Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ИЗ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 17 (всего у книги 25 страниц)
Изоляционно-пропускной пункт
Изоляцио'нно-пропускно'й пункт, учреждение, предназначенное для медико-санитарного и противоэпидемического обеспечения организованных групп гражданского населения и воинских контингентов. Создаются на железнодорожных станциях, в портах. И.-п. п. состоит из помещения для приёма больных, санитарного пропускника с дезинфекционными камерами, прачечного отделения, изолятора для инфекционных больных и лиц, подозрительных на инфекционные заболевания, лаборатории, аптеки, кухни и подсобных помещений. Территория И.-п. п. должна быть изолированной от жилых домов, производственных предприятий и служебных помещений, иметь подъездные пути (железнодорожные, шоссе, грунтовые дороги), водоснабжение, канализацию, освещение. Задачами И.-п. п. являются выявление больных и лиц, подозрительных на инфекционные заболевания, санитарная обработка людских контингентов, дезинфекция и дезинсекция белья, одежды и пр., дезинфекция, дезинсекция и дератизация транспорта, оказание лечебной помощи больным, выявление лиц, находившихся в контакте с больными, и установление за ними медицинского наблюдения, организация иммунизации и других мер экстренной профилактики.
Изоляция (биол.)
Изоля'ция (от франц. isolation – отделение, разобщение) (биологическая), ограничение или нарушение свободного скрещивания индивидов и перемешивания (панмиксия ) разных форм организмов; один из элементарных факторов эволюции. Ч. Дарвин на примере островных фаун и флор показал роль И. в возникновении, расширении и углублении различий между близкими формами живых организмов. Если какая-либо, чаще периферическая, часть исходной популяции изолируется какими-либо географическими преградами, то со временем эта часть популяции может превратиться в самостоятельный вид. Такой географический (аллопатрический; см. Аллопатрия ) способ видообразования , по мнению многих биологов, – единственный или, во всяком случае, главный путь видообразования. В макроэволюционном плане (см. Макроэволюция ) И. обусловливается нескрещиваемостью разных видов, т. е. преимущественно носит характер репродуктивной И. В микроэволюционном плане (см. Микроэволюция ), т. е. на внутривидовом уровне, различают 2 основные группы И.: территориально-механическую, к которой относятся все случаи возникновения преград между разными частями населения или разными популяциями (например, водные барьеры для сухопутных и суша для водных организмов, горы для долинных и долины для горных видов и др.), и биологическую, которая подразделяется на 3 подгруппы: а) экологическая И. – индивиды двух или большего числа биотипов редко или совсем не встречаются в течение репродукционного периода: б) морфо-физиологическая И. – копуляция затруднена или невозможна по морфологическим или этологическим (поведенческим) причинам; в) собственно генетическая И., обусловленная неполноценностью (снижение жизнеспособности, плодовитости или полная стерильность) гибридов, полученных в результате соответствующих скрещиваний. Все виды И. могут оказывать на популяции различное давление, так как любая форма И. может быть количественно выражена в разной степени. Территориально-механическая И. (на больших территориях – географическая) приводит к аллопатрическому формообразованию и при достаточно длительном действии обычно вызывает появление какой-либо формы биологической И. Случаи первичного возникновения биологической И. могут повести к симпатрическому формообразованию (см. Симпатрия ).
Лит.: Дарвин Ч., Происхождение видов путём естественного отбора, Соч., т. 3, М. – Л., 1939: Гептнер В. Г., Общая зоогеография, М., 1936; Эрлих П. и Холм Р., Процесс эволюции, пер. с англ., М., 1966; Шмальгаузен И. И., Факторы эволюции, 2 изд., М., 1968; Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А. В., Краткий очерк теории эволюции, М., 1969; Шмальгаузен И. И., Проблемы дарвинизма, 2 изд., Л., 1969.
В. Г. Гептнер, Н. В. Тимофеев-Ресовский.
