Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Органикалық молекула, оның көміртектік құрылымы Платондық дене болып табылады.
Organic molecule whose carbon structure is a Platonic solid
Органикалық химияда Платондық көмірсутек – бұл көміртектік құрылымы бес Платондық дененің бірімен сәйкес келетін көмірсутек, онда көміртектік атомдар оның төбелерін, көміртектік-көміртектік байланыстар қабырғаларын, ал сутектік атомдар қажеттілікке қарай алмастырады. Барлық Платондық денелердің молекулалық көмірсутекке сәйкес келетіні жоқ; олардың ішінде тетраэдр (тетраэдран), куб (кубан) және додекаэдр (додекаэдран) бар. Әрбір Платондық көмірсутектің мүмкіндігі мен болуы әрбір көміртектік төбедегі байланыстар санына және әрбір төбедегі байланыстар арасындағы бұрыштық деформацияға байланысты.
In organic chemistry, a Platonic hydrocarbon is a hydrocarbon whose structure matches one of the five Platonic solids, with carbon atoms replacing its vertices, carbon–carbon bonds replacing its edges, and hydrogen atoms as needed. Not all Platonic solids have molecular hydrocarbon counterparts; those that do are the tetrahedron (tetrahedrane), the cube (cubane), and the dodecahedron (dodecahedrane). The possibility and existence of each platonic hydrocarbon is affected by the number of bonds to each carbon vertex and the angle strain between the bonds at each vertex.
Тетраэдр
Тетраэдран (C4H4) – гипотетикалық қосылыс. Ол әлі күнге дейін қосымша топтарсыз синтезделмеген, бірақ бұрыштық кернеуіне қарамастан, кинетикалық тұрақты болады деп күтілуде. Тетра(трет-бутил)тетраэдран және тетра(триметилсилил)тетраэдран сияқты кейбір тұрақты туындылары алынған.
Tetrahedrane (C4H4) is a hypothetical compound. It has not yet been synthesized without substituents, but it is predicted to be kinetically stable in spite of its angle strain. Some stable derivatives, including tetra(tert butyl)tetrahedrane and tetra(trimethylsilyl)tetrahedrane, have been produced.
Кубалық
Кубан (C8H8) синтезделді. Бұрыштық кернеуі жоғары болғанымен, кубан ыдырауға оңай болатын жолдардың жетіспеуіне байланысты кинетикалық тұрақты.
Cubane (C8H8) has been synthesized. Although it has high angle strain, cubane is kinetically stable, due to a lack of readily available decomposition paths.
Сегізбұрышты
Бұрыштық деформация әр төбесіндегі инверттелген тетраэдрлік геометрияға байланысты октаэдрді өте тұрақсыз етеді. Әр бұрышта төрт қабырға түйісетіндіктен сутек атомдары да болмайды; демек, C6 молекулалық формуласы бар гипотетикалық октаэдран молекуласы көмірсутек емес, элементарлық көмірдің аллотропы болар еді. Октаэдранның болуын толығымен жоққа шығаруға болмайды, бірақ есептеулер оның пайда болуының ықтимал еместігін көрсетті.
Angle strain would make an octahedron highly unstable due to inverted tetrahedral geometry at each vertex. There would also be no hydrogen atoms because four edges meet at each corner; thus, the hypothetical octahedrane molecule, with a molecular formula of C6, would be an allotrope of elemental carbon rather than a hydrocarbon. The existence of octahedrane cannot be ruled out completely, although calculations have shown that it is unlikely.
Икосаэдран
Көміртегінің тетраваленттігі (4 байланыстылығы) икосаэдрді жоққа шығарады, себебі әр төбесінде 5 қабырға түйіседі. Нақты бесвалентті көміртек болуы екіталай; метаний, шартты түрде , әдетте, гипотетикалық икосаэдрлік сутегі жетіспейді, сондықтан ол көмірсутек емес; ол сондай-ақ ион болып табылады. Икосаэдрлік және октаэдрлік құрылымдар бор қосылыстарында, мысалы, додекаборат ионы және көміртегі бар кейбір карборандарда байқалған.
The tetravalency (4 connectedness) of carbon excludes an icosahedron because 5 edges meet at each vertex. True pentavalent carbon is unlikely; methanium, nominally , usually exists as The hypothetical icosahedral lacks hydrogen so it is not a hydrocarbon; it is also an ion. Both icosahedral and octahedral structures have been observed in boron compounds such as the dodecaborate ion and some of the carbon containing carboranes.
Басқа полиэдрлер
Көміртек қаңқасын құрайтын атомдардың санын арттыру шарға жақымдаған геометрияға алып келеді, ал көміртек "клеткасіндегі" көлем артады. Бұл тенденция букиболдар немесе шар тәрізді фуллерен (C60) арқылы жалғасады. Платондық көмірсутек болмаса да, букминстерфуллерен қысқартылған икосаэдр пішінін, Архимедтік қатты денесін иеленеді. Бұл принципті тұрақты Евклидтік мозаикаларға да қолдануға болады, ал алтабұрышты мозаика графанды жасайды. Төртбұрышты мозаика (шесіз үлкен фенестранға ұқсас) октаэдран сияқты проблемаларға тап болар еді, ал үшбұрышты мозаика икосаэдранға ұқсас қиындықтарды тудырар еді. Гиперболалық мозаикаларға жасалған жалпыламалар белгілі емес. Түзбелі дөңес 4-политоптардың да көмірсутек аналогтары болуы мүмкін; гиперкубан ұсынылған.
Increasing the number of atoms that comprise the carbon skeleton leads to a geometry that increasingly approximates a sphere, and the space enclosed in the carbon "cage" increases. This trend continues with buckyballs or spherical fullerene (C60). Although not a Platonic hydrocarbon, buckminsterfullerene has the shape of a truncated icosahedron, an Archimedean solid. The concept can also be extended to regular Euclidean tilings, with the hexagonal tiling producing graphane. A square tiling (which would resemble an infinitely large fenestrane) would suffer from the same problem as octahedrane, and the triangular tiling icosahedrane. No generalisations to hyperbolic tilings seem to be known. The regular convex 4 polytopes may also have hydrocarbon analogues; hypercubane has been proposed.