Formuła strukturalna (z przykładami)

Formuła strukturalna Jest to graficzna reprezentacja łączy cząsteczki, rzucając światło na jej strukturę, kiedyś określona metodami spektroskopowymi. Jest to najbardziej konkretny sposób, w którym odnosi się do określonego związku, a nie kilka izomerów odpowiadających tej samej wzorze molekularnej.

Na przykład Butane, c₄H₁₀, Ma dwa izomery: N-Butano (liniowy) i 2-metylo-propan (rozgałęziony). Wzór molekularny nie rozróżnia żadnego; Podczas gdy zwrócimy się do formuł strukturalnych, okaże się dokładnie, że jeden jest liniowy, a drugi rozgałęziony.

Formuły strukturalne pozwalają na kontrolę struktur molekularnych związków. Źródło: Pixabay.

Użyj formuł strukturalnych ułatwia zrozumienie zmian poniesionych przez cząsteczkę podczas reakcji chemicznej; Które z ich linków są zepsute, w jaki sposób jego struktura jest modyfikowana w procesie i na końcu. Nauka czytania tych wzorów jest równa powierzchownie przewidywana właściwości cząsteczek.

Formuły strukturalne to reprezentacje 2D, chociaż można w nich wskazać około trzech aspektów wymiarowych i geometrycznych. Im bardziej struktura związku, tym bardziej wyrafinowany i wierny staje się swoją formułą strukturalną. W przeciwnym razie odłóż zasadnicze aspekty, aby zrozumieć naturę cząsteczki.

[TOC]

Przykłady formuły strukturalnej

Każdy związek ma odpowiedni wzór strukturalny, który może się różnić w zależności od rodzaju projekcji lub perspektywy. Na przykład formuły skondensowane i szkieletowe, struktury Lewisa i projekcje stereochemiczne, wszystkie są formułami strukturalnymi, poświęconymi wykresem maksymalnych możliwych informacji dotyczących struktury molekularnej.

Jest tak wiele, że zostaną rozwiązane proste przykłady.

Glukoza

Kilka reprezentacji struktury alfa-glukozy. Źródło: Yikrazuul przez Wikipedia.

Na górnym obrazie pokazano cztery reprezentacje cząsteczki glukozy. Każda z nich jest ważną formułą strukturalną; Ale 2 (projekcja Haworth) i 3 (projekcja krzesła) są zwykle najczęściej stosowane w tekstach i publikacjach akademickich.

Może ci służyć: jakie są negatywne skutki z rozpuszczalności w wodzie?

4 ma tę zaletę, że bezpośrednio wskazuje, które grupy OH są powyżej (grube kliny) lub poniżej (kropkowane kliny) sześciokątnego pierścienia; Oznacza to, że ułatwia zrozumienie jego stereochemii. Z drugiej strony 1 (projekcja Tollens-Fisher) pokazuje liniowy charakter glukozy, zanim stał się jej cykliczną postacią.

Metan

Strukturalny wzór metanu. Źródło: Gabriel Bolívar przez Molview.

Powyżej istnieją dwa strukturalne wzory metanu, których wzorem molekularnym i kondensatem jest CHO₄. Dla tych, którzy nie mają wiedzy chemii, mogą zinterpretować formułę Cho₄ Jakby była to cząsteczka z atomem wodoru w środku.

Ale w rzeczywistości (i koniecznie) formuły strukturalne wyjaśniają, że węgiel jest atomem centralnym. Dlatego mamy cztery linki C-H. Zauważ, że wzór po lewej generuje fałszywe wrażenie, że cząsteczka jest płaska, gdy w rzeczywistości jest czworościenna (prawy wzór).

Dlatego w formule strukturalnej prawej wiązania są reprezentowane przez kliny, co wskazuje na względne pozycje przestrzenne każdego atomu wodoru (wierzchołki czworościanu).

Metanol

Strukturalny wzór metanolu. Źródło: Neuropoger [domena publiczna]

Strukturalna formuła metanolu jest praktycznie taka sama jak w przypadku metanu, z różnicą, którą przedstawia H zastąpiony przez OH. Jego kondensowana lub chemia jest Cho₃Aha, i molekularne Cho₄ALBO. Obserwuje się, że składa się również z tetrahedronu.

Etanol

Formuła strukturalna etanolu. Źródło: Gabriel Bolívar przez Molview.

Teraz kontynuujemy etanol, następny alkohol na liście. Jego chemiczna lub skondensowana formuła to Cho₃Ch₂Och, który sam już pokazuje swoją strukturę liniową. Aby zniknąć z wątpliwości, formuła strukturalna obrazu doskonałego skutecznie pokazuje, że etanol jest łańcuchem liniowym lub szkieletem.