Изоляция (больных)
Изоля'ция больных, противоэпидемическое мероприятие, состоящее в разобщении с окружающими людьми инфекционных больных и подозрительных на инфекционные заболевание с целью предупреждения дальнейшего распространения болезни. И. больных может быть проведена в стационарных лечебных учреждениях (госпитализация ) или на дому. В СССР предусмотрена обязательная Госпитализация лиц, у которых заподозрены или диагностированы чума, холера, оспа, сыпной, возвратный, брюшной тифы, паратифы, дизентерия, вирусный гепатит, дифтерия и др. Госпитализация осуществляется специальным санитарным транспортом. Больные гриппом, корью, коклюшем и некоторыми другими инфекционными болезнями при наличии отдельной комнаты, обеспечении квалифицированным уходом и текущей дезинфекцией могут быть изолированы на дому. В санаториях, домах отдыха, детских оздоровительных учреждениях, детских садах и яслях, а также в неинфекционных (терапевтическое, хирургическое, педиатрическое и др.) отделениях больниц для И. больных оборудуется специальное помещение – изолятор . Лица, контактировавшие с больными особо опасными инфекциями (чума, холера, оспа), также подлежат И. на срок, равный инкубационному периоду. При других инфекционных болезнях применяется частичная И. больных, осуществляемая на разные сроки (см. таблицу).
Сроки изоляции больных с наиболее распространёнными инфекционными болезнями
| Название болезни | Сроки изоляции больных |
| Брюшной тиф, паратифы | Для лечившихся антибиотиками – до 23 суток после установления нормальной температуры. Работники пищевой промышленности, водоснабжения, общественного питания, детских учреждений, больниц допускаются к работе через 30 суток после выписки из лечебного учреждения при трёхкратном отрицательном результате бактериологического исследования мочи, кала и однократном – содержимого двенадцатиперстной кишки |
| Дизентерия бактериальная | До клинического выздоровления и трёхкратного (с промежутками 1—2 суток) отрицательного бактериологического исследования кала. Работников водоснабжения, пищевой промышленности, общественного питания, больниц и детских учреждений выписывают после трёхкратного отрицательного результата бактериологического исследования кала и ректороманоскопии |
| Вирусный гепатит | До клинического выздоровления, но не менее 21 суток от появления желтухи или 30 суток от начала болезни |
| Полиомиелит | 40 суток |
| Сыпной тиф | 12 суток после падения температуры |
| Туляремия | До выздоровления |
| Дифтерия | До выздоровления, после двухкратного отрицательного результата бактериологического исследования отделяемого зева и носа (с 3-суточным интервалом) |
| Корь | До 5 суток с момента появления сыпи |
| Коклюш | До 40 суток от начала заболевания или 30 суток после появления судорожного кашля |
| Скарлатина | До 21 суток от начала заболевания (при отсутствии осложнений – до 15 суток) |
| Ветряная оспа | До 7 суток с момента появления сыпи |
| Эпидемический паротит (свинка) | До 9 суток от начала заболевания |
О. Г. Фролова.
И. больных животных осуществляется с целью профилактики, борьбы и ликвидации заразных болезней. Изолируют животных больных, подозрительных по заболеванию, в отдельных случаях – подозреваемых в заражении. Важна своевременность И. больных животных. Подлежащих И. животных переводят в специально оборудованное помещение – изолятор . И. явно больных может быть групповой, а подозрительных по заболеванию – только индивидуальной. Строгость И. зависит от степени заразительности болезни. Обязательно изолируют животных, больных ящуром, сибирской язвой и некоторыми другими болезнями.
Изоляция электрическая
Изоля'ция электри'ческая, предназначена для предотвращения образования электрического контакта между частями электротехнической установки, находящимися под различными электрическими потенциалами. И. э. характеризуется электрической прочностью, объёмным и поверхностным электрическими сопротивлениями, диэлектрическими потерями, короностойкостью, нагрево– и морозостойкостью, механической прочностью и др. (см. Электроизоляционные материалы ). Выбор диэлектриков для И. э. зависит от условий её эксплуатации. Например, для изоляции электрических машин (генераторов, двигателей) определяющее значение имеет нагревостойкость; в этом случае И. э. чаще всего изготавливают из слюды . Для изоляции воздушных линий электропередачи особенно важны влагостойкость и механическая прочность, наиболее подходящие материалы – фарфор и стекло . В радиотехнических устройствах И. э. выполняется обычно из материалов, обладающих минимальными диэлектрическими потерями и максимальным объёмным и поверхностным электрическими сопротивлениями. В трансформаторах, электрических конденсаторах и кабелях применяют комбинированную И. э., состоящую из минерального масла и пропитанной им целлюлозы (бумаги, электрокартона, прессшпана).
