Priestorová štruktúra molekúl organických látok a anorganických

Priestorová štruktúra molekúl z anorganických a organických látok , má veľký význam v popise ich chemických a fyzikálnych vlastností. Ak vezmeme do úvahy otázku, ako je stanovené bukovok a čísel na papieri nie je vždy možné dôjsť k správnym záverom. K popisu mnoho javov, najmä tých, ktoré súvisia s organickej chémie, je nutné poznať stereometrické molekulárnu štruktúru.

Čo je to geometria

Geometria - je časť chémie, ktorý vysvetľuje vlastnosti molekúl látky, pokiaľ ide o jej štruktúre. A priestorovej reprezentácie molekúl hrá dôležitú úlohu, pretože je kľúčom k riešeniu mnohých bio-organické javy.

Geometria je súbor základných pravidiel, ktoré môžu byť takmer akákoľvek molekula prítomná v hromadnej forme. Nevýhodou úplného vzorce, ktoré v bežnom list papiera, je jeho neschopnosť odhaliť úplný zoznam vlastností testovanej látky.

Ako príklad sa môže stať, kyselina fumarová, ktorá patrí do triedy dvojsytného. Je zle rozpustný vo vode, nie je jedovatý a možno ich nájsť v prírode. Avšak, ak sa zmení priestorové usporiadanie skupín COOH, môže dostať úplne iný veci - kyselinu maleínovou. Je ľahko rozpustná vo vode, je možné získať len umelo, to predstavuje riziko pre človeka, pretože toxické vlastnosti.

Stereochemicky teórie van't Hoff

V 19. storočí M.Butlerova znázornenie plochého štruktúru akejkoľvek molekuly, nemôže vysvetliť mnoho vlastností látok, najmä organických. To viedlo k písanie Van't Hoff fungovať "chémie vo vesmíre", v ktorom dodal teórie M.Butlerova svoj výskum v tejto oblasti. Zaviedol koncept priestorovej štruktúry molekúl a tiež vysvetlil význam objav chemických vied.

Tak bolo preukázané, existenciu troch typov kyseliny mliečnej: mäsa, mlieka a mliečnych výrobkov, a pravotočivej mliečne kvasenie. Na list papiera pre každú z týchto látok je štruktúrny vzorec je rovnaký, ale priestorová štruktúra molekúl vysvetľuje tento jav.

Dôsledkom stereochemicky teória van't Hoff bolo dôkazom skutočnosti, že atóm uhlíka, ktorý nie je plochý, ako je jeho štyri valenčné väzby sú prevedené do výšok imaginárny štvorstena.

Pyramidálne priestorová štruktúra organických molekúl

na ich zistenie van't Hoff a jeho základe výskumu, každý uhlíkový skelet z organickej látky, môžu byť prezentované vo forme štvorstena. Takže môžeme vziať do úvahy 4 možné prípady formácie C-C väzby a vysvetliť štruktúru týchto molekúl.

V prvom prípade sa - ak molekula je jeden atóm uhlíka, ktorý poskytne 4 v závislosti na vodíkových protónov. Priestorová štruktúra molekuly metánu je takmer presne obrys štvorstena, avšak uhol valencie mierne zmenila v dôsledku interakcie vodíkových atómov.

Tvorba chemickú väzbu C-C môže byť reprezentovaný ako dve pyramídy, ktoré sú spojené prostredníctvom spoločného vrchole. Takúto konštrukciu molekuly je možno vidieť, že tieto štvorsteny sa môže otáčať okolo svojej osi a zmeny polohy voľne. Ak vezmeme do úvahy tento systém ako príklad molekúl etán, uhlík v skelete sú naozaj schopné otáčať. Avšak dve konkrétne ustanovenia preferované energeticky výhodné, že vodík v Newman projekcii neprekrývajú.

