132

Итак, 

благодаря 

формированию 

сильных 

валентных 

и 

квадруполь-

квадрупольных  связей  между  атомом V и  молекулами  тиофена,  пиридина,  воды  и 
кислотными  молекулами  арена  и  циклоалкана,  сформировался  плотный  кластер, 
который  далее  «обволакивается»  другими  молекулами  воды,  алканов  и 

циклоалканов с помощью слабых гидрид-гидридных связей 

H

C

C

H

 или 

H

O

C

H

 связь (9). 

Таким  путем  формируется  некоторая  глобула  или  надмолекулярная  структура, 

или  сложная  структурная  единица,  или  мицелла  на  основе  кристалла  атома 
ванадия.  Из  рассмотренной  схемы  следует,  что  атомы  металлов  являются  центрами 
притяжения молекул, имеющих гетероатомы. 

Для  лучшего  понимания  межмолекулярных  взаимодействий  с  целью 

упрощения  рисунка  отмечены  не  все  квадруполи  атомов  и  размеры  лишь 
приблизительно  соответствуют  схемам  атомов  изображенных  на  рис. . Поэтому  не 
все  доступные  квадруполи  остались  задействованными  в  связях  с  молекулами 
окружающими атом металла. 

11.9. Почему нет металлов в карбоновых кислотах? 

Несмотря  на  то,  что  атом  кислорода  кроме  двух  валентных  диполей  имеет  еще 

два  квадруполя,  которые  могут  взаимодействовать  с  валентными  диполями  атомов 
металлов,  в  карбоновых  кислотах  металлы  отсутствуют.  Это  можно  объяснить 
двумя  факторами.  Во-первых,  атомы  металлов    формировались  позже  атомов  С, N, 
O, S, а  во  вторых,  как  было  показано  выше,  молекулы  карбоновых  кислот 
благодаря  квадруполям  атома  кислорода  могут  образовывать  между  собой 
достаточно  прочную  квадруполь-квадрупольную  связь  (связь  № 4 в  табл. 5). 
Энергия  атома  кислорода,  по  сравнению  с  энергией  атома  металла,  судя  по 
величине  ПИ  любого  атома  металла,  позволяет  атомам  кислорода  образовать 
между  собой  плотный  и  прочный  кластер.  Этими  свойствами  атома  кислорода 
можно  объяснить  отсутствие  атомов  металлов  в  карбоновых  или  нефтяных 
кислотах,  т.е.  квадруполь-квадрупольная  связь  атомов  кислорода  двух  и  более 
молекул  карбоновой  кислоты  не  позволяет  атому  металла  присоединиться  к 
молекуле кислоты, даже если он случайно мог находиться поблизости. 

11.10. Смолы. 

Образование  смол  стало  возможным  благодаря  появлению  гетероатомов S, O и 

N  в  углеводородных  молекулах,  что  привело  к  возникновению  новых  типов 
химической 

связи. 

С  этого  момента  наступил  следующий  этап 

формирования  нефти.

  Ниже  будет  показано  участие  воды  в  формировании 

структур  нефтяных  смол,  что  непосредственно  выразилось  в  существенном 
увеличении  кислорода  в  кислотных  ароматических  молекулах,  находящихся  в 
составе смол. 

Смолы  присутствуют  в  нефтях  в  пределах 5-20 %. В  смолах  есть  все 

гетероатомы S, O, N, содержание  которых  изменяется  от 3 до 12 %. Смолы  можно 
рассматривать  как  сложную  смесь  гетероатомных  соединений,  содержащих  более 
одного  гетероатома  в  молекуле.  Из  гетероатомов  больше  всего  содержится 
кислорода.  Смолы  беднее  водородом,  чем  арены  (атомное  соотношение  Н:С 
составляет  величину  от 1,23 до 1,55), что  свидетельствует  о  достаточно  большой 
величине  конденсации  молекул  углеводородов.  Эта  часть  нефти  отличается  от 
всего  остального  концентрацией  в  ней  большого  количества  соединений, 
содержащих 

гетероатомы, 

куда 

входят 

карбоновые 

кислоты, 

фенолы, 

азотсодержащие  молекулы,  а  также  сернистые  соединения  и  металлы.  В  смолах 
присутствуют  нефтяные  или  масляные  кислоты,  представленные  циклоалкановыми 
структурами с алкильными ответвлениями,