| >[1833-6.jpg]
Т. о., на основании совр. квантово-химич. представлений разнообразные процессы О. х. нашли естеств. объяснение. Теоретич. представления О. х. окрепли и получили предсказательные возможности.
В результате развития теоретич. и физ. методов исследования был окончательно решён вопрос о строении ароматич. систем, ъ т. ч. и бензола. Строение последнего описывается следующим образом: шесть атомов углерода бензольного кольца находятся в одной плоскости и соединены а-связями; шесть я-электронов составляют единую подвижную электронную систему. Следствием этого является полная подтверждаемая опытом равноценность связей С - С и высокая симметрия бензола с осью шестого порядка. Из этих положений следует, что бензол неполярен и обладает анизотропией диамагнитной восприимчивости. Аналогичными свойствами характеризуются все ароматич. системы, у к-рых число я-электронов равно 4n + 2 (правило Хюккеля). Бензол - далеко не единичный пример соединений с выравненными двойными и простыми связями; аналогичная картина наблюдается у трополона, тропилийбромида, ферроцена, дифенилполиенов и др. Вполне удачного графич. изображения строения бензола и др. ароматич. соединений выработать не удалось. Для описания их строения используют набор валентных схем (VIII), впервые предложенных Л. Политом в его резонанса теории, или систему обозначения (IX), где изогнутые стрелки показывают также выравненность связей (впервые применена в теории мезомерии):
[1833-7.jpg]
Этими же обозначениями пользуются для графич. интерпретации равномерного распределения электронной плотности в симметричных ионах, напр, в карбоксилат-анионе (соответственно X и XI), при объяснении слабоосновных свойств амидов кислот (XII и XIII) и в др. случаях:
[1833-8.jpg]
Приблизительно со 2-й пол. 20 в. О. х. вступила в новую фазу. Многие направления её развивались столь интенсивно, что выросли в большие специализированные разделы, наз. по научному или прикладному признаку (стереохимия, химия полимеров, природных веществ, антибиотиков, витаминов, гормонов, металлоор-ганических соединений, фторорганических соединений, красителей и др.).
Успехи теории и развитие физ. методов исследования (напр., рентгенографии молекул, ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии, раманспектроскопии, ядерного магнитного резонанса, химически индуцированной динамической поляризации ядер, масс-спектрометрии), а также методов идентификации и разделения различных веществ с помощью хроматографии сделали возможным быстрый структурный анализ сложнейших органич. соединений и быстрое решение многих важных проблем. Применение физ. методов для исследования кинетики реакций органич. веществ (см. Кинетика химическая) позволяет изучать реакции с периодом полупревращения 10-8-10-9сек. Корреляционные уравнения, основанные на принципе линейности свободной энергии, дают возможность количеств, оценки зависимостей между строением и реакционной способностью органич. соединений, даже тех, к-рые обладают физиол. действием.
О. х. оказалась тесно связанной со смежными естеств. науками - биохимией, медициной и биологией; применение идей и методов О. х. в этих науках в значит, степени обусловило развитие нового направления - молекулярной биологии.
Методы О. х. наряду с физ. методами исследования сыграли важную роль в установлении строения нуклеиновых кислот, многих белков, сложных природных соединений; с их же помощью были раскрыты механизм и регуляция синтеза белков (см. Генетический код). Чрезвычайно возросли синтетич. возможности О. х., к-рые привели к получению таких сложно построенных природных веществ, как хлорофилл,витамин Bi2 (Р.Вудворт), полинуклеотиды с определённым чередованием звеньев (А. Тодд, X. Г. Корана) и др. Огромный успех этих методов - разработка автоматического синтеза многих полипептидов, в том числе и ферментов.
Синтезирован новый класс органич. соединений, образованных сплетением двух или более циклич. молекул подобно обычной цепи (к а т е н а н ы, на схеме слева) или подобно гантели, на ось к-рой надето кольцо (ротаксаны, справа):
Отд. части этих молекул связаны механич. силами. Наиболее значит, достижением синтетич. О. х. и биохимии можно считать синтез гена, к-рый осуществил X. Г. Корана с сотрудниками (1967-70).
