Клатрат
Термин
клатрат
Термин на английском
clathrate
Синонимы
соединение включения, клатратная структура
Связанные термины
ван-дер-ваальсово взаимодействие, водородная связь, супрамолекулярная химия, хроматография
Определение
Соединение, в котором молекулы одного сорта ("гости") заключены в полости, образованные молекулами другого сорта ("хозяевами").
Описание
Клатраты подразделяют на два больших класса в зависимости от свойств соединения-хозяина. Молекулярные клатраты образуются "хозяевами", имеющими внутримолекулярные полости (рис. 1); такие клатраты могут существовать как в растворе, так и в кристаллическом состоянии. Если "хозяин" способен образовывать только межмолекулярные или кристаллические полости, то из него получаются решетчатые клатраты (рис. 2) - они устойчивы лишь в твердом состоянии.
В любых клатратах между "хозяевами" и "гостями" образуются слабые межмолекулярные связи - ван-дер-ваальсовы или водородные. Клатраты - нестехиометрические соединения, в которых соотношение между числом молекул "гостя" и "хозяина" не обязательно целое, например, Cl2 5,75H2O.
Важный пример решетчатого клатрата - гидрат метана, в котором молекулы метана заключены в пустоты кристаллической решетки льда. Это соединение широко распространено в природе; запасы метана на дне океанов, вероятно, значительно превышают запасы газа в свободном состоянии.
Образование клатратов используется в хроматографии, для хранения газов и высокотоксичных веществв, опреснения морской воды и разделения соединений, близких по свойствам, но отличающихся геометрией молекул, например, цис-транс-углеводородов. В последнее время активно исследуется возможность применения клатратов на основе воды и металлоорганических каркасов для аккумулирования и хранения водорода.
Авторы
Ссылки
Иллюстрации
Рис. 1. Циклодекстрин способен образовывать молекулярные клатраты |
|
Рис. 2. Гидрат метана - пример решетчатого клатрата |
Разделы
Водород-абсорбирующие наноматериалы (гидридообразующие интерметаллиды и аналоги)
Главная |