Rakennekaava (esimerkkien kanssa)

Se Rakennekaava Se on molekyylilinkkien graafinen esitys, joka valaisee sen rakennetta määritettynä spektroskooppisilla menetelmillä. Se on konkreettisin tapa viitaten tiettyyn yhdisteeseen, eikä useita isomeerejä, jotka vastaavat samaa molekyyli kaavaa.

Esimerkiksi butaani, c₄H₁₀, Siinä on kaksi isomeeriä: n-Butano (lineaarinen) ja 2-metyyli-propaani (haarautunut). Molekyyl kaava ei kumpaakaan; Vaikka käännymme rakenteellisiin kaavoihin, nähdään juuri, että yksi on lineaarinen ja toinen haarautunut.

Rakenteelliset kaavat mahdollistavat yhdisteiden molekyylirakenteiden tarkastelun. Lähde: Pixabay.

Käytä rakenteellisia kaavoja helpottaa molekyylin kärsimien muutoksen ymmärtämistä kemiallisen reaktion aikana; Mikä niiden linkkeistä on rikki, kuinka sen rakennetta muokataan prosessissa ja sen lopussa. Näiden kaavojen lukemisen oppiminen on yhtä suuri kuin molekyylien ominaisuudet pinnallisesti ennustaa.

Rakenteelliset kaavat ovat 2D -esityksiä, vaikka niissä voidaan merkitä noin kolmen dimensionaalista ja geometristä näkökohtaa. Mitä enemmän yhdisteen rakenne, sitä hienostuneempi ja uskollisempi se lopulta tulee sen rakennekaavaksi. Muutoin jätä syrjään olennaiset näkökohdat molekyylin luonteen ymmärtämiseksi.

[TOC]

Esimerkkejä rakenteellisesta kaavasta

Jokaisella yhdisteellä on vastaava rakennekaava, joka voi vaihdella käytetyn projektion tai perspektiivin tyypistä riippuen. Esimerkiksi tiivistetyt ja luustokaavat, Lewis -rakenteet ja stereokemialliset projektiot, kaikki ovat rakenteellisia kaavoja, jotka on omistettu molekyylirakenteen enimmäistietojen piirtämiseen mahdollisista tiedoista.

On niin paljon, että joitain yksinkertaisia ​​esimerkkejä käsitellään.

Glukoosi

Useita esityksiä alfa-glukoosin rakenteesta. Lähde: Yikrazuul Wikipedian kautta.

Yläkuvassa esitetään neljä glukoosimolekyylin esitystä. Jokainen on kelvollinen rakennekaava; Mutta 2 (Haworth -projektio) ja 3 (tuoliprojektio) ovat yleensä eniten käytettyjä akateemisissa teksteissä ja julkaisuissa.

Se voi palvella sinua: mitkä ovat negatiiviset vaikutukset veden liukoisuuteen?

4: n etuna on suoraan osoittaa, mitkä OH -ryhmät ovat (paksut kiilat) tai alle (katkoviilat) kuusikulmaisen renkaan alapuolella; toisin sanoen se helpottaa ymmärrystä stereokemiasta. Toisaalta 1 (Tollens-Fisher-projektio) osoittaa glukoosin lineaarisen luonteen ennen kuin siitä tulee sen syklinen muoto.

Metaani

Metaanin rakennekaava. Lähde: Gabriel Bolívar Molviewin kautta.

Yllä on kaksi metaanin rakenteellista kaavaa, joiden molekyyli- ja kondensaattikaava on CHO₄. Niille, joilla ei ole kemiatietoa, he voisivat tulkita CHO -kaavan₄ Ikään kuin se olisi molekyyli, jolla on vetyatomi keskellä.

Mutta todellisuudessa (ja välttämättä) rakenteelliset kaavat selventävät, että hiili on keskeinen atomi. Siksi meillä on neljä C-H-linkkiä. Huomaa, että vasemmalla oleva kaava tuottaa väärän kuvan siitä, että molekyyli on tasainen, kun todellisuudessa se on tetraedrinen (oikea kaava).

Siksi oikean rakenteellisessa kaavassa sidoksia edustaa kiilat, mikä osoittaa kunkin vetyatomin (tetraedronikulat) suhteelliset alueelliset sijainnit.

Metanoli

Metanolin rakennekaava. Lähde: Neurotoger [julkinen alue]

Metanolin rakenteellinen kaava on käytännössä sama kuin metaanilla, erolla, että se esittelee H: n, jonka korvattiin OH: lla. Sen tiivistetty tai kemian kaava on CHO₃Voi, ja molekyyli₄JOMPIKUMPI. Havaitaan, että se koostuu myös tetraedrosta.

Etanoli

Etanolin rakennekaava. Lähde: Gabriel Bolívar Molviewin kautta.

Nyt jatkamme etanolia, seuraavaa luettelossa olevaa alkoholia. Sen kemiallinen tai tiivistynyt kaava on CHO₃CH₂Voi, mikä yksin näyttää jo lineaarisen rakenteensa. Erinomaisen kuvan rakenteellinen kaava osoittaa tehokkaasti epäilemättä, että etanoli on lineaarinen ketju tai luuranko.

