КЛАТРАТЫ


КЛАТРАТЫ
(от лат. clathratus - защищенный решеткой) (соединения включения), образованы включением молекул, наз. "гостями", в полости кристаллич. каркаса, состоящего из молекул др. сорта, наз. "хозяевами" (решетчатые К.), или в полость одной большой молекулы-хозяина (молекулярные К.). Среди решетчатых К. в зависимости от формы полости различают: клеточные (криптатоклатраты), напр. К. гидрохинона, газовые гидраты, канальные (тубулатоклатраты), напр. К. мочевины, тиомочевины; слоистые (интеркалаты), напр. графита соединения. Молекулярные К. подразделяются на кавитаты, имеющие полость в виде канала или клетки, напр. соед. циклодекстрина с I2 или амилазы с I2, и адикулаты, у к-рых полость напоминает корзину. Белковые К. наз. клатринами. Между молекулами гостя и хозяина может не быть никаких взаимод., кроме ван-дер-ваальсовых (как, напр., в газовых гидратах), но часто между гостями и хозяином, кроме ван-дер-ваальсова взаимод., имеются слабые связи типа водородных (напр., клатратная молекула гексагидрата уротропина связана с каркасом К. тремя водородными связями). Соед. с координац. связью между гостем и хозяином, напр. комплексы краун-эфиров и криптандов, наз. клатратокомплексами. Соотношение между кол-вами молекул гостей и хозяев в общем случае нецелочисленное (напр., Вк 2.8,6 Н 2 О). Решетчатые К. существуют только в кристаллич. состоянии, молекулярные - также и в р-ре. Часто не все полости хозяина заполнены молекулами гостя. При допущении, что хозяин имеет стабильную a-модификацию (с хим. потенциалом ma) и метастабильную клатратную b-модификацию, в полостях к-рой может находиться по одной молекуле гостя, а на ее хим. потенциал (mb) не влияет природа гостей, степень заполнения полостей (у) для неполярных гостей определяется из соотношения:
ma-mb=v[RTln(1-y)-y2U],
где v- число полостей, приходящееся на одну молекулу гостя, U - энергия взаимод. гость-гость. Термодинамич. стабильность К. обеспечивается благоприятным расположением молекул в полостях каркаса, вследствие чего слабые межмол. взаимод. приводят к выигрышу энергии в 20-50 кДж/моль при образовании К. по сравнению с энергией компонентов в своб. состоянии. наиб. благоприятные для образования К. характеристики хозяина - объемная молекула (напр., гидрохинон, три-о-тимотид, или циклич. тример 2-гидрокси-6-метил-3-изопропилбензойной к-ты) и направленные связи при малых координац. числах атомов, их образующих, напр. в каркасах из тетраэдрич. группировок (вода, SiO2, Ge). Поскольку длины связей SiЧОЧSi и ОЧНЧО приблизительно одинаковы, гости в клатратном гидрате и К. на основе SiO2 (клатрасил) м. б. одни и те же. Напр., известен клатратный гидрат и клатрасил метана кубич. сингонии (а= 1,2 нм). Однако эти соед. имеют разл. термич. устойчивость. К. аналогичных структур образуют Ge и Si со щелочными металлами. Известны К. на основе комплексных соед., напр. соед. Шеффера
[Cd(4-CH3C3H4N)4(NCS)2].0,67(4-CH3C5H4N).0,33H2O,
где 4-метилпиридин - одновременно и лиганд, и гость. Способность гостя к клатратообразованию в осн. определяется размером и формой его молекул, а не их хим. природой. Гостями м. б. как молекулы, так и ионы. Напр., в клатратном гидрате ( изо-C5H11)4NF.38H2O гость-катион, а хозяин - каркас, построенный из молекул воды и анионов F-. В гидрате HPF6.6H2O гость - анион PF-6. Если каркас хозяина имеет полости разного типа, то возможно включение двух или неск. типов гостей одновременно. Частичное или полное заполнение полостей гостями подходящего размера приводит к дополнит. стабилизации клатратного каркаса. Напр., т. пл. клатратного гидрата ТГФ .17Н 2 О 5.1 °С, а двойного гидрата ТГФ . Н 2S.17Н 2 О 21.3 o С. Возможны и более сложные виды клатратообразования, когда молекулярные К., сами являясь гостями, заполняют полости или слои в решетке др. хозяина. Образование К. может быть использовано при синтезе стереорегулярных полимеров (полимеризация в каналах К.), в хроматографии, для хранения газов и высокотоксичных в-в, защиты легкоокисляющихся на воздухе соед., опреснения морской воды, разделения соед., близких по св-вам, но отличающихся геометрией молекул (включая оптич. изомеры), и др. Так, нормальные углеводороды, спирты, карбоновые к-ты, образующие К. с мочевиной (диаметр каналов ~0,5 нм), м. б. отделены от их разветвленных изомеров, диаметры молекул к-рых превышают ~0,5 нм. Термин "клатрат" ввел Г. Пауэлл в 1948, термин "соединение включения" - В. Шленк в 1949. Лит.: Хаган М., Клатратные соединения включения, пер. с англ., М., 1966; Пауэлл Г. М., в кн.: Нестехиометрические соединения, пер. с англ., М., 1971, с. 398-450; Inclusion compounds, v. 1 3, ed. by J. L. Atwood, L., 1984. См. также лит. при ст. Газовые гидраты. К. А. Удачин.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Смотреть что такое "КЛАТРАТЫ" в других словарях:

  • КЛАТРАТЫ — (от лат. clathratus защищенный решеткой; соединения включения) вещества, в которых молекулы соединения хозяина образуют пространственный каркас, а молекулы соединения гостя располагаются в полостях каркаса, напр., в клатрате Cl2.6H2O молекулы Cl2 …   Большой Энциклопедический словарь

  • Клатраты — (от лат. clatratus  обрешеченный, закрытый решеткой)  соединения включения. Образованы включением молекул вещества («гостя») в полости кристаллической решётки, образованной молекулами другого типа («хозяевами») (решётчатые… …   Википедия

  • клатраты — (от лат. clatratus  защищённый решёткой) (соединения включения), вещества, в которых молекулы соединения «хозяина» образуют пространственный каркас, а молекулы соединения «гостя» располагаются в полостях каркаса, например в клатрате Cl2·6H2O… …   Энциклопедический словарь

  • Клатраты —         один из видов соединений включения (См. Соединения включения). Широко известны К., образуемые инертными газами (аргоном, криптоном, ксеноном), а также компонентами природного газа с водой. При этом молекулы газа внедряются в пустоты… …   Большая советская энциклопедия

  • КЛАТРАТЫ — (от лат. clatratus защищённый решёткой) (соединения включения), вещества, в к рых молекулы соединения хозяина образуют пространств, каркас, а молекулы соедине ния гостя располагаются в полостях каркаса, напр. в К. Сl2 * 6Н2О молекулы С12 занимают …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • клатраты — клатр аты, ов, ед. ч. ат, а …   Русский орфографический словарь

  • ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ — клатраты, в к рых гостями являются молекулы газов или легкокипящих жидкостей (О 2, N2, Аг, Хе, Вr2, С12, SF6, H2S, CH4, C3H8, СНС13 и др.), а хозяевами молекулы воды, образующие кри сталлич. каркас. По внеш. виду напоминают снег или рыхлый лед,… …   Химическая энциклопедия

  • ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ — клатраты, в к рых гостями являются молекулы газов или низкокипящих жидкостей (СН4, О2, Аг, C3Hg и др.), а хозяевами молекулы воды, образующие кристаллич. каркас. По внеш. виду похожи на снег, но могут существовать при положит. темп pax. Наиб.… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • клатрат — Термин клатрат Термин на английском clathrate Синонимы соединение включения, клатратная структура Аббревиатуры Связанные термины ван дер ваальсово взаимодействие, водородная связь, супрамолекулярная химия, хроматография Определение Соединение, в… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Клатрат — Клатраты (от лат. clatratus  обрешеченный, закрытый решеткой)  соединения включения. Образованы включением молекул вещества («гостя») в полости кристаллической решётки, образованной молекулами другого типа («хозяевами») (решётчатые клатраты),… …   Википедия

Книги

  • Газовые гидраты, Джесси Рассел. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Газовые гидраты (также гидраты природных газов или… Подробнее  Купить за 1254 руб


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.