Математическое выражение количеств связи в химических соединениях

THE MATHEMATICAL EXPRESSION OF THE QUANTITIES OF COMMUNICATION IN CHEMICAL COMPOUNDS

Abbasov Ziyafat Sabir

Lecturer, teacher, School No. 3 of the Binagadi district of Baku, Azerbaijan, Baku

Аннотация. В статье впервые решена проблема математического вычисления количества общего, сигма (σ) и пи (π) связей в химических соединениях.

Abstract. In the article, it is firstly solved the problem of mathematical calculating of the amount of the total, sigma (σ) and pi (π) related in chemical compounds.

Ключевые слова: число химических связей; графическая формула; валентность элементов; энтальпии.

Keywords: the number of chemical bonds; graphic formula; valence of elements; enthalpy.

Химические связи соединяют, связывают между собой атомы, образующие химические соединения, устанавливают пространственное строение молекул с образованием валентных углов. Вид, энергия, устойчивость, продолжительность насыщенность и т.д. являются одним из основных понятий химии [1, 2].

Количество химических связей имеет исключительное значение в вычислении теплового эффекта, теплового горения и образования, энтальпии и др.

Известно, что вычисление количество связей в химических соединениях проводится посредством графических формул. Написание графических формул простых химических соединений происходит легче, тогда как составление графических формул сложных химических соединений создает определенные трудности и требует значительного времени.

Проведенные мною в данном направлении исследования дали положительные результаты. Так, во всех неорганических и органических соединениях стало возможным вычислить количества общих, сигма (σ) и пи (π) связей математическим методом, без использования графических формул [3]. Для этого нужно использовать впервые предложенную и приведенную ниже формулу:

                                                                                                  (1)

Здесь, А_(общ) общее количество связей в химическом соединении, а₁, а₂ – количество атомов различных элементов в соединении, e₁, e₂ – соответствующая валентность данных элементов.

Рассмотрим вычисление общего количества химических связей в неорганических соединениях Fe₂(SO₄)₃ и H₄P₂O₇. Известно, что в соединении Fe₂(SO₄)₃ железо III, сера VI, кислород II валентный.

Написав графическую формулу вещества, вычислив общее количество связей, получим одинаковый результат.

В молекуле дифосфатной кислоты ясно видно равенство общего количество связей 14-и в графической формуле.

Вычисление количеств химических связей в молекулах органических веществ посредством впервые предложенной формулы, без использования графических формул, гарантирует получение точных результатов.

Получение одинаковых результатов в графических формулах, то есть наличие 54 химических связей в линольной кислоте и 172 в молекуле масла свидетельствует о большом значении предложенной формулы.

Вычисление количества сигма (σ) связей в химических соединениях

Вычисление количества сигма (σ) связей в химических соединениях, также как и общее количество связей, проводится посредством графических формул. Как было указано выше, составление графических формул некоторых сложных веществ создает определенные сложности. Примером к ним можно привести фуллереновые молекулы сферической, трубчатой формы. Исследования, проведенные мною в этом направлении, завершились положительно. Так, стало возможным вычисление количества сигма (σ) связей в химических соединениях математическим методом посредством впервые предложенной формулы, без использования графических формул [4]. Для этого нужно использовать впервые предложенную и приведенную ниже формулу.

                                                                                                       (2)

Здесь, А(σ) – количество сигма (σ) связей, N_(общ) – общее количество атомов в соединениях, S – количество циклических групп.

Известно, что для вычисления количеств сигма (σ) связей в некоторых классах органических соединений имеется формула, присущая каждому классу. Однако эти формулы не охватывают все органические соединения. Следует отметить и то, что невозможно посредством одной формулы вычислить количество сигма (σ) связей в ароматических соединениях, входящих в одинаковый класс, но имеющих различное количеств бензоловых ядер. При изменении количеств бензоловых ядер необходимо изменять формулы для вычисления количества сигма (σ) связей. Примером к этому можно привести бензол, нафталин, антрацен и т.д.

Однако посредством одной формулы можно с точностью вычислить количество сигма (σ) связей во всех неорганических и органических соединениях.

Рассмотрим вычисление количеств сигма (σ) связей в молекулах бензола (С₆Н₆), нафталина (С₁₀Н₈), антрацена (С₁₄Н₁₀) и индантрена (С₂₈Н₁₄О₂N₂). В молекулах бензола, нафталина, антрацена и индантрена имеется соответственно одна, две, три, семь циклических групп.

Вычислив количество сигма (σ) связей графических формул веществ, получим одинаковый результат.

         бензол                            нафталин                                 антрацен             

индантрен

Математическое выражение количеств пи (π) связей в химических соединениях

Найдя разницу предложенных формул для вычисления количеств общих и сигма (σ) связей в химических соединениях, можно вычислить количество пи (π) связей.

N_(общ)=а₁ + а₂ + …+a_n

                                                                                      (3)

Рассмотрим вычисление количеств пи (π) связей в молекуле жидкого масла.

Написав графическую формулу, можно заметить, что количество пи (π) связей равно 9-ти.

Таким образом, посредством впервые предложенных формул 1-3 можно с точностью вычислить количества общих, сигма (σ) и пи (π) связей математическим методом, без использования графических формул.

Сведения о порядке вычисления химических связей в комплексных соединениях, вычислении количеств граней в фуллереновых или других молекулах будут представлены в следующих выпусках.