Se voi palvella sinua: metoksitano: rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö, riskit

Jos kunkin hiiliatomin ympäristöt havaitaan huolellisesti, ovat tetraedrit.

Fruktoosi

Beeta-d-fructofuranosan rakennekaava. Lähde: Neurotoger (Talk • Acculs) [Julkinen alue]

Ylös meillä on fruktoosin rakenteellinen kaava, tarkemmin sen furanoisen renkaan Haworth -projektio (viisi jäsentä). Huomaa, kuinka paljon rakennekaava paljastaa toisin kuin molekyyli, c₆H₁₂JOMPIKUMPI₆, jotka ovat samaan aikaan glukoosin, molemmat ovat erilaisia ​​sokereita.

Vettä

Rakennevesisaava. Lähde: Benjah-BMM27 Wikipedian kautta.

Veden kemiallinen kaava on H₂Tai vastaa myös tiivistettyjä ja molekyylisiä kaavoja. Kuten metaanissa, jotka eivät tiedä vesimolekyyliä (ja joilla ei ole käsitystä kemiallisista sidoksista) voisivat uskoa, että niiden rakenne on O-H-H; Mutta ylemmän kuvan rakennekaava selventää todellista rakennetta.

Vaikka sitä ei arvosteta, happea ja vetyatomeista vapaata elektroniparit vetävät tetraedron hapen ympärille; Tämä on elektroninen veden geometria: tetraedrinen. Samaan aikaan kaksi vetyatomia muodostavat tason, joka on samanlainen kuin bumerangit; Tämä on veden molekyyligeometria: kulma.

Vaikka veden rakenteellinen kaava on ylivoimaisesti yksinkertaisin käsiteltyistä esimerkeistä, piilottaa enemmän salaisuuksia ja poikkeavuuksia kuin yksin se pystyy edustamaan.

Aspiriini

Aspiriinin rakennekaava. Lähde: Gabriel Bolívar Molviewin kautta.

Meillä on yksi ensimmäisistä rakenteellisten kaavojen "epäonnistumisista": sen kyvyttömyys edustaa rakenteen aromaattista luonnetta; Että tässä tapauksessa se vastaa aspiriinin bentseenin (kuusikulmaisen) renkaan aromaattisuutta (yllä).

Voi palvella sinua: Communcoted Liuos

Jos tätä kaavaa havaitaan huolellisesti, päätellään, että se on molekyyli tasaisessa olemuksessa; Toisin sanoen melkein kaikki sen atomit "lepäävät" samassa tasossa, paitsi Methil₃, Vasemmalla puolella, missä tetraedrinen hiiliympäristö on visualisoitu.

Jälleen rakenteellinen kaava tarjoaa paljon enemmän tietoa kuin sen tavallinen molekyyli kaava, c₉H₈JOMPIKUMPI₄; joka vastaa lukuisia rakenteellisia isomeerejä, täysin erilaisia ​​kuin aspiriini.

Bentseeni

Bentseenirakenteinen kaava. Lähde: Gabriel Bolívar Molviewin kautta.

Lopuksi meillä on yllä oleva bentseenin rakennekaava. Sen molekyyl kaava on c₆H₆, osoittaa, että se sisältää tehokkaasti kuusi hiiliatomia ja kuusi vetyatomia. Mutta hän ei sano mitään bentseenin todellisesta rakenteesta.

Kaksinkertaiset sidokset c = c eivät ole staattisia, parina elektronina, erityisesti kiertoradalla sijaitsevaksi p hiilen, se muuttaa renkaan sisällä. Näin ollen bentseenillä on useita resonanssirakenteita, jokaisella on oma rakenteellinen kaava.

Tämä muutto on osa bentseenin aromaattista luonnetta, jota ei ole uskollisesti edustettuna vasemman rakenteellisessa kaavassa. Lähin asia on korvata kaksoissidokset ympyrällä (joidenkin nimeltään Dona) osoittamaan renkaan aromaattisuus (kuvan oikealla puolella).

Ja entä luurankokaava? Tämä on hyvin samanlainen kuin rakenteellinen, erottaen vain siinä, että se ei edusta vetyatomeja; Ja siksi se on yksinkertaisempi ja on mukavampaa kuvaautua. Oikealla oleva bentseenirengas olisi sen luurankojen kaava.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. ed.-A. Cengage -oppiminen.
2. Wikipedia. (2020). Rakennekaava. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Nissa Garcia. (2020). Rakenteellinen kaava: Määritelmä ja esimerkki. Opiskelu. Toipunut: Opiskelu.com
4. Clark Jim. (2012). Orgaanisten molekyylien piirtäminen. Talteenotettu: Chemguide.yhteistyö.Yhdistynyt kuningaskunta
5. William Reusch. (5. toukokuuta 2013). Molekyylien muoto. Toipunut: 2.Kemia.MSU.Edu