Štrukturálny vzorec (s príkladmi)

Ten Konštrukcia Je to grafické znázornenie molekúl spojenia, ktoré po stanovení spektroskopickým metódam objasňujú svetlo na jeho štruktúru. Je to najkonkrétnejší spôsob, ako odkazovať na konkrétnu zlúčeninu, a nie niekoľko izomérov zodpovedajúcich rovnakému molekulárnemu vzorcu.

Napríklad, bután, c₄H₁₀, Má dva izoméry: n-Butano (lineárne) a 2-metyl-propán (rozvetvené). Molekulárny vzorec nerozlišuje ani medzi; Aj keď sa obrátime na štrukturálne vzorce, bude vidieť presne to, že jeden je lineárny a druhý vetvený.

Štrukturálne vzorce umožňujú kontrolovať molekulárne štruktúry zlúčenín. Zdroj: Pixabay.

Používanie štrukturálnych vzorcov uľahčuje porozumenie zmien, ktoré utrpel molekula počas chemickej reakcie; Ktoré z ich odkazov sú porušené, ako je jeho štruktúra upravená v procese a na konci toho. Naučiť sa čítať tieto vzorce sa rovná povrchne predpovedajú vlastnosti molekúl.

Štrukturálne vzorce sú 2D reprezentácie, hoci v nich môžu byť uvedené niektoré tri rozmerové a geometrické aspekty. Čím viac je štruktúra zlúčeniny, tým rafinovanejšia a vernejšia sa stane jej štrukturálnou receptúrou. V opačnom prípade ponechajte bokom základné aspekty, aby ste pochopili povahu molekuly.

[TOC]

Príklady štrukturálneho vzorca

Každá zlúčenina má svoj príslušný štrukturálny vzorec, ktorý sa môže líšiť v závislosti od typu použitej projekcie alebo perspektívy. Napríklad kondenzované a kostrové vzorce, Lewisove štruktúry a stereochemické projekcie sú štrukturálne vzorce, ktoré sa venujú grafu maximálnych možných informácií týkajúcich sa molekulárnej štruktúry.

Je ich toľko, že sa budú riešiť niekoľko jednoduchých príkladov.

Glukóza

Niekoľko reprezentácií štruktúry alfa-glukózy. Zdroj: Yikrazuul cez Wikipedia.

Na hornom obrázku sú zobrazené štyri znázornenia molekuly glukózy. Každý z nich je platný štrukturálny vzorec; Ale 2 (Haworthská projekcia) a 3 (projekcia predsedu) sú zvyčajne najpoužívanejšie v akademických textoch a publikáciách.

Môže vám slúžiť: aké sú negatívne účinky, ktoré máme s rozpustnosťou vody?

4 má výhodu, že priamo naznačuje, ktoré skupiny OH sú nad (hrubé kliny) alebo pod bodkovanými klinami) šesťuholníkového krúžku; to znamená, že uľahčuje pochopenie jeho stereochémie. Na druhej strane, projekcia 1 (Tollens-Fisher) ukazuje lineárny charakter glukózy predtým, ako sa stane jej cyklickou formou.

Metán

Štrukturálny vzorec metánu. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Molview.

Nad existujú dva štrukturálne vzorce metánu, ktorých molekulárny a kondenzátový vzorec je Cho₄. Pre tých, ktorí nemajú znalosti o chémii, mohli interpretovať receptúru Cho₄ Akoby to bola molekula s atómom vodíka v strede.

Ale v skutočnosti (a nevyhnutne) štrukturálne vzorce objasňujú, že uhlík je ústredným atómom. Preto máme štyri odkazy na C-H. Všimnite si, že vzorec vľavo generuje falošný dojem, že molekula je plochá, keď je v skutočnosti tetraedrálny (pravý vzorec).

Preto sú v štrukturálnom vzorci pravice väzby reprezentované klinmi, čo naznačuje relatívne priestorové polohy každého atómu vodíka (vrcholy tetraedronu).

Metanol

Štrukturálny vzorec metanolu. Zdroj: Neurotoger [verejná doména]

Štrukturálny vzorec metanolu je prakticky rovnaký ako v metáne, s rozdielom, že predstavuje H nahradený OH. Jeho kondenzovaný alebo chemický vzorec je Cho₃Ach, a molekulárny Cho₄Ani. Zistilo sa, že pozostáva tiež z tetrahedronu.

Etanol

Etanolový štrukturálny vzorec. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Molview.

Teraz pokračujeme s etanolom, ďalším alkoholom na zozname. Jeho chemický alebo kondenzovaný vzorec je Cho₃Chvály₂Ach, čo už samo osebe ukazuje svoju lineárnu štruktúru. Aby som sa dostal z pochybností, štrukturálny vzorec vynikajúceho obrazu účinne ukazuje, že etanol je lineárny reťazec alebo kostra.

