Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (СО)"

Сопряжение связей

Сопряже'ние свя'зей, один из важнейших видов внутримолекулярного взаимного влияния атомов и связей в органических соединениях; обусловлено взаимодействием электронных систем атомов (прежде всего валентных электронов, см. Валентность). Главный признак сопряжения – распределение по всей сопряжённой системе электронной плотности, создаваемой р- и p-электронами. Такими системами являются: чередующиеся простая и кратные связи – двойные или тройные; см. Простая связь, Кратные связи (p,p-сопряжение, как, например, в бутадиене, I; здесь и далее жирными штрихами, а также точками выделена сопряжённая система); кратная связь и атом со свободной электронной парой (р, p-сопряжение, например в винилхлориде, II); крестная связь и способная к сопряжению простая связь (s, p-сопряжение, например в хлормеркурацетальдегиде, III); две способные к сопряжению простые связи (s, s-сопряжение, например в этанолмеркурхлориде, IV). Такая классификация сопряжённых систем предложена в начале 50-х гг. 20 в. А. Н. Несмеяновым.

Общая особенность всех сопряжённых систем – «растекание» электронной плотности р- и p-электронов (см. Сигма– и пи-связи) по всей сопряжённой системе – определяет их физические и химические свойства. Так, простые связи приобретают некоторую «двоесвязность», выражающуюся, в частности, в уменьшении их длины. Например, в бутадиене длина центральной С – С-связи 1,46  вместо обычной 1,54 . С. с. проявляется также, например, в УФ– и ИК-спектрах, дипольных моментах. Наиболее характерная химическая особенность сопряжённых систем – способность вступать в реакции не только с участием одной кратной связи, но и всей сопряжённой системы как единого целого. Примером может служить, например, присоединение к бутадиену хлористого водорода:

  Количество образующихся продуктов 1,2-и 1,4-присоединения зависит от природы сопряжённой системы, от реагента и условий реакции. Сопряжение снижает внутреннюю энергию молекул и, следовательно, делает их более устойчивыми: величина энергии сопряжения колеблется между несколькими единицами и десятками ккал/моль (например, для бутадиена 3,6 ккал/моль, для бензола 35 ккал/моль, 1 ккал/моль =4,19 кдж/моль).

  Истинное распределение электронной плотности в сопряжённых системах нельзя выразить простейшими структурными формулами. Их строение более точно передаётся наборами предельных структур (см. Мезомерия, Резонанса теория), формулами с пунктирными («полуторными») связями или с изогнутыми стрелками, указывающими направление сдвига электронов, например:

  Для проявления С. с. необходимо, чтобы участвующие в нём электронные системы находились в одной плоскости. Если структура молекулы не допускает этого, то говорят о пространственных препятствиях сопряжению. Так, у транс-стильбена (а), по данным УФ-спектров, обнаруживается более сильное сопряжение, чем у цис-стильбена (б), у которого бензольные ядра не могут разместиться в одной плоскости с двойной связью:

Сопряжённые гиперболы

Сопряжённые гипе'рболы, две гиперболы, которые в одной и той же системе прямоугольных координат при одних и тех же значениях а и b определяются уравнениями:

  и

  С. г. имеют общие асимптоты и общий основной прямоугольник (см. рис.).

Рис. к ст. Сопряжённые гиперболы.

Сопряжённые диаметры

Сопряжённые диа'метры линии второго порядка, два диаметра, каждый из которых делит пополам хорды этой кривой, параллельные другому. С. д. играют важную роль в общей теории линий второго порядка. При параллельном проектировании эллипса в окружность его С. д. проектируются в пару взаимно перпендикулярных диаметров окружности.

Сопряжённые дифференциальные уравнения

Сопряжённые дифференциа'льные уравне'ния, понятие теории дифференциальных уравнений. Уравнением, сопряжённым с дифференциальным уравнением

  , (1)

  называется уравнение

  , (2)

  Соотношение сопряженности взаимно. Для С. д. у. имеет место тождество

  ,

  где y (у, z) — билинейная форма относительно у, z и их производных до (n – 1)-го порядка включительно. Знание k интегралов сопряжённого уравнения позволяет понизить на k единиц порядок данного уравнения. Если

  y₁, у₂,... у_n (3)

– фундаментальная система решений уравнения (1), то фундаментальная система решений уравнения (2) даётся формулами

   ,

  где D – определитель Вроньского (см. Вронскиан) системы (3). Если для уравнения (1) заданы краевые условия, то существуют сопряжённые с ними краевые условия для уравнения (2) такие, что уравнения (1) и (2) с соответствующими краевыми условиями определяют сопряжённые дифференциальные операторы (см. Сопряжённые операторы). Понятие сопряженности обобщается также на системы дифференциальных уравнений и на уравнения с частными производными.

