stringtranslate.com

Укладка (химия)

В химии под стекированием понимается суперпозиция молекул или атомных слоев вследствие притяжения между этими молекулами или слоями.

Дихалькогенидные соединения металлов

MoS2 , наиболее распространенный дихалькогенид металла, имеет слоистую структуру.

Дихалькогениды металлов имеют формулу ME 2 , где M = переходный металл и E = S, Se, Te. [1] С точки зрения их электронной структуры эти соединения обычно рассматриваются как производные M 4+ . Они принимают штабелированные структуры, что имеет отношение к их способности подвергаться интеркаляции , например, литием , и их смазочным свойствам . Известны соответствующие диселениды и даже дителлуриды , например, TiSe 2 , MoSe 2 и WSe 2 .

Соли переноса заряда

Вид сбоку части кристаллической структуры гексаметиленовой соли переноса заряда TTF /TCNQ, подчеркивающий сегрегированную укладку. [2]

Комбинация тетрацианохинодиметана (TCNQ) и тетратиафульвалена (TTF) образует сильный комплекс переноса заряда, называемый TTF-TCNQ . [3] Твердое вещество показывает почти металлическую электропроводность. В кристалле TTF-TCNQ молекулы TTF и TCNQ расположены независимо в отдельных параллельно выровненных стопках, и перенос электронов происходит от донорных (TTF) к акцепторным (TCNQ) стопкам. [4]

Графит

Вид сбоку на укладку слоев ABA в графите

Графит состоит из сложенных листов ковалентно связанного углерода. [5] [6] Отдельные слои называются графеном . В каждом слое каждый атом углерода связан с тремя другими атомами, образуя непрерывный слой sp 2 -связанных углеродных шестиугольников, как сотовая решетка с длиной связи 0,142 нм, а расстояние между плоскостями составляет 0,335 нм. [7] Связь между слоями представляет собой относительно слабые связи Ван-дер-Ваальса , что позволяет графеноподобным слоям легко разделяться и скользить друг мимо друга. [8] Электропроводность перпендикулярно слоям, следовательно, примерно в 1000 раз ниже. [9]

Соединения с линейной цепью

Линейные цепочечные соединения представляют собой материалы, состоящие из сложенных массивов связанных металл-металл молекул или ионов . Такие материалы демонстрируют анизотропную электропроводность . [10] Одним из примеров является Rh(acac)(CO) 2 (acac = ацетилацетонат) , который складывается с расстояниями Rh···Rh около 326  пм . [11] Классические примеры включают соль Крогмана и зеленую соль Магнуса .

Часть решетки дикарбонил(ацетилацетонато)родия(I) ( Rh(acac)(CO) 2 ), демонстрирующая «укладку» отдельных плоских единиц посредством взаимодействий Rh···Rh .

Контрпример: димер бензола и родственные виды

π–π-укладка — это нековалентное взаимодействие между пи-связями ароматических колец. [12] Такие «сэндвич-взаимодействия», однако, как правило, являются электростатически отталкивающими . Чаще всего наблюдается либо ступенчатая укладка (параллельно смещенная), либо пи-тройное (перпендикулярно Т-образное) взаимодействие, оба из которых являются электростатически притягательными. [13] Например, наиболее часто наблюдаемые взаимодействия между ароматическими кольцами аминокислотных остатков в белках — это ступенчатая укладка с последующей перпендикулярной ориентацией. Сэндвич-ориентации встречаются относительно редко. [14] Пи-укладка является отталкивающей, поскольку она помещает атомы углерода с частичными отрицательными зарядами из одного кольца поверх других частично отрицательно заряженных атомов углерода из второго кольца, а атомы водорода с частичными положительными зарядами поверх других атомов водорода, которые также несут частичные положительные заряды. [15]

Синтез катенана с использованием привлекательных пи-стэкинговых взаимодействий между электронно-богатыми и электронно-бедными аренами.