Môže vám slúžiť: Metoxietano: Štruktúra, vlastnosti, získanie, použitie, riziká

Ak sa pozorne pozoruje, prostredia každého atómu uhlíka sú tetraedrály.

Fruktóza

Štrukturálny vzorec beta-d-fructofuranosa. Zdroj: Neurotoger (talk • Petrít) [verejná doména]

Až máme štrukturálny vzorec fruktózy, presnejšie Haworthov projekciu jeho furanózneho kruhu (päť členov). Všimnite si, do akej miery štrukturálny vzorec odhaľuje na rozdiel od molekulárnych, c₆H₁₂Ani₆, ktorý sa zhoduje s glukózou, oba sú rôzne cukry.

Vodná voda

Štrukturálna voda. Zdroj: Benjah-Bmm27 Via Wikipedia.

Chemický vzorec vody je h₂Alebo tiež zodpovedajúci kondenzovaným a molekulárnym vzorcom. Rovnako ako v prípade metánu, ktorý nepozná molekulu vody (a nemajú pojem chemických väzieb), by mohli veriť, že ich štruktúra je O-H-H; Ale štrukturálny vzorec vynikajúceho obrazu objasňuje skutočnú štruktúru.

Aj keď sa to neocení, páry elektrónov bez kyslíka a atómov vodíka vtiahnu okolo kyslíka tetrahedron; To znamená, elektronická geometria vody: tetraedrálna. Medzitým dva atómy vodíka stanovujú rovinu podobnú boomerangu; To znamená, molekulárna geometria vody: uhlové.

Zatiaľ čo štrukturálny vzorec vody je zďaleka najjednoduchší z príkladov, skryje viac tajomstiev a anomálií, ako sa mu podarí reprezentovať.

Aspirín

Štrukturálny vzorec aspirínu. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Molview.

Máme jeden z prvých „zlyhaní“ štrukturálnych vzorcov: jeho neschopnosť reprezentovať aromatický charakter štruktúry; To v tomto prípade zodpovedá aromatickosti benzénového (hexagonálneho) kruhu aspirínu (vyššie).

Môže vám slúžiť: koncentrovaný roztok

Ak sa tento vzorec pozorne pozoruje, bude sa dospieť k záveru, že ide o molekulu v plochej podstate; To znamená, že takmer všetky jeho atómy „odpočívajú“ v rovnakom lietadle, s výnimkou metólu₃, Vľavo, kde sa vizualizuje tetraedrálne uhlíkové prostredie.

Štrukturálny vzorec opäť poskytuje oveľa viac informácií ako jej obyčajný molekulárny vzorec, C₉H₈Ani₄; čo zodpovedá mnohým štrukturálnym izomérom, úplne odlišné od aspirínu.

Benzén

Benzén štrukturálny vzorec. Zdroj: Gabriel Bolívar cez Molview.

Nakoniec máme vyššie uvedený štrukturálny vzorec benzénu. Jeho molekulárny vzorec je C₆H₆, čo naznačuje, že účinne obsahuje šesť atómov uhlíka a šesť atómov vodíka. Ale nehovorí nič o skutočnej štruktúre benzénu.

Dvojité väzby C = C nie sú statické, ako niekoľko elektrónov, konkrétne ten, ktorý sa nachádza na orbitáloch p uhlíka, premiestni sa do kruhu. V dôsledku toho má benzén niekoľko rezonančných štruktúr, z ktorých každá má vlastnú štrukturálnu receptúru.

Toto premiestnenie je súčasťou aromatického charakteru benzénu, ktorý nie je verne zastúpený v štrukturálnom vzorci ľavice. Najbližšou vecou je nahradiť dvojité putá kruhom (nazývaným Dona), aby sa označila aromaticita krúžku (vpravo od obrázka).

A čo kostrová receptúra? Je to veľmi podobné štrukturálnemu, odlišujúce iba v tom, že nepredstavuje atómy vodíka; A preto je zjednodušená a je pohodlnejšia na graf. Benzénový krúžok napravo by bol jeho kostrový recept.

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie.). Učenie sa.
2. Wikipedia. (2020). Konštrukcia. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
3. Nissa Garcia. (2020). Štrukturálny vzorec: definícia a príklad. Štúdium. Získané z: štúdie.com
4. Clark Jim. (2012). Kreslenie organických molekúl. Získané z: Chemguide.co.Uk
5. William Reusch. (5. mája 2013). Tvar molekúl. Získané z: 2.Chémia.MSU.Edu