Структурна формула је графички приказ обвезницама молекуле, расветљавању његове структуре једном одређена спектроскопских метода. То је најспецифичнији начин када се односи на одређено једињење, а не на неколико изомера који одговарају истој молекуларној формули.
На пример, бутан, Ц 4 Х 10 , има два изомера: н-бутан (линеарне) и 2-метил-пропан (разгранат). Молекуларна формула не разликује ниједног од два; док ако прибегнемо структуралним формулама, видеће се тачно да је једна линеарна, а друга разграната.
Структурне формуле омогућавају помно испитивање молекуларних структура једињења. Извор: Пикабаи.
Употреба структурних формула олакшава разумевање промена које пролазе неки молекули током хемијске реакције; која од његових веза је прекинута, како се структура мења у процесу и на крају. Научити читање ових формула исто је као и површно предвиђање својстава молекула.
Структурне формуле су 2Д репрезентације, иако могу указивати на неке тродимензионалне и геометријске аспекте. Што се више истражује структура једињења, то је рафиниранија и вернија његова структурна формула која постаје. У супротном, то оставља битне аспекте за разумевање природе молекула.
Примјери структурне формуле
Свако једињење има своју структурну формулу која може варирати у зависности од врсте пројекције или перспективе која се користи. На пример, кондензоване и скелетне формуле, Левисове структуре и стереохемијске пројекције су све структуралне формуле, посвећене графицирању што је могуће више информација о молекуларној структури.
Постоји толико много да ће бити покривено само неколико једноставних примера.
Глукоза
Различите репрезентације структуре алфа-глукозе. Извор: Иикразуул путем Википедије.
Четири репрезентације молекула глукозе приказане су на горњој слици. Свака је важећа структурна формула; али 2 (Хавортх-ова пројекција) и 3 (пројекција столице) се најчешће највише користе у академским текстовима и публикацијама.
Предност 4 има то што директно означава које су ОХ групе изнад (дебели клинови) или испод (испрекидани клинови) шестерокутни прстен; то јест, олакшава разумевање његове стереохемије. Супротно томе, 1 (Толленс-Фисхерова пројекција) показује линеарни карактер глукозе пре него што се претвори у њен циклички облик.
Метан
Структурна формула метана. Извор: Габриел Боливар преко МолВиев-а.
Изнад имате две структурне формуле метана, чије кондензује молекуларна формула је ЦХ 4 . За оне који немају знање хемије, могли тумачити формулу ЦХ 4 као да је молекул са атомом водоника у центру.
Али у стварности (и нужно), структуралне формуле јасно дају до знања да је угљеник централни атом. Стога имамо четири ЦХ везе. Такође имајте на уму да формула са леве стране ствара лажни утисак да је молекул раван, када је заправо тетраедар (формула са десне стране).
Зато су у структурној формули с десне стране везе представљене клиновима, што означава релативне просторне положаје сваког атома водоника (врхови тетраедра).
Метанол
Структурна формула метанола. Извор: НЕУРОтикер
Структурна формула метанола је практично иста као код метана, с разликом што има Х супституисан са ОХ. Његов кондензованих или хемијска формула је ЦХ 3 ОХ, а молекулска ЦХ 4 Примећује О. се да је такође састоји од тетраедра.
Етанол
Структурна формула етанола. Извор: Габриел Боливар преко МолВиев-а.
Сада прелазимо на етанол, следећи алкохол на листи. Његова хемијска или кондензованог формула ЦХ 3 ЦХ 2 ОХ, што само по себи већ показује њену линеарну структуру. Да будемо јасни, структурна формула на горњој слици ефикасно показује да је етанол раван ланац или окосница.
Ако погледате изблиза, околина сваког атома угљеника је тетраедарска.
Фруктоза
Структурна формула бета-Д-фруктофуранозе. Извор: НЕУРОтикер (разговор • доприноси)
Изнад имамо структуралну формулу фруктозе, тачније Хавортх-ову пројекцију његовог фуранусног прстена (петочланог). Напомена колико структурна формула открива, за разлику молекуларне један, Ц 6 Х 12 О 6 , што се поклапа с тим глукозе, оба се разликује шећере, међутим.
Вода
Структурна формула воде. Извор: Бењах-бмм27 путем Википедије.
Хемијска формула воде Х 2 О, такође одговара сажете и молекуларних формулама. Као и код метана, они који не познају молекулу воде (и немају појма о хемијским везама) могу веровати да је њена структура ОХХ; али структурна формула на слици изнад разјашњава праву структуру.
Иако се не цени, парови слободних електрона атома кисеоника и водоника цртају тетраедром око кисеоника; ово је, електронска геометрија воде: тетраедар. У међувремену, два атома водоника успостављају равнину сличну бумерангу; ово је молекуларна геометрија воде: угаона.
Иако је структурна формула воде далеко најједноставнија од разматраних примера, она скрива више тајни и аномалија него што то сама успева да представља.
Аспирин
Структурна формула аспирина. Извор: Габриел Боливар преко МолВиев-а.
Имамо једну од првих "мана" структурних формула: њихову немогућност представљања ароматичног карактера структуре; што у овом случају одговара ароматичности бензена (шестерокутни) прстен аспирина (горе).
Ако пажљиво погледате ову формулу, доћи ћете до закључка да је у основи равна молекул; односно готово све његове атоме "рест" у истој равни, са изузетком метил групе, ЦХ 3 , свом лево, где се поново Приказује се тетраедарске окружење угљеника.
Опет, структурна формула пружа много више информација од свог равног молекулске формуле, Ц 9 Х 8 О 4 ; што одговара бројним структурним изомерима, потпуно другачијим од аспирина.
Бензен
Структурна формула бензена. Извор: Габриел Боливар преко МолВиев-а.
Коначно, имамо структурну формулу бензена. Његова молекуларна формула је Ц 6 Х 6 , указујући да могу ефикасно садржи шест атома угљеника и шест атома водоника. Али то не говори ништа о правој структури бензена.
Двоструке везе Ц = Ц нису статичне, јер пар електрона, тачније онај који се налази у п орбитали угљеника, делокализује се у прстену. Сходно томе, бензен има неколико резонантних структура, свака са својом структурном формулом.
Ова делокализација је део ароматичног карактера бензена, који није верно представљен у структурној формули на левој страни. Најближа ствар је заменити двоструке везе кругом (који неки називају крафном) како би указали на ароматичност прстена (десно од слике).
А шта је са скелетном формулом? Ово је врло слично структуралном, разликује се само по томе што не представља атоме водоника; и зато је графикон једноставнији и угоднији. Бензонски прстен са десне стране била би његова скелетна формула.
Референце
- Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
- Википедиа. (2020). Структурна формула. Опоравак од: ен.википедиа.орг
- Нисса Гарциа. (2020). Структурна формула: дефиниција и примери. Студи. Опоравак од: студи.цом
- Цларк Јим. (2012). Цртање органских молекула. Опоравак од: цхемгуиде.цо.ук
- Виллиам Реусцх. (5. мај 2013.). Облик молекула. Опоравак од: 2.цхемистри.мсу.еду