Большое значение приобрели методы О. х. в современной технологии произ-ва каучуков синтетических, пластических масс, волокон синтетических, красителей, медикаментов, в пром-сти кинофотоматериалов, стимуляторов роста растений, средств борьбы с вредителями с. х-ва (пестицидов) и мн. др. Успехи О. х. в области основного органического синтеза и нефтехимического синтеза не только изменили технологию ряда произ-в, но и привели к созданию новых видов продукции. Благодаря установлению зависимостей между строением и свойствами органич. соединений становится возможным создание новых материалов различных назначений с заранее заданными свойствами. О. х. достигла такого уровня, к-рый отвечает её важной роли в создании материальной культуры совр. общества.
Научные учреждения и организации, периодические издания. Науч. работу по О. х. в СССР проводят н.-и. ин-ты АН СССР - Ин-т органич. химии им. Н. Д. Зелинского (ИОХ), Ин-т органич. и физич. химии им. А. Е. Арбузова (ИОФХ), Ин-т нефтехимич. синтеза им. А. В. Топчиева (ИНХС), Ин-т элемен-тоорганич. соединений (ИНЭОС), Ин-т химии природных соединений им. М. М. Шемякина (ИХПС); Сибирского отделения АН СССР - Новосибирский ин-т органич. химии (НИОХ), Иркутский ин-т органич. химии (ИИОХ), Ин-т химии нефти; респ. академий - ин-ты органич. химии Арм. ССР, Кирг. ССР, УССР, Ин-т тонкой органич. химии им. А. Л. Мнджояна (Арм. ССР), Ин-т фи-зико-органич. химии (БССР), Ин-т физич. и органич. химии им. П. Г. Мелики-швили (Груз. ССР), Ин-т органич. синтеза (Латв. ССР) и др.
Нац. комитет сов. химиков является членом Междунар. союза чистой и прикладной химии (International Union of Pure and Applied Chemie, IUPAC, ЮПАК), к-рый организует 1 раз в 2 года конгрессы, конференции и симпозиумы, в частности и по О. х.
Периодич. издания, в к-рых публикуются работы по О. х.: в С С С Р - "Журнал органической химии" (с 1965); "Журнал общей химии" (с 1931); "Химия гетероциклических соединений" (Рига, с 1965); "Химия природных соединений" (Ташкент, с 1965); "Экспресс-информация. Промышленный органический синтез" (с 1960); за рубежом -"Journal of Organic Chemistry" (Wash., с 1936); "Journal of the Chemical Society. Perkin Transaction. I. Organic and Bio-organic Chemistry" (L., с 1972); II. "Physical Organic Chemistry" (L., с 1972); "Justus Liebigs Annalen der Chemie" (Weinheim, с 1832); "Bulletin de la Societe chimique de France", pt. 2 (P., с 1858); "Journal of the Society of Organic Synthetic Chemistry of Japan" (Tokyo, с 1943); международные - "Tetrahedron" (N. Y., с 1957); "Tetrahedron Letters" (L., с 1959); "Synthesis" (Stuttgart, с 1969); "Synthetic Communication" (N. Y., с 1971); "Journal of the Organo-metallic Chemistry" (Lausanne, с 1964); "Journal of Heterocyclic Chemistry" (L., с 1964); "Organic Magnetic Resonances- (L., 1969); "Organic Mass Spectrometry" (L., 1968); "Organic Preparations and Procedures" (N. Y., с 1969). Лит-рапоО. х. реферируется в журналах: "Chemical Abstracts" (Easton, с 1907), реферативный журнал "Химия" (с 1953), "Chemisches Zentralblatt" (совместно ГДР и ФРГ, В., с 1830).