Габариты изоляционной конструкции (см. Изолятор ) определяются рабочим напряжением установки и длительной прочностью И. э. при заданном сроке службы. Если на установке могут возникать перенапряжения (кратковременные повышения напряжения), то конструкция и габариты И. э. определяются также амплитудой возможных перенапряжений и кратковременной электрической прочностью.
Лит.: Богородицкий Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М., Электротехнические материалы, 4 изд., М. – Л., 1961: Козырев Н. А., Изоляция электрических машин и методы ее испытаний. М. – Л., 1962; Артемьев Д. Е., Тиходеев Н. Н., Щур С. С., Координация изоляции линий электропередачи, М. – Л., 1966; Сапожников А. В., Уровни изоляции электрооборудования высокого напряжения, М., 1969.
Д. В. Разевиг.
Изомеразы
Изомера'зы, класс ферментов, катализирующих внутримолекулярные перемещения различных групп, в том числе и реакции взаимного превращения различных изомеров. И., катализирующие взаимопревращения стереоизомеров, называются рацемазами или эпимеразами в зависимости от числа центров асимметрии в молекуле субстрата (см. Изомерия ). К И. относятся также цис-транс - изомеразы, внутримолекулярные оксидоредуктазы , внутримолекулярные трансферазы , внутримолекулярные лиазы . Иногда ферменты, катализирующие перенос каких-либо групп от одного участка молекулы к другому, называются мутазами.
Изомеризация
Изомериза'ция, превращение какого-либо химического соединения в его изомер . При И. могут изменяться углеродный скелет молекулы, характер функциональных групп и их положение, может происходить сужение или расширение цикла и т. д. Так, насыщенные углеводороды нормального строения при действии хлористого алюминия (AlCl3 ) превращаются в углеводороды изостроения (например, бутан – в изобутан):
СН3 СН2 СН2 СН3 ® (CH3 )2 CH – CH3
Эти превращения происходят при переработке нефти (процессы – крекинг, пиролиз, риформинг) и приводят, в частности, к получению бензинов с высоким октановым числом . Циклогексаноноксим под действием кислот изомеризуется в капролактам – исходный продукт для получения синтетического волокна капрон (см. Полиамидные волокна ):
Эта И. – частный случай бекмановской перегруппировки. Среди других практически важных процессов И. – превращение окиси этилена в ацетальдегид, изомеризация о- и м -ксилолов в n -кcилол, окислением которого получают терефталевую кислоту , превращение гидразобензола в бензидин и др. Понятие изомеризации включает также взаимные превращения геометрических изомеров, например малеиновой (I) и фумаровой (II) кислот:
и многочисленные случаи рацемизации оптически деятельных веществ (см. Стереохимия ).
Б. Л. Дяткин.
Изомерия
Изомери'я (от изо... и греч. méros – доля, часть) химических соединений, явление, заключающееся в существовании веществ, одинаковых по составу и молекулярной массе, но различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и вследствие этого по физическим и химическим свойствам. Такие вещества называются изомерами.
И. открыта в 1823 Ю. Либихом , показавшим, что серебряная соль гремучей кислоты Ag – О – N = C и изоцианат серебра Ag – N = C = O имеют один и тот же состав, но совершенно разные свойства. Термин «И.» предложен в 1830 И. Берцелиусом . Особенно распространена И. среди органических соединений. Явление изомерии было успешно объяснено теорией химического строения, разработанной в 60-х гг. 19 в. А. М. Бутлеровым .
Различают два основных вида И.: структурную и пространственную (стереоизомерию). Структурные изомеры отличаются друг от друга порядком связей между атомами в молекуле; стереоизомеры – расположением атомов в пространстве при одинаковом порядке связей между ними.