Może ci służyć: metoxietano: struktura, właściwości, uzyskiwanie, użycia, ryzyko

Jeśli zaobserwowano ostrożnie, środowiska każdego atomu węglowego to czworościę.

Fruktoza

Strukturalna formuła beta-d-fruktofuranosa. Źródło: Neurotoger (Talk • Wpisss) [domena publiczna]

W górę mamy strukturalną formułę fruktozy, a dokładniej projekcję Haworth jej furbenowego pierścienia (pięć członków). Zwróć uwagę, jak bardzo formuła strukturalna ujawnia w przeciwieństwie do molekularnej, c₆H₁₂ALBO₆, co pokrywa się z glukozą, oba są różnymi cukrami.

Woda

Formuła wody strukturalnej. Źródło: Benjah-BMM27 przez Wikipedia.

Chemiczna formuła wody to h₂Lub, co odpowiada również formułom skondensowanym i molekularnym. Podobnie jak w przypadku metanu, którzy nie znają cząsteczki wody (i nie mają pojęcia wiązań chemicznych), mogą uwierzyć, że ich strukturą jest O-H-H; Ale formuła strukturalna obrazu doskonałego wyjaśnia prawdziwą strukturę.

Chociaż nie jest to doceniane, pary elektronów wolnych od atomów tlenu i wodoru przyciągają czworościan wokół tlenu; To jest elektroniczna geometria wody: czworościenna. Tymczasem dwa atomy wodoru ustanawiają płaszczyznę podobną do bumerangu; To jest geometria molekularna wody: kąt.

Podczas gdy strukturalna formuła wody jest zdecydowanie najprostszym z adresowanych przykładów, ukrywa więcej tajemnic i anomalii.

Aspiryna

Strukturalna formuła aspiryny. Źródło: Gabriel Bolívar przez Molview.

Mamy jedno z pierwszych „niepowodzeń” formuł strukturalnych: jego niezdolność do przedstawienia aromatycznego charakteru struktury; Że w tym przypadku odpowiada aromatyczności benzenu (sześciokątnego) pierścienia aspiryny (powyżej).

Może ci służyć: skoncentrowany roztwór

Jeśli ten formuła zostanie obserwowana ostrożnie, stwierdzi się, że jest to cząsteczka w płaskiej esencji; Oznacza to, że prawie wszystkie jego atomy „odpoczywają” w tej samej płaszczyźnie, z wyjątkiem metil₃, Po lewej stronie, gdzie wizualizuje się czworościenne środowisko węglowe.

Ponownie formuła strukturalna zapewnia znacznie więcej informacji niż jej zwykła formuła molekularna, c₉H₈ALBO₄; co odpowiada wielu izomerom strukturalnym, zupełnie odmiennym od aspiryny.

Benzen

Benzenowa formuła strukturalna. Źródło: Gabriel Bolívar przez Molview.

Wreszcie, mamy powyżej formuły strukturalne benzenu. Jego wzór molekularny to C₆H₆, wskazując, że skutecznie zawiera sześć atomów węgla i sześć atomów wodoru. Ale nic nie mówi o prawdziwej strukturze benzenu.

Podwójne wiązania C = C nie są statyczne, jak kilka elektronów, w szczególności tych zlokalizowanych w orbitalach P węgla przenosi się wewnątrz pierścienia. W konsekwencji benzen ma kilka struktur rezonansowych, każda z własną formułą strukturalną.

Ta reokacja jest częścią aromatycznego charakteru benzenu, nie wiernie reprezentowanego w strukturalnym wzorze lewicy. Najbliższą rzeczą jest zastąpienie podwójnych wiązań kołem (zwanym przez niektórych dona), aby wskazać aromatyczność pierścienia (po prawej stronie obrazu).

A co z formułą szkieletową? Jest to bardzo podobne do strukturalnego, różnicującego tylko to, że nie reprezentuje atomów wodoru; I dlatego jest bardziej uproszczony i jest wygodny do wykresu. Pierścień benzenu po prawej stronie byłby jego szkieletową formułą.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Wikipedia. (2020). Formuła strukturalna. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Nissa Garcia. (2020). Formuła strukturalna: definicja i przykład. Badanie. Odzyskane z: Study.com
4. Clark Jim. (2012). Rysowanie cząsteczek organicznych. Odzyskane z: chemguide.współ.Wielka Brytania
5. William Reusch. (05 maja 2013). Kształt cząsteczek. Odzyskane z: 2.Chemia.MSU.Edu