- Jaka jest skondensowana formuła?
- Przykłady
- Metan
- Etan
- Glukoza i fruktoza
- Butan
- Etanol
- Pentan
- Oktan
- Cykloheksan
- Aceton
- Kwas octowy
- Ogólny komentarz
- Bibliografia
Skondensowane wzór jest wyłącznie tekstowe przedstawienie z cząsteczką, w której wiązania są pomijane. Jego celem jest poznanie kolejności atomów. Generalnie cząsteczki liniowe lub rozgałęzione mają wzory skondensowane, z wyjątkiem cyklicznych lub silnie rozgałęzionych.
W chemii organicznej często istnieje nieporozumienie co do różnicy między tym wzorem a wzorem molekularnym. W rzeczywistości często spotyka się je jako synonimy. Tymczasem w chemii nieorganicznej wzory cząsteczkowe są częściej używane, ponieważ w większości przypadków dokładnie opisują związki kowalencyjne; jak woda, H 2 O.
Skondensowana formuła 2-metyloheptanu. Źródło: Gabriel Bolívar.
Jaka jest skondensowana formuła?
Dla wygodniejszego zdefiniowania, skondensowana formuła jest uproszczoną reprezentacją częściowo rozwiniętej. Nie trzeba pisać pojedynczych linków ani nie musi obejmować więcej niż jednej linii tekstu. Na przykład 2-metyloheptan, rozgałęziony alkan, można przedstawić w tej samej linii, co na powyższym obrazku.
Skondensowane wzory są przydatne do przedstawiania niektórych cząsteczek bez konieczności ich rysowania. Jest to doskonałe przy pisaniu równań chemicznych, w których nie są zaangażowane wysoce rozgałęzione lub cykliczne cząsteczki. Okaże się, że te wzory wykorzystują nawiasy, aby jeszcze bardziej uprościć przedstawienie cząsteczki.
Przykłady
Metan
Metan to jedyny związek chemiczny o jednym wzorze: CH 4 . Odpowiada to empirycznemu, molekularnemu, skondensowanemu i pół-rozwiniętemu jednocześnie. Dlatego wiele razy, aby uniknąć pomyłki między tymi wszystkimi pojęciami, ludzie wolą odnieść się prosto i niedokładnie do „wzoru chemicznego” związku.
Etan
Etan ma wzór cząsteczkowy C 2 H 6 . Zamiast tego skondensowana formuła to CH 3 CH 3 . Zauważ, że wiązania CC i CH są pomijane. Chodzi o to, aby móc napisać formułę tak, jakby to było „słowo”, bez konieczności rysowania linii lub rysowania struktur.
Z definicji wzór cząsteczkowy to C 2 H 6, a nie CH 3 CH 3 ; jednak w przypadku prostych cząsteczek oba wzory są używane zamiennie, chociaż nadal jest to niepoprawne. Jest to punkt rozbieżności między różnymi źródłami, gdzie najwyraźniej nie ma konkretnych reguł w tym zakresie.
Glukoza i fruktoza
Oto przykład, w którym natychmiast obserwuje się błąd, gdy chce się zamienić wzór cząsteczkowy na skondensowany.
Słodka para, glukoza i fruktoza, mają ten sam wzór cząsteczkowy: C 6 H 12 O 6 i dlatego nie służy to ich różnicowaniu. W przeciwieństwie do tego, formuły strukturalne i częściowo opracowane wizualnie wskazują, że są to różne cząsteczki.
Jednak ani glukoza, ani fruktoza nie mają skondensowanej formuły. Dzieje się tak, ponieważ niezależnie od reprezentacji lub odwzorowania, jego struktury nie mogą być zapisane w tej samej linii; a przynajmniej w sposób przyjemny i prosty w oczach czytelnika.
Butan
Butan ma wzór cząsteczkowy C 4 H 10 . Ma dwa izomery: liniowy n-butan i rozgałęziony 2-metylopropan. Oba można przedstawić za pomocą ich skondensowanych wzorów. N-butan to CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 lub CH 3 (CH 2 ) 2 CH 3 , a 2-metylopropan to CH 3 CH (CH 3 ) 2 lub (CH 3 ) 3 CH.
W 2-metylopropanu mamy grupę CH otoczony trzema CH 3 . Obie jego formuły są prawidłowe, a nawiasy są używane do wyróżnienia gałęzi, a indeks dolny jest wskaźnikiem liczby grup tworzących gałąź.
