- Przykłady
- Metan
- Propan
- Butan
- Pentan
- Etanol
- Eter dimetylowy
- Cykloheksan
- Kwas fosforowy
- Ogólny komentarz
- Bibliografia
Na wpół rozwinięty wzór , znany również jako wzór półstrukturalny, jest jednym z wielu możliwych przedstawień, które można nadać cząsteczce związku. Jest to zjawisko bardzo powtarzające się w chemii organicznej, zwłaszcza w tekstach akademickich, ponieważ pokazuje prawidłowe uporządkowanie cząsteczki i jej wiązań kowalencyjnych.
W przeciwieństwie do opracowanego wzoru, który jest taki sam jak wzór strukturalny, ten nie pokazuje wiązań CH, pomijając je dla uproszczenia reprezentacji. Na podstawie tego wzoru każdy czytelnik będzie w stanie zrozumieć, czym jest kręgosłup cząsteczki; ale nie jego geometria ani żaden z aspektów stereochemicznych.
Pół-rozwinięta formuła 2-metyloheptanu. Źródło: Gabriel Bolívar.
Aby wyjaśnić ten punkt, mamy powyżej częściowo rozwiniętego wzoru 2-metyloheptanu: rozgałęzionego alkanu, którego wzór cząsteczkowy to C 8 H 18 i który jest zgodny z ogólnym wzorem C n H 2n + 2 . Zwróć uwagę, że wzór cząsteczkowy nie mówi absolutnie nic o strukturze, podczas gdy częściowo opracowany wzór pozwala nam już wizualizować, jaka jest ta struktura.
Należy również zauważyć, że pominięto wiązania CH, podkreślając tylko wiązania CC, które tworzą łańcuch węglowy lub szkielet. Jak widać, w przypadku prostych cząsteczek opracowany wzór pokrywa się ze wzorem skondensowanym; a nawet molekularnym.
Przykłady
Metan
Wzór cząsteczkowy metanu CH 4 , jako że składa się z czterech wiązań K i jest czworościenne geometrii. Dane te są dostarczane przez wzór strukturalny z klinami na zewnątrz lub poniżej płaszczyzny. W przypadku metanu, skondensowany wzór staje się również CH 4 , podobnie jak empiryczny i częściowo rozwinięty. To jedyny związek, dla którego ta wyjątkowość jest prawdziwa.
Powodem, dla którego częściowo rozwiniętą formułą metanu jest CH 4, jest to, że jego wiązania CH nie są zapisane; w przeciwnym razie odpowiadałoby wzorowi strukturalnemu.
Propan
Na wpół rozwinięty wzór dla propanu to CH 3- CH 2- CH 3 , mający tylko dwa wiązania CC. Jego cząsteczka jest liniowa, a jeśli zauważysz, jej skondensowany wzór jest dokładnie taki sam: CH 3 CH 2 CH 3 , z tą różnicą, że pomijane są wiązania CC. W przypadku propanu prawdą jest, że zarówno formuła częściowo rozwinięta, jak i skondensowana pokrywają się.
W rzeczywistości jest to prawdziwe dla wszystkich alkanów o łańcuchu liniowym, co będzie nadal widoczne w następnych rozdziałach.
Butan
Pół rozwinięta formuła butanu to CH 3- CH 2- CH 2- CH 3 . Zwróć uwagę, że można go zapisać w tej samej linii. Ten wzór ściśle odpowiada n-butanowi, co wskazuje, że jest to izomer liniowy i nierozgałęziony. Rozgałęziony izomer, 2-metylopropan, ma następujący częściowo rozwinięty wzór:
Na pół rozwinięta formuła 2-metylopropanu. Źródło: Gabriel Bolívar.
Tym razem nie można go już zapisać ani przedstawić w tej samej linii. Te dwa izomery mają ten sam wzór cząsteczkowy: C 4 H 10 , który nie służy do odróżniania jednego od drugiego.
Pentan
Znów mamy inny alkan: pentan, którego wzór cząsteczkowy to C 5 H 12 . Na wpół rozwinięty wzór dla n-pentanu to CH 3- CH 2- CH 2- CH 2- CH 3 , łatwy do przedstawienia i zinterpretowania, bez konieczności umieszczania wiązań CH. CH 3 grupy nazywane są metyl lub metyle i CH 2 są metylenowe.
Pentan ma inne rozgałęzione izomery strukturalne, które można zobaczyć na dolnym obrazie reprezentowanym przez ich odpowiednie pół-rozwinięte wzory:
Pół rozwinięte wzory dwóch rozgałęzionych izomerów pentanu. Źródło: Gabriel Bolívar.
