новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
тендеры / аналитика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы

расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты / книги
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас

реклама на сайте
контакты
Магазин химических реактивов
поиск
   

главная > справочник > химическая энциклопедия:

КЛАТРАТЫ


выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

КЛАТРАТЫ (от лат. clathratus - защищенный решеткой) (соединения включения), образованы включением молекул, наз. "гостями", в полости кристаллич. каркаса, состоящего из молекул др. сорта, наз. "хозяевами" (решетчатые клатраты), или в полость одной большой молекулы-хозяина (молекулярные клатраты). Среди решетчатых клатраты в зависимости от формы полости различают: клеточные (криптатоклатраты), например клатраты гидрохинона. газовые гидраты. канальные (тубулатоклатраты), например клатраты мочевины. тиомочевины. слоистые (интеркалаты), напр. графита соединения. Молекулярные клатраты подразделяются на кавитаты, имеющие полость в виде канала или клетки, например соед. циклодекстрина с I2 или амилазы с I2, и адикулаты, у которых полость напоминает корзину. Белковые клатраты наз. клатринами. Между молекулами гостя и хозяина может не быть никаких взаимод., кроме ван-дер-ваальсовых (как, например, в газовых гидратах), но часто между гостями и хозяином, кроме ван-дер-ваальсова взаимод., имеются слабые связи типа водородных (напр., клатратная молекула гексагидрата уротропина связана с каркасом клатраты тремя водородными связями). Соед. с координац. связью между гостем и хозяином, например комплексы краун-эфиров и криптандов. наз. клатратокомплексами. Соотношение между кол-вами молекул гостей и хозяев в общем случае нецелочисленное (напр., Вк2.8,6 Н2О). Решетчатые клатраты существуют только в кристаллич. состоянии, молекулярные - также и в растворе. Часто не все полости хозяина заполнены молекулами гостя. При допущении, что хозяин имеет стабильную a-модификацию (с хим. потенциалом ma) и метастабильную клатратную b-модификацию, в полостях которой может находиться по одной молекуле гостя, а на ее хим. потенциал (mb) не влияет природа гостей, степень заполнения полостей (у) для неполярных гостей определяется из соотношения:

ma-mb=v[RTln(1-y)-y2U],

где v - число полостей, приходящееся на одну молекулу гостя, U - энергия взаимод. гость-гость. Термодинамич. стабильность клатраты обеспечивается благоприятным расположением молекул в полостях каркаса, вследствие чего слабые межмол. взаимод. приводят к выигрышу энергии в 20-50 кДж/моль при образовании клатраты по сравнению с энергией компонентов в своб. состоянии. наиб. благоприятные для образования клатраты характеристики хозяина - объемная молекула (напр., гидрохинон, три-о-тимотид, или циклич. тример 2-гидрокси-6-метил-3-изопропилбензойной кислоты) и направленные связи при малых координац. числах атомов. их образующих, например в каркасах из тетраэдрич. группировок (вода, SiO2, Ge). Поскольку длины связей Si—О—Si и О—Н—О приблизительно одинаковы, гости в клатратном гидрате и клатраты на основе SiO2 (клатрасил) м. б. одни и те же. Напр., известен клатратный гидрат и клатрасил метана кубич. сингонии (а = 1,2 нм). Однако эти соед. имеют разл. термич. устойчивость. клатраты аналогичных структур образуют Ge и Si со щелочными металлами. Известны клатраты на основе комплексных соед., например соед. Шеффера

[Cd(4-CH3C3H4N)4(NCS)2].0,67(4-CH3C5H4N).0,33H2O,

где 4-метилпиридин - одновременно и лиганд. и гость. Способность гостя к клатратообразованию в осн. определяется размером и формой его молекул, а не их хим. природой. Гостями м. б. как молекулы, так и ионы. Напр., в клатратном гидрате (изо-C5H11)4NF.38H2O гость-катион, а хозяин - каркас, построенный из молекул воды и анионов F-. В гидрате HPF6.6H2O гость - анион PF-6. Если каркас хозяина имеет полости разного типа, то возможно включение двух или несклатраты типов гостей одновременно. Частичное или полное заполнение полостей гостями подходящего размера приводит к дополнит. стабилизации клатратного каркаса. Напр., т. пл. клатратного гидрата ТГФ.17Н2О 5.1 °С, а двойного гидрата ТГФ.Н2S.17Н2О 21.3 oС. Возможны и более сложные виды клатратообразования, когда молекулярные клатраты, сами являясь гостями, заполняют полости или слои в решетке др. хозяина. Образование клатраты может быть использовано при синтезе стереорегулярных полимеров (полимеризация в каналах клатраты), в хроматографии, для хранения газов и высокотоксичных веществ, защиты легкоокисляющихся на воздухе соед., опреснения морской воды, разделения соед., близких по свойствам, но отличающихся геометрией молекул (включая оптич. изомеры), и др. Так, нормальные углеводороды, спирты, карбоновые кислоты, образующие клатраты с мочевиной (диаметр каналов ~0,5 нм), м. б. отделены от их разветвленных изомеров, диаметры молекул которых превышают ~0,5 нм. Термин "клатрат" ввел Г. Пауэлл в 1948, термин "соединение включения" - В. Шленк в 1949. Лит.: Хаган М., Клатратные соединения включения, пер. с англ., М., 1966; Пауэлл Г. М., в кн.: Нестехиометрические соединения, пер. с англ., М., 1971, с. 398-450; Inclusion compounds, v. 1 3, ed. by J. L. Atwood, L., 1984. См. также лит. при ст. Газовые гидраты. клатраты А. Удачин.




выберите первую букву в названии статьи: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXVII
Контактная информация