Структурная И. подразделяется на несколько разновидностей. И. скелета обусловлена различным порядком связи между атомами углерода, образующими скелет молекулы. Так, может существовать только один нециклический насыщенный углеводород с тремя атомами С – пропан (I). Углеводородов такого же типа с четырьмя атомами С может быть уже два: н -бутан (II) и изобутан (III), а с пятью атомами С – три: н -пентан (IV), изопентан (V) и неопентан (VI):
Для углеводорода C20 H42 возможно уже 366 319 изомеров.
И. положения обусловлена различным положением какой-либо реакционноспособной группы (функциональной группы, заместителя) при одинаковом углеродном скелете молекул. Так, пропану соответствуют два изомерных спирта: н -пропиловый (VII) и изопропиловый (VIII):
Важную роль играет И. положения у соединений ароматического ряда, так как положение заместителей в бензольном ядре – один из главных факторов, определяющих реакционную способность вещества. Например, о -динитробензол (IX) и n -динитробензол (X) легко реагируют с аммиаком, тогда как м -динитробензол (XI) в реакцию с NH3 не вступает.
В ряду алифатических простых эфиров, сульфидов и аминов существует специальный вид И. – метамерия, обусловленная различным положением гетероатома в углеродной цепи. Метамерами являются, например, метилпропиловый (XII) и диэтиловый (XIII) эфиры:
Термин «метамерия» применяется всё реже.
И. непредельных соединений может быть вызвана различным положением кратной связи, как, например, в бутене-1 (XIV) и бутене-2 (XV), в винилуксусной (XVI) и кротоновой (XVII) кислотах:
В большинстве случаев структурные изомеры сочетают признаки И. скелета и И. положения, содержат различные функциональные группы и принадлежат к разным классам веществ, вследствие чего они отличаются друг от друга значительно больше, чем рассмотренные выше изомеры веществ одного и того же типа. Например, изомерами являются пропилен (XVIII) и циклопропан (XIX), окись этилена (XX) и ацетальдегид (XXI), ацетон (XXII) и пропионовый альдегид (XXIII), диметиловый эфир (XXIV) и этиловый спирт (XXV), аллен (XXVI) и метилацетилен (XXVII):
Особым видом структурной И. является таутомерия (равновесная динамическая И.) – существование вещества в двух или более изомерных формах, легко переходящих друг в друга. Так, ацетоуксусный эфир существует в виде равновесной смеси кетонной (XXVIII) и енольной (XXIX) форм:
Пространственная И. подразделяется на два вида: геометрическую И. (или цис-транс -И.) и оптическую И. Геометрическая И. свойственна соединениям, содержащим двойные связи (С = С, C = N и др.), и неароматическим циклическим соединениям; она обусловлена невозможностью свободного вращения атомов вокруг двойной связи или в цикле. В этих случаях заместители могут быть расположены либо по одну сторону плоскости двойной связи или цикла (цис - положение), либо по разные стороны (транс - положение). Понятия «цис» и «транс» обычно относят к паре одинаковых заместителей, а если все заместители разные, то условно к одной из пар. Примерами геометрических изомеров могут служить две формы этилен-1,2-дикарбоновой кислоты – цис -форма, или малеиновая кислота (XXX), и транс - форма, или фумаровая кислота (XXXI), а также цис - и транс - формы циклопропан-1,2-дикарбоновой кислоты (соответственно XXXII и XXXIII):
Для обозначения изомерных соединений, содержащих связи C = N или N = N, часто вместо цис и транс применяют термины соответственно син и анти . Так, в молекуле син-бензальдоксима (XXXIV) атом водорода при углероде и гидроксильная группа при азоте расположены по одну сторону плоскости, проходящей через C = N-cвязь, а в молекуле анти - бензальдоксима (XXXV) – по разные стороны этой плоскости:
Геометрические изомеры обычно существенно различаются по физическим свойствам (температурам кипения и плавления, растворимости, дипольным моментам, термодинамической устойчивости и др.). В таблице приведены некоторые свойства геометрических изомеров – малеиновой и фумаровой кислот.
