فرمول های مولکولی و ساختاری در شیمی | فرهنگ لغت دانشجویی

فرمول های شیمیایی

برای شیمیدان مهم است که ترکیبات یا ذرات را به صورت مختصر یا آرایش فضایی آنها توصیف کند. بسته به اطلاعات مورد نیاز در مورد ساختار ذرات، انواع مختلفی از فرمول های شیمیایی در طول زمان تکامل یافتند. با فرمول های مختلف، یا فقط ترکیب استوکیومتری یا ساختار فضایی کامل یک مولکول را می توان به عنوان یک مدل نشان داد. در فرمول مولکولی → فرمول ساختاری → فرمول استریو، محتوای اطلاعات و همچنین درجه دشواری نمایش افزایش می یابد (شکل 1).

فرمول های مولکولی

این فرمول مولکولی یک ترکیب آلی ترکیب مولکول را از هر اتم منعکس می کند. در کنار هم قرار دادن نمادهای عناصر دخیل در ایجاد این ارتباط است. اگر تعداد اتم های منفرد بیشتر از یک باشد، با اعداد زیرنویس (شاخص) روی نماد مربوطه نشان داده می شود. فرمول مولکولی ساده ترین فرمولی است که ترکیب استوکیومتری مولکول ها را بیان می کند.
فرمول مولکولی سی 3 اچ 6 O 3 بیان می کند که این مولکول از سه اتم کربن، شش هیدروژن و سه اتم اکسیژن تشکیل شده است. فرمول مولکولی در مورد نحوه اتصال اتم های منفرد چیزی نمی گوید (شکل 2). می توان وزن مولکولی و درصد عناصر را از فرمول مولکولی محاسبه کرد. اصطلاحات گاهی اوقات به عنوان مترادف برای فرمول مولکولی استفاده می شود فرمول ناخالص یا فرمول تجربی

فرمول های ساختاری

بسیار معنادارتر است فرمول ساختاری دقیق، همچنین فرمول قانون اساسی یا فرمول خط ظرفیت. این نشان می دهد که چگونه اتم های منفرد در مولکول به هم مرتبط هستند. اتم هایی که توسط جفت الکترون های مشترک به هم متصل شده اند با پیوندهای ظرفیتی به اصطلاح به هم متصل می شوند. پیوندهای دوگانه با دو خط ظرفیت، پیوندهای سه گانه با سه خط ظرفیت نشان داده می شوند. جفت‌های الکترون آزاد، یعنی آنهایی که در یک پیوند درگیر نیستند، به‌صورت «اسلش» رسم می‌شوند (شکل 3).

از آنجایی که ساختار گروه های عاملی در همه ترکیبات یکسان است، آنها هستند فرمول های ساختاری ساده شده
به صورت اختصاری نشان داده شده است. این در مورد گروه های نیترو، آمینو، آلدهید و کربوکسی صدق می کند. اتم های کربن و پیوند آنها با اتم های هیدروژن تبدیل می شوند CH 3 CH 2 – یا گروه های CH ترکیب شده اند. کل عناصر ساختاری مانند باقیمانده اتر را نیز می توان به صورت اختصاری نشان داد. یک مثال معمولی گروه متوکسی یا اتوکسی است (- اوه 3 یا. – O.C 2 اچ 5 ). در فرمول ساختاری ساده شده، جفت های تک الکترون نشان داده نمی شوند.

مواردی که معمولا در شیمی آلی استفاده می شوند حتی ساده تر هستند فرمول های اسکلتی در اینجا فقط ساختار زیگزاگی اسکلت کربن و گروه های عاملی در مولکول نشان داده شده است (شکل 7 را در زیر ببینید).

فرمول های استریو

با فرمول های استریو شیمیدان‌های آلی آرایش فضایی جانشین‌ها را، به‌ویژه روی اتم‌های کربن هیبرید شده متفاوت، روشن می‌کنند. فرمول کلاسیک استریو از گوه ها و خطوط شکسته برای پیوندهای تک استفاده می کند. یک اتم با گوه همیشه از صفحه کاغذ خارج می شود. یک پیوند شکسته همیشه در صفحه کاغذ می رود. به این ترتیب z. ب. هماهنگی چهار وجهی الف sp 3 -اتم کربن (شکل 4).