Izomerem a jest 2-metylobutan, zwany także izopentanem. Tymczasem izomer b to 2,2-dimetylopropan, znany również jako neopentan. Jego częściowo rozwinięte formuły sprawiają, że różnica między tymi dwoma izomerami jest jasna; ale nie mówi wiele o tym, jak takie cząsteczki wyglądałyby w kosmosie. W tym celu potrzebne byłyby wzory i modele strukturalne.
Etanol
Półopracowane formuły są używane nie tylko do alkanów, alkenów lub alkinów, ale do każdego rodzaju związków organicznych. Tak więc etanol, alkohol, ma częściowo rozwinięty wzór: CH 3- CH 2- OH. Zauważ, że teraz reprezentowane jest wiązanie CO, ale nie wiązanie OH. Wszystkie wiązania wodorowe są zaniedbane.
Alkohole liniowe są łatwe do przedstawienia, podobnie jak alkany. Krótko mówiąc: wszystkie częściowo opracowane wzory na cząsteczki liniowe są łatwe do napisania.
Eter dimetylowy
Etery można również przedstawić za pomocą częściowo rozwiniętych formuł. W przypadku eteru dimetylowego, którego wzór cząsteczkowy to C 2 H 6 O, pół rozwinięty wzór to : CH 3 -O-CH 3 . Zauważ, że eter dimetylowy i etanol są izomerami strukturalnymi, ponieważ mają ten sam wzór cząsteczkowy (policz atomy C, H i O).
Cykloheksan
Na wpół rozwinięte wzory na związki rozgałęzione są trudniejsze do przedstawienia niż wzory liniowe; ale jeszcze bardziej są to związki cykliczne, takie jak cykloheksan. Jego wzór cząsteczkowy jest taki sam jak dla heksenu i jego izomerów strukturalnych: C 6 H 12 , ponieważ pierścień heksagonalny liczy się jako nienasycenie.
Do reprezentowania cykloheksan, sześciokątny pierścień jest narysowana na którego wierzchołki grup metylenowych, CH 2 , będzie znajdować się , jak pokazano poniżej:
Na pół rozwinięta formuła cykloheksanu. Źródło: Gabriel Bolívar.
Opracowany wzór dla cykloheksanu pokazywałby wiązania CH, tak jakby pierścień miał telewizyjne „anteny”.
Kwas fosforowy
Wzór cząsteczkowy kwasu fosforawego to H 3 PO 3 . W przypadku wielu związków nieorganicznych wystarczy wzór cząsteczkowy, aby zorientować się w strukturze. Ale jest kilka wyjątków i to jest jeden z nich. Biorąc pod uwagę fakt, że H 3 PO 3 jest kwasem diprotycznym, częściowo rozwinięty wzór to: HPO (OH) 2 .
Oznacza to, że jeden z wodorów jest bezpośrednio przyłączony do atomu fosforu. Jednak wzór H 3 PO 3 dopuszcza również cząsteczkę o częściowo rozwiniętym wzorze: PO (OH) 3 . Obie są w rzeczywistości tak zwanymi tautomerami.
Na wpół rozwinięte wzory w chemii nieorganicznej są bardzo podobne do skondensowanych w chemii organicznej. W związkach nieorganicznych, ponieważ nie mają wiązań CH, aw zasadzie są prostsze, do ich opisu zwykle wystarczają ich wzory cząsteczkowe (gdy są związkami kowalencyjnymi).
Ogólny komentarz
Pół rozwinięte formuły są bardzo powszechne, gdy uczeń poznaje zasady nomenklatury. Ale po zasymilowaniu nuty chemiczne są na ogół zapchane wzorami strukturalnymi typu szkieletowego; Oznacza to, że nie tylko pomija się wiązania CH, ale także oszczędza się czas, ignorując C.
Zresztą w chemii organicznej skondensowane wzory są bardziej powtarzalne niż pół rozwinięte, ponieważ te pierwsze nie muszą nawet pisać linków, jak w drugim. A jeśli chodzi o chemię nieorganiczną, te częściowo opracowane formuły są mniej rozpowszechnione.
Bibliografia
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
- Wikipedia. (2020). Pół rozwinięta formuła. Odzyskane z: es.wikipedia.org
- Siyavula. (sf). Organiczne struktury molekularne. Odzyskany z: siyavula.com
- Jean Kim i Kristina Bonnett. (05 czerwca 2019). Rysowanie struktur organicznych. Chemia Libretexts. Odzyskane z: chem.libretexts.org
- Nauczyciele. MARL i JLA. (sf). Wprowadzenie do związków węgla. . Odzyskany z: ipn.mx