Кандидат химических наук О. МИХАЙЛОВ.
Среди огромного разнообразия молекулярных структур выделяется интересная группа соединений, в которых при некоторой доле фантазии можно усмотреть нечто вроде ореха, зажатого между зубьями клещей или щипцов. В таких структурах роль клещей играет какая-либо молекула органического соединения (хотя, как будет видно в дальнейшем, далеко не всякая), а в роли орехов выступают атомы или ионы металлов (чаще всего из когорты переходных элементов). Указанные соединения принадлежат к числу координационных, или комплексных (см. «Наука и жизнь» № 1 за 1979 г.).
Одно из простейших органических соединений, способных выполнять функции подобных клещей, — этилендиамин NH>2 - СН>2 - СН>2 - NH>2. Если водный раствор этого соединения, не обладающий никакой окраской, прилить к раствору сернокислой меди CuSO>4, то есть медного купороса, имеющего, как известно, голубой цвет, то смесь сразу же становится сине-фиолетовой. Происходит это оттого, что в растворе образуется соединение, в котором на один атом меди приходится две молекулы этилендиамина.
Читатель, наверное, сразу же обратил внимание на то, что связи между атомом меди и молекулами этилендиамина, цепляющимися за металл посредством атомов азота, выглядят не совсем обычно и обозначены стрелочками, а не отрезками прямых линий. Это сделано неспроста, связь металл — азот в данном случае несколько отличается от связи, образованной, скажем, атомами азота и углерода. Но это различие состоит лишь в способе образования связи. Что же это за способ?
Дело в том, что атомы азота в молекуле этилендиамина имеют свободную пару электронов, непосредственно не участвующую в образовании химической связи с атомами углерода и водорода. Такая пара электронов у химиков носит название неподеленной. При образовании обычной валентной связи каждый из партнеров поставляет в совместное пользование по одному электрону, так что связь образуется обобществленной электронной парой. Однако такой путь формирования химической связи отнюдь не единственный. Во многих случаях при возникновении химической связи один из партнеров вносит на общий пай два электрона, а второй лишь принимает один из них на свои вакантные электронные оболочки. Однако и здесь, как нетрудно отметить, связь образуется за счет обобществления двух электронов, так что она совершенно равноценна валентной связи. Однако химики все же считают нужным подчеркивать различие в способах образования связи и обозначают связь, возникшую вторым из разобранных здесь способов, стрелкой. Причем стрелка направляется в сторону того атома, который принимает электроны; такой атом носит название