълнява физическата и органичната химия на Руския държавен университет, съответната терминоподобна координатна инверсия по отношение на pondent на Руската академия на естествените науки. но точка, избрана извън обекта (лесно е да се разбере областта на научните интереси: органичен синтез и да се провери, че под действието на оператора Pi се получават и кинетиката и механизмите на молекулярно пренареждане, огледало получава се двойник на обекта, но верификации, стереохимия и стереодинамика Съавтор обърнат, обърнат на 180°). Обекти (молекули), две монографии и автор на повече от 370 научни статии. 50 lykylyZldav yEkDbyZDnTsgzhzhv LmkzDg, ‹2, 1997