π–π взаимодействия играют роль в супрамолекулярной химии , в частности, в синтезе катенана . Основной проблемой синтеза катенана является контролируемое связывание молекул. Привлекательные π–π взаимодействия существуют между производными бензола, богатыми электронами, и пиридиновыми кольцами, бедными электронами. [16] [2]Катанен был синтезирован путем обработки бис(пиридиния) ( A ), биспарафенилен-34-краун-10 ( B ) и 1,4-бис(бромметил)бензола ( C ) (рис. 2). π–π взаимодействие между A и B направляло образование взаимосвязанного промежуточного шаблона, который далее циклизовался реакцией замещения с соединением C для получения продукта [2]катенана.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Уэллс, А. Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, Оксфорд: Clarendon Press. ISBN  0-19-855370-6 .
  2. ^ Д. Шассо; Г. Комбертон; Ж. Готье; К. Хау (1978). «Исследование структуры комплекса гексаметилен-тетратиафульвален-тетрацианохинодиметан». Acta Crystallographica Раздел B. 34 (2): 689. Бибкод : 1978AcCrB..34..689C. дои : 10.1107/S0567740878003830.
  3. ^ PW Anderson; PA Lee; M. Saitoh (1973). «Замечания о гигантской проводимости в TTF-TCNQ». Solid State Communications . 13 (5): 595–598. Bibcode : 1973SSCom..13..595A. doi : 10.1016/S0038-1098(73)80020-1.
  4. ^ Ван Де Ву, Хайди Л.; Чаморро, Хуан; Кинтеро, Майкл; Клаузен, Ребекка С. (2015). «Противоположности притягиваются: органические соли с переносом заряда». Журнал химического образования . 92 (12): 2134–2139. Bibcode : 2015JChEd..92.2134V. doi : 10.1021/acs.jchemed.5b00340.
  5. ^ Delhaes, Pierre (2000). «Полиморфизм углерода». В Delhaes, Pierre (ред.). Графит и прекурсоры . Gordon & Breach. стр. 1–24. ISBN 9789056992286.
  6. ^ Пирсон, Хью О. (2012). Справочник по углероду, графиту, алмазу и фуллеренам: свойства, обработка и применение . Noyes Publications. стр. 40–41. ISBN 9780815517399.
  7. ^ Delhaes, P. (2001). Графит и прекурсоры. CRC Press. ISBN 978-90-5699-228-6.
  8. ^ Chung, DDL (2002). «Обзор графита». Журнал материаловедения . 37 (8): 1475–1489. doi :10.1023/A:1014915307738. S2CID  189839788.
  9. ^ Пирсон, Хью О. (1993). Справочник по углероду, графиту, алмазу и фуллеренам: свойства, обработка и применение. Парк-Ридж, Нью-Джерси: Noyes Publications. ISBN 0-8155-1739-4. OCLC  49708274.
  10. ^ Бера, Дж. К.; Данбар, К. Р. (2002). «Цепные соединения на основе цепей переходных металлов: новая жизнь старой темы». Angew. Chem. Int. Ed. 41 (23): 4453–4457. doi :10.1002/1521-3773(20021202)41:23<4453::AID-ANIE4453>3.0.CO;2-1. PMID  12458505.
  11. ^ Huq, Fazlul; Skapski, Andrzej C. (1974). «Уточнение кристаллической структуры ацетилацетонатодикарбонилродия(I)». J. Cryst. Mol. Struct . 4 (6): 411–418. doi :10.1007/BF01220097. S2CID  96977904.
  12. ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 114, ISBN 978-0-471-72091-1
  13. ^ Льюис М., Бэгвилл С., Хардебек Л., Вайредуа С. (2016). «Современные вычислительные подходы к пониманию взаимодействий ароматических соединений». В Джонсон Д. В., Хоф Ф. (ред.). Ароматические взаимодействия: границы знаний и применения . Англия: Королевское химическое общество. стр. 1–17. ISBN 978-1-78262-662-6.
  14. ^ McGaughey GB, Gagné M, Rappé AK (июнь 1998). "пи-стэкинговые взаимодействия. Живы и здоровы в белках". Журнал биологической химии . 273 (25): 15458–63. doi : 10.1074/jbc.273.25.15458 . PMID  9624131.
  15. ^ Мартинес CR, Айверсон BL (2012). «Переосмысление термина «пи-стакинг»». Химическая наука . 3 (7): 2191. doi : 10.1039/c2sc20045g. hdl : 2152/41033 . ISSN  2041-6520. S2CID  95789541.
  16. ^ Эштон П.Р., Гуднау Т.Т., Кайфер А.Е., Реддингтон М.В., Славин А.М., Спенсер Н. и др. (1989). «А [2] Катенан на заказ». Дж. Энджью. хим. Межд. Эд . 28 (10): 1396–1399. дои : 10.1002/anie.198913961.

Внешние ссылки