Сопряжённые операторы

Сопряжённые опера'торы, понятие операторов теории. Два ограниченных линейных оператора Т и Т* в гильбертовом пространстве называются сопряжёнными, если для всех векторов х и у из Н справедливо соотношение (Tx, у) =(х, Т*у). Например, если

,

то оператору

  сопряжён оператор

,

  где — функция, комплексно сопряжённая с К (х, у). Если оператор Т не ограничен и его область определения D_mвсюду плотна (см. Плотные и неплотные множества), то С. о. определяется на множестве тех векторов у, для которых можно найти такой вектор у*, что равенство (Tx, у) = (х, у*) справедливо для всех х Î D_m, при этом полагают Т*у = у*. Понятие сопряженности обобщается также на операторы в др. пространствах.

Сопряжённые реакции

Сопряжённые реа'кции, такие реакции химические, которые протекают только совместно и при наличии хотя бы одного общего реагента. Реакция (А + В ® продукты), индуцирующая (вызывающая) прохождение др. реакции, называется первичной, а индуцируемая ею, или сопряжённая ей (А + С ® продукты), –  вторичной. Реагент А, участвующий в обеих реакциях, называется актором, реагент В, взаимодействие которого с А индуцирует вторичную реакцию, – индуктором, а реагент С – акцептором. Индукторы в С. р., в отличие от катализаторов (в каталитических реакциях), расходуются.

  Примером С. р. может служить совместное окисление окиси углерода и водорода: 2H₂ + O₂ = 2H₂O и 2CO + О₂ = 2CO₂. Вторая реакция в отсутствие водорода не идёт до очень высоких температур, при добавлении же в систему H₂ она становится легко осуществимой. В качестве количественной характеристики для С. р. используют фактор индукции I, равный отношению количеств прореагировавших акцептора и индуктора, выраженных в молях (грамм-молекулах) или грамм-эквивалентах; в данном примере .

  Основные черты механизма и кинетических особенностей С. р. были установлены при исследовании окислительных реакций в растворах Н. А. Шиловым. В основе явления сопряжения реакций, или химической индукции, лежит образование промежуточных веществ, возникающих при первичной реакции и осуществляющих перенос индуктивного влияния первичной реакции на вторичную. Как правило, С. р. относятся к цепным реакциям — вслед за образованием под действием индуктора первичного радикала развивается цепь превращений молекул акцептора уже без участия молекул индуктора. Во многих случаях С. р. близки к автокаталитическим реакциям (см. Автокатализ).

  Лит. см. при ст. Кинетика химическая.

Сопряжённые точки

Сопряжённые то'чки в оптике, пары точек, в каждой из которых одна является по отношению к оптической системе объектом, вторая – его изображением; при этом согласно обратимости теоремеобъект и изображение могут взаимно меняться местами. Понятие С. т. вполне строго применимо лишь к идеальным (безаберрационным) оптическим системам в их параксиальных областях (см. Параксиальный пучок лучей). Для реальных систем оно представляет собой широко используемое приближение.

Сопряжённые функции

Сопряжённые фу'нкции, функции u (х, у), u(x, у) двух переменных х и у, связанные в некоторой области D условиями Коши – Римана (см. Коши—Римана уравнения);

 

;

.

  При определённых условиях, например при непрерывности частных производных первого порядка, С. ф. u и u являются соответственно действительной и мнимой частью некоторой аналитической функции f (x +iy). Они удовлетворяют в области D уравнению Лапласа

 

,

  т. е. являются гармоническими функциями. Заданием функции, гармонической в односвязной области D [напр., u (х, у)] однозначно (с точностью до постоянного слагаемого) определяется сопряжённая с ней гармоническая функция u(x, у), а тем самым и аналитическая функция f (x + iy). Например, если

 

  [j = arg (х + iy)]

  — гармоническая функция в некотором круге , то С. ф.

 

  и

Значения С. ф. на круге r = 1 являются периодическими функциями аргумента j. Они раскладываются в тригонометрические ряды вида

  называемые сопряжёнными тригонометрическими рядами.