Лит.: Бутлеров А. М., Введение к полному изучению органической химии, в. 1-3, Каз.,1864-66; его же, Избр. работы по органической химии, М., 1951; Марковников В. В., Избр. труды, М., 1955; Г ь е л ь т Э., История органической химии с древнейших времён до настоящего времени, пер. с нем., Хар.- К., 1937; Ш о р л е м-м е р К., Возникновение и развитие органической химии, пер. с англ., М., 1937; Д ж у а М., История химии, пер. с итал., М., 1966; Road's chemistry of carbon compounds, 2 ed., v. .1 - 2, Amst. - [a. o.], 1964-1968; Beilsteins Handbuch der organischen Chemie, 4 Aufl., bearb. von B. Prager [u. a.], Bd 1 - 34, В., 1918 - 1944 (с 1928 года изд. доп. тт.); Н о u b е n-W е у 1, Methoden der organischen Chemie, 4 Aufl., Bd 1 - 12, Stuttg., 1953-68; Краткая химическая энциклопедия, т. 1-5, М., 1961 - 67; Несмеянов А. Н., Несмеянов Н. А., Начала органической химии, т. 1 - 2, М., 1969-70; Н е н и ц е с к у К. Д., Органическая химия, пер. с рум., т. 1 - 2, М., 1962-63; Р о б е р тс Дж., К а с е р и о М., Основы органической химии, пер. с англ., ч. 1 - 2, М., 1968; Ф и з е р Л., Физер М., Органическая химия, пер. с англ., М., 1966; Ч и ч и б а б и н А. Е.„ Основные начала органической химии, т. 1 - 2, М., 1957 - 63; Ин гольд К., Теоретические основы органической химии, пер. с англ., М., 1973; Перспективы развития органической химии, под ред. А. Тодда, пер. с англ., М., 1959. II. Л. Кнунянц.
1831.htm
ОПЕРАТОРОВ ТЕОРИЯ, часть функционального анализа, посвящённая изучению свойств операторов и применению их к решению различных задач. Понятие оператора — одно из самых общих математич. понятий.
Общая О. т. возникла в результате развития теории интегральных уравнений, решения задач на нахождение собств. функций и собств. значений для дифференциальных операторов (см., напр., Штурма — Лиувилля задача) и др. разделов классич. анализа. О. т. установила тесные связи между этими разделами математики и сыграла важную роль в их дальнейшем развитии. Ещё до возникновения общего понятия оператора операторные методы широко применялись в решении различных типов дифференциальных уравнений, обыкновенных и с частными производными (см. Операционное исчисление). О. т. представляет собой основной математич. аппарат квантовой механики (см. Операторы в квантовой теории).
Операторы в линейных пространствах. Чаще всего встречаются операторы, действующие в линейных нормированных пространствах (см. Линейное пространство), в частности в функциональных пространствах, т. е. отображения у — А(х) линейного пространства R или его части в нек-рое линейное пространство R' (возможно, совпадающее с К). Этот класс операторов охватывает такие важнейшие понятия, как числовые функции, линейные преобразования евклидова пространства, дифференциальные и интегральные операторы (см. ниже) и т. д. Наиболее изученными и важными для приложений являются линейные операторы. Оператор наз. линейным,
его нормой. Ограниченность линейного оператора равносильна его непрерывности, т. е. тому, что А(хп)->А(х), когда хп —> х. Оператор дифференцирования (пример 2) представляет собой один из важнейших примеров неограниченного (а следовательно, и не непрерывного) линейного оператора. См. также Линейный оператор.
Приведённые выше примеры 1—4 представляют собой примеры линейных операторов. Дальнейшие примеры линейных операторов:
5) Пусть R(s, t) — непрерывная функция двух переменных, заданная в квадрате a <=s <= b, a <= t <= b. Формула
определяет линейный интегральный оператор, наз. оператором Фредгольма.
6) Каждой абсолютно интегрируемой на всей прямой функции f (t) поставим в соответствие функцию
наз. Фурье преобразованием исходной функции. Это соответствие также представляет собой линейный оператор.
7) Левую часть линейного дифференциального уравнения
можно рассматривать как результат применения нек-рого оператора, ставящего в соответствие функции x(t) функцию Y(t). Такой оператор носит назв. линейного дифференциального оператора. Простейшим частным случаем линейного дифференциального оператора является оператор дифференцирования.
Примеры нелинейных операторов:
8) Пусть A[f(t)] = f2(t); определённый т. о. оператор является нелинейным.
9) Пусть
(F — нек-рая ограниченная непрерывная функция). Соответствие g —> h, определяемое этой формулой, представляет собой нелинейный интегральный оператор.
Действия над операторами. Пусть дан оператор
y = A (x), причём никакие два разных элемента х и х' не переходят в один и тот же элемент у. Тогда каждому образу у отвечает его единств, прообраз х. Это соответствие наз. обратным оператором и обозначают х = А-1(у).
Построение обратного оператора эквивалентно ре |