Etanol
Etanol ma skondensowany wzór CH 3 CH 2 OH. Zwróć uwagę, jak bardzo przypomina swoją częściowo rozwiniętą formułę: CH 3- CH 2- OH. To samo dotyczy propanolu, CH 3 CH 2 CH 2 OH, n-butanolu, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH i wszystkich innych alkoholi.
Jeśli mają odgałęzienie, zostanie to wskazane w nawiasie po prawej stronie atomu, z którym jest połączona. Na przykład 2-metylobutanol można zapisać jako: CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 OH. Zauważ, że w przypadku wielu cząsteczek wygodniej jest uciekać się do wzoru strukturalnego lub częściowo opracowanego.
Pentan
Liniowy izomer pentanu, n-pentan, można łatwo przedstawić za pomocą skondensowanego wzoru: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 . Ten wzór można również uprościć, używając nawiasów: CH 3 (CH 2 ) 3 CH 3 , co oznacza, że między dwoma CH 3 są trzy CH 2 .
Pozostałe dwa izomery pentanu są jednak nieco bardziej skomplikowane: CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) 2 dla 2-metylobutanu i C (CH 3 ) 4 dla 2,2-dimetylopropanu lub neopentanu. Zauważ, że atom węgla po lewej stronie nawiasów jest tym, który tworzy wiązania z podstawnikami lub rozgałęzieniami.
Oktan
Liniowy izomer oktanu, n-oktanu, ze względu na jego długość należy teraz przedstawić jego skondensowany wzór jako CH 3 (CH 2 ) 6 CH 3 . W tym momencie coś powinno być jasne, jeśli chodzi o formuły skondensowane: starają się zaoszczędzić czas podczas przedstawiania cząsteczek lub związków, bez konieczności pisania tak dużo na papierze.
Cykloheksan
Przypadek cykloheksanu jest podobny do przypadku glukozy i fruktozy: formalnie brakuje mu skondensowanej formuły, ponieważ jest związkiem cyklicznym. Jednym ze sposobów przedstawienia tego byłoby: (CH 2 ) 6 , co oznacza, że sześć grup CH 2 musi być połączonych, co jest możliwe tylko wtedy, gdy są zamknięte w sześciokątnym pierścieniu. Jednak lepiej jest narysować pierścień.
Aceton
Aceton ma tę właściwość, że ma grupę karbonylową, C = O. Dlatego, aby napisać jego skondensowaną formułę, mamy trzy opcje: (CH 3 ) 2 CO, CH 3 C (O) CH 3 lub CH 3 (C = O) CH 3 .
W rzeczywistości w większych cząsteczkach grupa karbonylowa jest zwykle reprezentowana jako (O), biorąc pod uwagę, że atom węgla po jej lewej stronie jest tym, który tworzy podwójne wiązanie z tlenem, C = O.
Kwas octowy
Skondensowany wzór dla kwasu octowego to CH 3 COOH lub CH 3 CO 2 H. Pojawia się tutaj ważna kwestia: grupy funkcyjne zapisane w tym samym wierszu są częściami skróconego wzoru. Tak było w przypadku etanolu i acetonu, a także tioli (-SH), aldehydów (-CHO), estrów (-CO 2 R lub -COOR) i amin (-NH 2 ).
Ogólny komentarz
Istnieje wiele nieporozumień między formułami molekularnymi i skondensowanymi. Być może dzieje się tak dlatego, że same te reprezentacje dostarczają już zgrubnego obrazu cząsteczki i dlatego uważamy ją za wzór cząsteczkowy.
Podobnie, wzory takie jak C 6 H 12 O 6 są również uważane za skondensowane, ponieważ upraszczają, cząsteczka jest „skondensowana” w atomy i indeksy dolne. Dlatego często spotyka się, jak wspomina się te dwie formuły, jakby były synonimami.
W wielu źródłach, w tym w artykułach Wikipedii, terminy „wzór chemiczny” są używane w odniesieniu do cząsteczki (typ C 6 H 12 O 6 i inne), a „wzór” w odniesieniu do skondensowanej.
Bibliografia
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (18 listopada 2019). Definicja skróconego wzoru w chemii. Odzyskany z: thinkco.com
- James Ashenhurst. (11 grudnia 2019). Formuły skrócone: rozszyfrowanie znaczenia nawiasów. Magister chemii organicznej. Źródło: masterorganicchemistry.com
- Współpraca inżynierska. (02 maja 2016). Wzór empiryczny, strukturalny i skondensowany. Odzyskany z: quimiotecablog.wordpress.com
- Wprowadzenie do chemii: ogólne, organiczne i biologiczne. (sf). Skrócone wzory strukturalne i liniowo-kątowe. Odzyskane z: 2012books.lardbucket.org