Сопряжённые числа

Сопряжённые чи'сла,комплексные числа вида z = a + bi и , где i = . С. ч. являются корнями квадратного уравнения

z² – 2az +a² + b² = 0,

с действительными коэффициентами. Сумма и произведение С. ч. действительны. При замене каждого слагаемого (соответственно сомножителя) сопряжённым с ним числом получается число, сопряжённое с суммой (соответственно с произведением), т. е. ; . Если z является корнем многочлена с действительными коэффициентами, то и сопряжённое с ним число является корнем того же многочлена и имеет ту же кратность, что и z.

Сопутан

Сопута'н (Soputan), вулкан в Индонезии, близ северо-восточной оконечности о. Сулавеси (на полуострове Минахаса). Высота 1661 м. Представляет собой конус с относительной высотой 580 м, расположенный на более древнем вулканическом фундаменте. С 1780 – 42 цикла извержений (последний в 1970—71) как чисто взрывных, так и с излияниями андезитовой лавы. В 1906 у северо-восточного подножия С. образовался побочный кратер, из которого происходили последующие извержения.

Сорбария

Сорба'рия, род растений семейства розоцветных; то же, что рябинник.

Сорбенты

Сорбе'нты (от лат. sorbens, родительный падеж sorbentis – поглощающий), твёрдые тела или жидкости, избирательно поглощающие (сорбирующие) из окружающей среды газы, пары или растворённые вещества. В зависимости от характера сорбцииразличают абсорбенты– тела, образующие с поглощённым веществом твёрдый или жидкий раствор, адсорбенты – тела, поглощающие (сгущающие) вещество на своей (обычно сильно развитой) поверхности, и химические поглотители, которые связывают поглощаемое вещество, вступая с ним в химическое взаимодействие. Отдельную группу составляют ионообменные С. (иониты), поглощающие из растворов ионы одного типа с выделением в раствор эквивалентного количества ионов др. типа. Важнейшие твёрдые С. – активные угли, силикагель, алюминия окись, цеолиты, ионообменные смолы.

Сорби Генри Клифтон

Со'рби (Sorby) Генри Клифтон (10.5.1826, Вудборн, близ г. Шеффилд, Великобритания, – 9.3.1908, Шеффилд), английский естествоиспытатель и петрограф, член Лондонского королевского общества (1857, его президент в 1878—80). Разработал метод микроскопических исследований в петрографии и в 1849 впервые предложил изготовлять тонкие шлифы минералов и горных пород для изучения их в проходящем свете под микроскопом. Изучая жидкие включения в минералах, показал (1858), что по ним можно судить о температуре образования минералов (термометрический метод). С. изучал также природу изоморфизма и окраски минералов, исследовал с помощью микроскопа и спектрального анализа веществ, состав метеоритов; проводя эксперименты по выяснению условий образования кливажа, показал, что это явление – следствие давления. Почётный доктор Кембриджского университета (1879).

  Соч.: On the microscopical structure of crystals, indicating the origin of minerals androcks, «Quarterly Journal of the Geological Society of London», 1858, v. 14, p. 453—60.

  Лит.: Левинсон-Лессинг Ф. Ю., Введение в историю петрографии, Л., 1936; Judd Y. W., Henry Clifton Sorby and the birth of microscopical petrology, «Geologicalmagazine», 1908, v. 5.

  Н. А. Воскресенская.

Сорбиновая кислота

Сорби'новая кислота', 2,4-гександиеновая кислота, одноосновная ненасыщенная карбоновая кислота алифатического ряда, CH₃CH = CH—CH = CHCOOH; содержится в соке рябины (Sorbus aucuparia). В промышленности получают один из четырёх теоретически возможных изомеров – транс-транс-С. к. (конденсацией кетена CH₂=C=O с кротоновым альдегидом CH₃—CH=CH—CHO); бесцветные кристаллы, t_пл 134 °С, t_kип 228 °C, нерастворимы в воде, хорошо растворимы в спирте. С. к. применяют для консервирования различных пищевых продуктов и в органическом синтезе.