یکی از رایج‌ترین ساده‌سازی‌های فرمول استریو کلاسیک، این است طرح ریزی فیشر. این در مورد “تسطیح ساختار فضایی” است. با توجه به مجموعه قوانین این نمایش، آرایش فضایی اتم ها نیز به وضوح در تصویر دو بعدی قابل تشخیص است. این عمدتا برای قندها و اسیدهای آمینه استفاده می شود، که چندین ایزومر تصویر آینه ای وجود دارد. طرح فیشر را می توان برای اختصاص یک ترکیب به سری D یا L استفاده کرد.

این املای هاورث برای شکر به شکل حلقه استفاده می شود. سیستم حلقه عمود بر صفحه کاغذ است. پابندهای گوه ای شکل و صحافی ضخیم تر به سمت بیننده می آیند. جانشین ها در بالا و پایین این حلقه قرار دارند.

پیرانوزها:

اتم اکسیژن در گوشه سمت راست پشتی قرار دارد. بر اساس طرح فیشر، گروه های هیدروکسی به سمت راست به سمت بالا و گروه های هیدروکسی به سمت چپ به سمت پایین می روند (شکل 5).

فورانوزها:

اتم اکسیژن در بالای حلقه پنج عضوی قرار دارد و در دورترین قسمت صفحه کاغذ قرار دارد. مشابه پیرانوزها، گروه های OH در بالا و پایین این حلقه قرار دارند. گروه های هیدروکسی که به سمت بالا هستند در طرح فیشر به سمت راست اشاره می کنند (شکل 6).

فرمول های اسکلتی

فرمول های اسکلتی اغلب برای نشان دادن ساختار مولکول های آلی استفاده می شود. در این نمایش‌های ساختاری بسیار ساده‌شده، تنها زنجیره کربن و پیوندهای گروه‌های عاملی ترسیم می‌شوند. تمام اتم های هیدروژن که به یک اتم کربن پیوند دارند، از جمله پیوند حذف می شوند. در نتیجه فرمول های ساختاری بسیار واضح هستند.

استفاده از فرمول اسکلتی برای حلقه بنزن را همه می دانند. هر گوشه توسط یک اتم کربن اشغال شده است. هر اتم کربن است sp 2 هیبرید شده و از طریق آن تصویر6-الکترون، هر اتم کربن از قبل دارای سه پیوند است. تنها یک پیوند به اتم هیدروژن که نشان داده نشده است، باقی می ماند. تمام مولکول های آلی را می توان در یک فرمول اسکلتی مطابق با همان طرح نشان داد. در بوتان، چهار اتم کربن از طریق پیوندهای منفرد به صورت بدون انشعاب به یکدیگر متصل می شوند. در نمایش در فرمول اسکلتی باید توجه داشت که علاوه بر دو “پیچیدگی” ابتدا و انتهای زنجیره نیز باید توسط یک اتم کربن اشغال شود. مولکول های دارای پیوند دوگانه را می توان به عنوان یک فرمول اسکلتی نیز نشان داد. حتی استریوشیمی در پیوند دوگانه C=C نیز می تواند به وضوح در فرمول اسکلتی نشان داده شود (شکل 7).

در مورد مولکول هایی با گروه های عاملی، این به صورت اختصاری نشان داده شده است. استثنا گروه آلدهید است. فقط پیوند دوگانه به اتم اکسیژن در اینجا رسم شده است (شکل 8).

مدل های دیگر برای نمایش ساختارهای مولکولی

علاوه بر فرمول های مولکولی و ساختاری، مدل های دیگری نیز برای نمایش آرایش فضایی اتم ها و گروه های اتم در مولکول وجود دارد. اینها عمدتاً استفاده می شوند مدل توپ و چوب و مدل گنبد، که البته به مهارت های نقاشی یا برنامه کامپیوتری مناسب نیاز دارند.
اطلاعات مربوط به اندازه اتم ها و طول پیوند (فاصله اتمی) و همچنین زاویه پیوند را می توان از این مدل ها گرفت (شکل 9).

/* خطوط شکست عمدا حذف شده اند! -رابرت */ ?>

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیمایش به بالا