De Strukturformel det är en grafisk framställning av bindningarna i en molekyl som belyser dess struktur en gång bestämd av spektroskopiska metoder. Det är det mest specifika sättet när man hänvisar till en specifik förening, och inte till flera isomerer motsvarande samma molekylformel.
Till exempel butan, C4H10, har två isomerer: n-butan (linjär) och 2-metyl-propan (grenad). Molekylformeln diskriminerar inte någon av de två; medan vi använder strukturformler, kommer det att ses exakt att den ena är linjär och den andra grenad.
Att använda strukturformler gör det lättare att förstå de förändringar som en molekyl genomgår under en kemisk reaktion; vilka av dess länkar som går sönder, hur dess struktur ändras i processen och i slutet av den. Att lära sig att läsa dessa formler är detsamma som att ytligt förutsäga molekylernas egenskaper.
Strukturformler är 2D-representationer, även om de kan indikera några tredimensionella och geometriska aspekter. Ju mer strukturen hos en förening undersöks, desto mer förfinad och trogen blir dess strukturformel. Annars utelämnar det väsentliga aspekter för att förstå molekylens natur.
Artikelindex
Varje förening har sin respektive strukturformel, som kan variera beroende på vilken typ av projektion eller perspektiv som används. Till exempel är kondenserade och skelettformler, Lewis-strukturer och stereokemiska projektioner alla strukturformler, dedikerade till att grafer så mycket information som möjligt angående molekylär struktur..
Det finns så många att bara några få enkla exempel kommer att tas upp..
Fyra representationer av glukosmolekylen visas i den övre bilden. Var och en är en giltig strukturformel; men 2 (Haworth-projektion) och 3 (stolprojektion) är vanligtvis de mest använda i akademiska texter och i publikationer.
4 har fördelen att den direkt indikerar vilka OH-grupper som är ovanför (tjocka kilar) eller under (prickade kilar) den sexkantiga ringen; det underlättar förståelsen av dess stereokemi. Däremot visar 1 (Tollens-Fisher-projektion) den linjära karaktären av glukos innan den omvandlas till dess cykliska form.
Ovan finns två strukturformler av metan, vars kondenserade molekylformel är CH4. För dem som saknar kunskap om kemi kan de tolka formeln CH4 som om det vore en molekyl med en väteatom i centrum.
Men i verkligheten (och nödvändigtvis) gör strukturformlerna det klart att kol är den centrala atomen. Därför har vi fyra C-H-obligationer. Observera också att formeln till vänster skapar ett falskt intryck av att molekylen är platt, när den i verkligheten är tetraedral (formel till höger).
Därför representeras bindningarna i strukturformeln till höger av kilar, vilket indikerar de relativa rumsliga positionerna för varje väteatom (tetraederns hörn).
Metanolens strukturformel är praktiskt taget densamma som metanens, med skillnaden att den har en H substituerad med en OH. Dess kondenserade eller kemiska formel är CH3OH, och den molekylära CH4O. Det observeras att den också består av en tetraeder.
Nu går vi vidare till etanol, nästa alkohol på listan. Dess kemiska eller kondenserade formel är CH3CHtvåOH, som i sig redan visar sin linjära struktur. För att vara säker visar strukturformeln i bilden ovan effektivt att etanol är en linjär kedja eller skelett..
Om du tittar noga är omgivningarna för varje kolatom tetraedriska.
Ovan har vi strukturformeln för fruktos, närmare bestämt Haworth-projiceringen av dess furanusring (femledd). Observera hur mycket strukturformeln avslöjar i motsats till den molekylära, C6H12ELLER6, som sammanfaller med glukos, båda är dock olika sockerarter.
Den kemiska formeln för vatten är HtvåEller motsvarar också de kondenserade och molekylära formlerna. Som med metan kan de som inte känner till vattenmolekylen (och inte har någon uppfattning om kemiska bindningar) tro att dess struktur är O-H-H; men strukturformeln i bilden ovan klargör den verkliga strukturen.
Även om det inte uppskattas, drar paren av fria elektroner av syre och väteatomer en tetraeder runt syret; detta är den elektroniska geometrin av vatten: tetraedral. Under tiden skapar de två väteatomerna ett plan som liknar en boomerang; detta är vattnets molekylgeometri: vinkel.
Även om strukturformeln för vatten är den överlägset enklaste av de diskuterade exemplen, döljer den fler hemligheter och anomalier än den ensam lyckas representera..
Vi har en av de första "misslyckandena" med strukturformler: deras oförmåga att representera den aromatiska karaktären hos en struktur; som i detta fall motsvarar aromatisiteten hos bensen (hexagonal) ring av aspirin (ovan).
Om du tittar noga på denna formel kommer du att dra slutsatsen att det är en väsentligen platt molekyl; det vill säga nästan alla dess atomer "vilar" i samma plan, med undantag av metylgruppen, CH3, till vänster, där kolens tetraedriska miljö åter visualiseras.
Återigen ger strukturformeln mycket mer information än dess vanliga molekylformel, C9H8ELLER4; vilket motsvarar många strukturella isomerer, helt olika från aspirin.
För att avsluta har vi ovanför strukturformeln för bensen. Dess molekylformel är C6H6, vilket indikerar att den innehåller sex kolatomer och sex väteatomer. Men det säger ingenting om den riktiga strukturen av bensen.
C = C dubbelbindningar är inte statiska, eftersom ett par elektroner, speciellt den som ligger i orbitalerna sid av kol, avlägsnas det i ringen. Följaktligen har bensen flera resonansstrukturer, var och en med sin egen strukturformel..
Denna avlokalisering är en del av den aromatiska karaktären av bensen, inte troget representerad i strukturformeln till vänster. Det närmaste är att ersätta dubbelbindningarna med en cirkel (kallad munk av vissa) för att indikera aromatiseringen hos ringen (höger om bilden).
Och hur är det med skelettformeln? Detta liknar mycket det strukturella, och skiljer sig bara genom att det inte representerar väteatomer; och därför är det enklare och bekvämare att rita. Bensenringen till höger skulle vara dess skelettformel.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.