Некоторые физические свойства малеиновой и фумаровой кислот
| Свойства | Малеиновая кислота (цис-форма) | Фумаровая кислота (транс-форма) |
| Температура плавления, °С | 130 | 286 |
| Растворимость в 100 г воды при 20 °С, г | 78,8 | 0,7 |
| Константа диссоциации при 25°С(К1 ) | 1,17·10-2 | 9,3·10-4 |
| Теплота сгорания, кдж/моль (ккал/моль ) | 1,35(326) | 1,34(320) |
Для непредельных соединений возможны переходы цис - формы в транс - форму и обратно; так, под воздействием небольших количеств йода, галогеноводородов или других реагентов менее устойчивая, лабильная, форма переходит в более стабильную, тогда как облучение ультрафиолетовым светом способствует обратному превращению. Геометрические изомеры различаются и некоторыми химическими свойствами. Так, малеиновая кислота, у которой карбоксильные группы пространственно сближены, легко образует малеиновый ангидрид
тогда как фумаровая кислота ангидрида не даёт.
Оптическая И. свойственна молекулам органических веществ, не имеющим плоскости симметрии (плоскости, разделяющей молекулу на две зеркально тождественные половины) и не совмещающимся со своим зеркальным отображением (т. е. с молекулой, соответствующей этому зеркальному отображению). Такие асимметричные молекулы обладают оптической активностью – способностью к вращению плоскости поляризации света при прохождении поляризованного луча через кристалл, расплав или раствор вещества.
Оптической активностью обладают кристаллы некоторых неорганических веществ, например кварца, однако оптическая активность в этом случае обусловлена асимметрией кристаллической решётки и исчезает при переходе вещества в другие агрегатные состояния. Оптическая И. органических веществ зависит только от строения молекул и с агрегатным состоянием не связана. Голландский химик. Я. Вант-Гофф впервые предложил (1874) объяснение оптической активности на основе тетраэдрической модели атома углерода.
Чаще всего оптическая активность обусловлена наличием в молекуле асимметричного атома углерода, т. е. атома углерода, связанного с четырьмя различными заместителями. Примером может служить молочная кислота: CH3 C* H(OH)COOH (асимметрический атом углерода отмечен звёздочкой). Согласно тетраэдрической модели атома углерода, заместители располагаются в углах правильного тетраэдра, в центре которого находится атом углерода:
Как видно из приведённых формул, молекула молочной кислоты ни при каком перемещении в пространстве не может совпасть со своим зеркальным отображением. Эти две формы кислоты относятся друг к другу, как правая рука к левой, и называются оптическими антиподами (энантиомерами).
Все химические свойства оптических антиподов идентичны; одинаковы и их физические свойства, за исключением оптической активности: одна форма вращает плоскость поляризации света влево [l -или (—)-форма], другая – на тот же по величине угол вправо [d -или (+)-форма]. Ясно, что две формы одного и того же вещества с противоположными знаками вращения имеют зеркально-противоположные конфигурации . Одинаковый знак вращения разных веществ не служит доказательством сходства их конфигураций, а вещества с противоположным знаком вращения могут иметь одинаковые конфигурации, как, например, левовращающая молочная кислота и её правовращающие эфиры.
Для обозначения генетической связи веществ применяют знаки L и D , показывающие конфигурационное родство определённого оптически активного вещества с L- или D -глицериновым альдегидом или соответственно с L -или D-глюкозой. Левовращающая молочная кислота оказывается принадлежащей к D -pяду и обозначается как D- (—)-молочная кислота, правовращающая – к L -pяду и обозначается как L- (+)-moлочная кислота.
Смесь равных количеств оптических антиподов ведёт себя как индивидуальное химическое соединение, лишённое оптической активности и сильно отличающееся по физическим свойствам от каждого из антиподов. Такое вещество называется рацемическим соединением, или рацематом [d, l- или (±)-форма]. При всех химических превращениях, при которых образуются новые асимметричные атомы углерода, всегда получаются рацематы, так как вероятности образования правовращающей и левовращающей форм равны.
В случае соединений типа abcC’ – C’’def, содержащих два асимметричных центра, возможны следующие четыре изомера соответственно конфигурации асимметричных атомов C’ и С’’: левый – левый (I), левый – правый (II), правый – правый (III) и правый – левый (IV):
| I | II | III | IV |
| —A | —A | +A | +A |
| —B | +B | +B | —B |
(А и В обозначают соответственно атомы C’ и С’’).