Сорбит (в металловедении)

Сорби'т в металловедении, одна из структурных составляющих сталей и чугунов; представляет собой дисперсную разновидность перлита — эвтектоидной смеси феррита и цементита. Назван в честь английского учёного Г. К. Сорби (Н. С. Sorby; 1826—1908). Образуется в результате распада аустенита при температурах около 650 °С. Межпластиночное расстояние в С. 0,2 мкм (в перлите 0,5—1,0 мкм). Твёрдость, прочность и ударная вязкость С. выше, чем перлита. Иногда ферритокарбидную смесь, образующуюся в результате закалки и высокого отпуска, называют С. отпуска.

  Лит.: Гуляев А. П., Термическая обработка стали, 2 изд., М., 1960; Бунин К. П., Баранов А. А., Металлография, М., 1970.

Сорбит (химич.)

Сорби'т, сорбитол, шестиатомный спирт, HOCH₂(CHOH)₄CH₂OH. См. Гекситы.

Сорбитизация

Сорбитиза'ция, вид термической обработки стали, заключающийся в её нагреве выше температуры верхней критической точки и охлаждении со скоростью 100—600 °С/мин (в воздушной струе или в жидких средах, нагретых до 300—500 °С). Цель С. – получение однородной структуры сорбита или троостита с повышенной прочностью и износостойкостью. Применяется при обработке рельсов, проволоки и др. изделий, к механическим свойствам которых предъявляются повышенные требования.

  Лит.: Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956.

Сорбоза

Сорбо'за (от лат. sorbum – рябина), моносахарид из группы кетогексоз. Кристаллы сладкого вкуса, хорошо растворимы в воде. Существует в виде оптически-активных D– и L-форм. В природе (например, в сброженном бактериями соке рябины) встречается L-форма (t_nл 159 – 161 °С). В плодах семейства розоцветных распространён соответствующий С. шестиатомный спирт – сорбит (в ягодах рябины – до 7%). С. может быть получена химическим путём (конденсацией глицеринового альдегида с диоксиацетоном в щелочной среде) или ферментативным (с помощью микроорганизмов) окислением D -сорбита. Последний метод используется в промышленности, т.к. С. служит важным промежуточным продуктом в синтезе аскорбиновой кислоты (витамина С).

Сорбонна

Сорбо'нна (Sorbonne), название коллежа, основан в Париже в 1253—57 P. де Сорбоном (R. de Sorbon), с середины 17 в. после объединения коллежа с Парижским университетом их названия стали отождествляться.

Сорбционный насос

Сорбцио'нный насо'с, см. в ст. Вакуумный насос.

Сорбция (в гидрометаллургии)

Со'рбция в гидрометаллургии, физико-химический процесс поглощения твёрдыми или жидкими сорбентами ценных компонентов (простых или комплексных ионов различных элементов) из растворов или пульп при выщелачивании руд и концентратов. Широкое применение в качестве сорбентов для С. урана, золота, молибдена и др. металлов получили синтетические иониты (катиониты, аниониты, амфолиты и комплексообразующие сорбенты). Совмещение процессов выщелачивания и сорбции из пульп (сорбционное выщелачивание) позволяет интенсифицировать переработку рудной массы, ликвидировать наиболее трудоёмкие операции: разделение твёрдой и жидкой фаз (фильтрацию, противоточную деконтацию), осаждение, растворение и др.

  Разделение сорбента и пульпы можно производить на сетке, в восходящем потоке, флотацией, магнитной сепарацией и др. методами. Сорбционные процессы используют для получения соединений высокой чистоты, разделения элементов с близкими физическими и химическими свойствами (редкоземельные элементы, металлы платиновой группы, трансурановые элементы и др.). В производстве цинка, меди и никеля с помощью сорбционных процессов удаляют примеси из растворов перед электролизом, что обеспечивает получение металлов высокой чистоты и позволяет извлечь некоторые металлы-спутники. Процессы, основанные на С., успешно используются в технологических схемах, исключающих сбросы токсичных продуктов в окружающую среду, для извлечения металлов из сбросных, шахтных и природных вод, для поглощения вредных газов и паров, часто выделяющихся при переработке различных руд и концентратов. Перспективно использование сорбционных процессов для извлечения урана и др. ценных элементов из океанической воды, а также для разделения изотопов.

  Лит.: Ионообменная технология. [Сб. ст.], пер. с англ., М., 1959; Плаксин И. Н., Тэтару С. А., Гидрометаллургия с применением ионитов, М., 1964; Ионный обмен и иониты. Сб. ст., Л., 1970; Иониты в цветной металлургии, М., 1975.

  Б. Н. Ласкорин.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (СО)"