Prostorová struktura molekul organických látek a anorganických

Prostorová struktura molekul z anorganických a organických látek , má velký význam v popisu jejich chemických a fyzikálních vlastností. Pokud vezmeme v úvahu otázku, jak je stanoveno bukovok a čísel na papíře není vždy možné dojít ke správným závěrům. K popisu mnoho jevů, zejména těch, které souvisejí s organické chemie, je nutné znát stereometrické molekulární strukturu.

Co je to geometrie

Geometrie - je část chemie, který vysvětluje vlastnosti molekul látky, pokud jde o její struktuře. A prostorové reprezentace molekul hraje důležitou roli, protože je klíčem k řešení mnoha bio-organické jevy.

Geometrie je soubor základních pravidel, které mohou být téměř jakákoliv molekula přítomna v hromadné formě. Nevýhodou úplného vzorce, které v běžném list papíru, je jeho neschopnost odhalit úplný seznam vlastností zkoušené látky.

Jako příklad se může stát, kyselina fumarová, která patří do třídy dvojsytného. Je špatně rozpustný ve vodě, není jedovatý a lze je nalézt v přírodě. Nicméně, pokud se změní prostorové uspořádání skupin COOH, může dostat úplně jiný věci - kyselinu maleinovou. Je snadno rozpustná ve vodě, je možné získat pouze uměle, to představuje riziko pro člověka, protože toxické vlastnosti.

Stereochemická teorie van't Hoff

V 19. století M.Butlerova znázornění plochého strukturu jakékoli molekuly, nemůže vysvětlit mnoho vlastností látek, zejména organických. To vedlo k psaní Van't Hoff fungovat „chemie ve vesmíru“, ve kterém dodal teorie M.Butlerova svůj výzkum v této oblasti. Zavedl koncept prostorové struktury molekul a rovněž vysvětlil význam objev chemických věd.

Tak bylo prokázáno, existenci tří typů kyseliny mléčné: masa, mléka a mléčných výrobků, a pravotočivé mléčné kvašení. Na list papíru pro každou z těchto látek je strukturní vzorec je stejný, ale prostorová struktura molekul vysvětluje tento jev.

Důsledkem stereochemické teorie van't Hoff bylo důkazem skutečnosti, že atom uhlíku, který není plochý, jak je jeho čtyři valenční vazby jsou převedeny do výšek imaginární čtyřstěnu.

Pyramidální prostorová struktura organických molekul

na jejich zjištění van't Hoff a jeho základě výzkumu, každý uhlíkový skelet z organické látky, mohou být prezentovány ve formě čtyřstěnu. Takže můžeme vzít v úvahu 4 možné případy formace C-C vazby a vysvětlit strukturu těchto molekul.

V prvním případě se - když molekula je jeden atom uhlíku, který poskytne 4 v závislosti na vodíkových protonů. Prostorová struktura molekuly metanu je téměř přesně obrys čtyřstěnu, avšak úhel valence mírně změnila v důsledku interakce vodíkových atomů.

Tvorba chemickou vazbu C-C může být reprezentován jako dvě pyramidy, které jsou spojeny prostřednictvím společného vrcholu. Takovou konstrukci molekuly je možno vidět, že tyto čtyřstěny se může otáčet kolem své osy a změny polohy volně. Pokud vezmeme v úvahu tento systém jako příklad molekul ethan, uhlík ve skeletu jsou opravdu schopné otáčet. Avšak dvě konkrétní ustanovení preferované energeticky výhodné, že vodík v Newman projekci nepřekrývají.

Prostorová struktura molekuly ethylenu třetího provedení je příkladem tvorby C-C vazby, když dva mají společný čtyřstěn vázaný, tj protínají na dvou sousedních vrcholů. Je zřejmé, že v důsledku tohoto pohybu molekul stereometrické atomy uhlíku v poloze vzhledem k jeho ose, je obtížné, protože Je nutné odstraňovat jeden z odkazů. Ale to se stává možné vytvořit cis a trans-izomery látek jako dva volné radikály na každém atomu uhlíku mohou být umístěny buď zrcadlově, nebo do kříže.

Cis a trans molekuly vysvětluje existenci kyseliny fumarové a kyseliny maleinové. Mezi atomy uhlíku v těchto molekul je vytvořena dvě vazby, a každý z nich má jeden atom vodíku a skupinu COOH.

V druhém případě, který charakterizuje prostorovou molekulární struktura může být reprezentována dvěma jehlanů, které mají společnou stranu a spojeny dohromady třemi vrcholy. Příkladem je molekula acetylenu.

Za prvé, tyto molekuly nejsou cis- nebo trans-isomerů. Za druhé, atomy uhlíku, nejsou schopny se otáčet kolem své osy. A za třetí, jsou všechny atomy a zbytky se nacházejí na jedné ose a úhel vazba je 180 stupňů.

Samozřejmě, že popsané případy lze použít látek, které kostra obsahuje více než dva atomy vodíku. Princip stereometrické konstrukci takových molekul je zachována.

Prostorová struktura anorganických molekul

Tvorba kovalentních vazeb v anorganických sloučenin mechanismus podobný tomu z organických látek. Pro tvorbu vazby vyžaduje volný elektronový páry se dvěma atomy, které tvoří celkový elektronový oblak.

Přesah orbitalů za vzniku kovalentní vazby se vyskytuje na jednom řádku z atomových jader. Pokud atom tvoří dvě nebo více sdělení, vzdálenost mezi nimi je charakterizován úhlem vazby.

Pokud vezmeme v úvahu molekuly vody, která je tvořena jedním atomem kyslíku a dvou atomů vodíku, úhel valence by měl v ideálním případě by se dosáhne 90 stupňů. Nicméně, experimentální studie ukázaly, že tato hodnota je 104,5 stupňů. Prostorová struktura molekul liší od teoreticky předpovědět, protože sil interakce mezi atomy vodíku. Ty se vzájemně odpuzují, čímž se zvyšuje úhel vazby mezi nimi.

Sp-hybridizace

Hybridizace - teorie tvorby stejných hybridních orbitalů molekuly. K tomuto jevu dochází proto, že z centrálního atomu volný elektronový páry na různých úrovních energie.

Uvažujme například tvorbu kovalentních vazeb BeCl2 molekula. Berylium volný elektronový páry jsou na S a p úrovni, která teoreticky by měla vést ke vzniku hrubé rohu molekuly. Nicméně, v praxi, jsou lineární a je úhel vazba je 180 stupňů.

Sp-hybridizace se používá při vytvoření dvou kovalentních vazeb. Existují však i jiné typy tvorby hybridních orbitalů.

Sp2-hybridizace

Tento typ hybridizace je odpovědný za prostorové struktury molekul se třemi kovalentními vazbami. Příkladem je BCI3 molekula. Centrální atom barnatý má tři nesdílené elektronové páry: dvě na p-úrovni a jeden na s-úrovni.

Tři kovalentní vazby za vzniku molekuly, která se nachází ve stejné rovině, a jejich úhel vazba je 120 stupňů.

Sp3 hybridizace

Další provedení tvorby hybridních orbitalů, kdy centrální atom má Nesdílené elektronové páry 4: 3 v p-úrovni a pro y-1 v krvi. Jako příklad těchto látek - methan. Prostorová struktura molekuly metanu je tetraerd, vyznačující se tím, že úhel je vazba 109,5 stupňů. Změna úhlu, že se vyznačuje reakcí atomů vodíku s sebou.