Формы I и III, II и IV – оптические антиподы. Формы I и II, I и IV, II и III не являются антиподами, так как конфигурации одного асимметричного центра у них противоположны, а другого совпадают. Такие оптические изомеры называются диастереоизомерами, или диастереомерами . Диастереомеры резко различаются по всем важнейшим физическим свойствам. Если же заместители при двух асимметричных центрах одинаковы, т. е. в случае соединений типа abc – C’ – С’’ – abc [например, винные кислоты НООСС* Н(ОН)C* H(ОН)СООН], формы II и IV совпадут и дадут оптически недеятельную форму (мезо -форму), так как оптическая активность одного центра (C’) компенсируется равной по величине и противоположной по знаку активностью другого центра (С’’).
Рацемические соединения могут быть расщеплены на оптические антиподы. Для этого обычно используют реакции с оптически активными веществами.
Оптическая И. играет важнейшую роль в биологических процессах. Оптически активными являются природные аминокислоты, углеводы, алкалоиды и др.
Оптическая И. циклических соединений тесно связана с геометрической И.; так, транс - форма дизамещённого циклического соединения (например, XXXIII) не совпадает со своим зеркальным отображением.
Химическими методами можно определить относительную конфигурацию вещества, т. е. принадлежность его к D- или L -ряду. Вопрос же об абсолютной конфигурации, т. е. о действительном расположении заместителей в пространстве вокруг асимметричного центра, решается физическими методами – на основании данных дисперсии оптического вращения и рентгеноструктурного анализа. Оптическая И. может быть обусловлена не только наличием асимметричных атомов, но и асимметрией молекулы в целом, как, например, у замещенных алленов и спиранов:
У производных дифенила, имеющих объёмистые заместители в орто-положении, возможно существование оптических изомеров вследствие затруднённости вращения бензольных колец:
Данный вид оптической изомерии называется атропоизомерией (по существу, это частный случай поворотной И.).
Поворотная И. обусловлена ограниченным вращением в молекуле атомов или групп атомов вокруг углерод-углеродной (или любой другой) простой связи. Геометрические формы, которые принимает при этом молекула, называются конформациями, а соответствующие структуры – конформерами (конформационными, вращательными, или поворотными изомерами). Существование предпочтительных конформаций связано с взаимодействием валентно не связанных между собой атомов и групп атомов. Теоретически молекула может принимать бесчисленное множество конформаций, однако реализуются обычно немногие, выгодные энергетически. Например, из всех возможных конформаций этана энергетически наиболее выгодна заторможенная конформация (а ), наименее – заслонённая (б ):
(заторможенная конформация обладает минимальной энергией, заслонённая – максимальной; у большинства соединений устойчивыми формами являются заторможенные конформации). Разность энергий между конформациями а и б составляет 11,7 кдж/моль (2,8 ккал/моль ); это энергетический барьер вращения вокруг связи С—С в этане, т. е. энергия, необходимая для перехода из одной устойчивой (заторможенной) конформации в другую. При вращении групп CH3 на 360° друг относительно друга молекула этана трижды принимает каждую из указанных конформации. В этане все три устойчивые конформации идентичны. Для замещенных этанов, например для 1,2-дихлорэтана, они уже не все равноценны (возможны две заторможенные конформации и одна заслонённая). Так, трансоидная конформация (в ) выгоднее скошенной, или гош-конформации (г ), на 5,02 кдж/моль (1,2 ккал/моль ), разность же между энергиями трансоидной (в ) и заслонённой (д ) конформации составляет 20,93 кдж/моль (5 ккал/моль ):
За исключением рассмотренного выше случая атропоизомерии, энергетические барьеры конформационных переходов недостаточно велики, чтобы поворотные изомеры можно было выделить, однако их можно наблюдать, например, методами инфракрасной спектроскопии и особенно ядерного магнитного резонанса (часто только при пониженной температуре). Исследование конформационных состояний имеет большое значение при изучении физико-химических свойств веществ и их реакционной способности. См. Конформационный анализ .
Лит.: Илиел Э., Стереохимия соединений углерода, пер. с англ., М., 1965; Терентьев А. П., Потапов В. М., Основы стереохимии, М.—Л., 1964.
Б. Л. Дяткин.
