Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.
звездочки на ногах womans day

НС1, вода Н2O, аммиак NH3, болотный, или руд­ничный, газ — метан СН4. Общее для их соста­ва — водород, но он входит в них в разных количествах.

В хлористом водороде с одним атомом хлора соединен один атом водорода, в воде с одним атомом кислорода соединены два атома водорода, в аммиаке с одним атомом азота соединены три атома водорода, в метане с одним атомом углерода соединены четыре атома водорода. Атомы хлора, кислорода, азота и углерода не могут присоединить к себе больше указанного числа атомов водорода. Поэтому говорят, что они обладают определенной валентностью: атом хлора одновалентен, атом кислорода двухвален­тен, атом азота трехвалентен, атом углерода четырехвалентен. Само собой разумеется, что атом водорода одновалентен. Из этого следует, что атом кислорода может присоединить к себе два атома хлора, образуя соединение Сl2O, атом углерода — четыре атома хлора, образуя веще­ство ССl4, или два атома кислорода, образуя соединение СO2. Существуют элементы, атомы которых обладают более высокими валентностя­ми. Вот пример соединений таких атомов: пятихлористый фосфор РСl5, трехокись серы SO3, четырехокись осмия OsO4.

Если взять такие коли­чества водорода и хлора, ко­торые будут эквивалентны их относительным атомным ве­сам, то, имея в виду, что оба эти элемента однова­лентны, можно попытаться соединить эти количества друг с другом. Дей­ствительно, при сильном освещении хлор и водород соединяются именно в таких отноше­ниях без остатка, образуются молекулы хло­ристого водорода НС1. Подобным же образом реагируют водород с кислородом, если их коли­чества соответствуют отношению двух атомов водорода к одному атому кислорода. Если на такую смесь воздействовать электрической ис­крой или губчатой платиной, образуется вода.

Зная состав даже такого сравнительно слож­ного соединения, как серная кислота, и валент­ности составляющих ее элементов, можно пред­положить, что она образуется соединением од­ной молекулы воды и одной молекулы трехокиси серы. Водород одновалентен, кислород двухва­лентен, а сера шестивалентна.

Гораздо сложнее построить или синтезиро­вать органические молекулы. В их состав всегда входят углерод и водород, часто — кислород и азот, иногда — сера или фосфор, хлор, бром

или йод, а также металлы. Валентность углеро­да, водорода, кислорода и азота выражается небольшими числами. Казалось бы, что это не должно усложнять построение органических молекул. Однако у органических соединений есть одна особенность, которая и делает эту задачу очень трудной. Четырехвалентные атомы углерода могут соединяться друг с другом, обра­зуя прямые или разветвленные цепочки либо кольчатые образования. При этом число атомов углерода, принимающих участие в формирова­нии таких молекул, практически неограничен­но, следовательно, число органических соеди­нений, или соединений углерода, чрезвычайно велико и во много раз превышает число извест­ных соединений всех других элементов, вместе взятых (см. ст. «Органические вещества вокруг нас»). Знать структуру и строение молекулы — обязательное условие ее синтеза.

Простейшее органическое соединение — ме­тан СН4 состоит из углерода и водорода. Его ближайшие соседи — этан С2Н6 и пропан С3Н8. Помня о валентности атомов углерода и водо­рода и о способности атомов углерода образовы­вать цепочки, можно прийти к единственно воз­можным формулам строения этих соединений:

Легко можно составить и формулы строения более сложных углеводородов, в молекулах ко­торых содержится 4, 5, 6 и более атомов угле­рода и соответствующее число атомов водорода.

Как же построены органические молекулы, в состав которых, кроме углерода и водорода, входит атом хлора, например хлористый метил СН3Сl и хлористый этил С2Н5Сl? Для этих сое­динений, очевидно, можно написать только такие формулы:

Каждая формула показывает, что эти соедине­ния получились при замене одного атома водо­рода в молекулах метана и этана на атом хлора, причем в данном случае безразлично, какой из атомов водорода замещен атомом хлора.

469