Priestorová štruktúra molekuly etylénu tretieho vyhotovenia je príkladom tvorby C-C väzby, keď dvaja majú spoločný štvorsten viazaný, tj pretínajú na dvoch susedných vrcholov. Je zrejmé, že v dôsledku tohto pohybu molekúl stereometrické atómy uhlíka v polohe vzhľadom k jeho osi, je ťažké, pretože Je nutné odstraňovať jeden z odkazov. Ale to sa stáva možné vytvoriť cis a trans-izoméry látok ako dva voľné radikály na každom atóme uhlíka môžu byť umiestnené buď zrkadlovo, alebo do kríža.

Cis a trans molekuly vysvetľuje existenciu kyseliny fumarovej a kyseliny maleínovej. Medzi atómami uhlíka v týchto molekúl je vytvorená dve väzby, a každý z nich má jeden atóm vodíka a skupinu COOH.

V druhom prípade, ktorý charakterizuje priestorovú molekulárna štruktúra môže byť reprezentovaná dvoma pyramíd, ktoré majú spoločnú stranu a spojené dohromady troma vrcholmi. Príkladom je molekula acetylénu.

Po prvé, tieto molekuly nie sú cis alebo trans-izomérov. Po druhé, atómy uhlíka, nie sú schopné sa otáčať okolo svojej osi. A za tretie, sú všetky atómy a zvyšky sa nachádzajú na jednej osi a uhol väzba je 180 stupňov.

Samozrejme, že popísané prípady možno použiť látok, ktoré kostra obsahuje viac ako dva atómy vodíka. Princíp stereometrické konštrukcii takých molekúl je zachovaná.

Priestorová štruktúra anorganických molekúl

Tvorba kovalentných väzieb v anorganických zlúčenín mechanizmus podobný tomu z organických látok. Pre tvorbu väzby vyžaduje voľný elektrónový páry s dvoma atómy, ktoré tvoria celkový elektrónový oblak.

Presah orbitalov za vzniku kovalentnej väzby sa vyskytuje na jednom riadku z atómových jadier. Ak atóm tvoria dve alebo viac správ, vzdialenosť medzi nimi je charakterizovaný uhlom väzby.

Ak vezmeme do úvahy molekuly vody, ktorá je tvorená jedným atómom kyslíka a dvoch atómov vodíka, uhol valencie by mal v ideálnom prípade by sa dosiahne 90 stupňov. Avšak, experimentálne štúdie ukázali, že táto hodnota je 104,5 stupňov. Priestorová štruktúra molekúl líši od teoreticky predpovedať, pretože síl interakcie medzi atómami vodíka. Tie sa vzájomne odpudzujú, čím sa zvyšuje uhol väzby medzi nimi.

Sp-hybridizácia

Hybridizácia - teória tvorby rovnakých hybridných orbitálov molekuly. K tomuto javu dochádza preto, že z centrálneho atómu voľný elektrónový pary na rôznych úrovniach energie.

Uvažujme napríklad tvorbu kovalentných väzieb BeCl2 molekula. Berýlium voľný elektrónový pary sú na S a p úrovni, ktorá teoreticky by mala viesť k vzniku hrubej rohu molekuly. Avšak, v praxi, sú lineárne a je uhol väzba je 180 stupňov.

Sp-hybridizácia sa používa pri vytvorení dvoch kovalentných väzieb. Existujú však aj iné typy tvorby hybridných orbitálov.

Sp2-hybridizácia

Tento typ hybridizácia je zodpovedný za priestorovej štruktúry molekúl s tromi kovalentními väzbami. Príkladom je BCI3 molekula. Centrálny atóm bárnatý má tri nezdieľané elektrónové páry: dve na p-úrovni a jeden na s-úrovni.

Tri kovalentnej väzby za vzniku molekuly, ktorá sa nachádza v rovnakej rovine, a ich uhol väzba je 120 stupňov.

sp3 hybridizácia

Ďalšie vyhotovenia tvorby hybridných orbitálov, kedy centrálne atóm má nezdieľanú elektrónové páry 4: 3 v p-úrovni a pre y-1 v krvi. Ako príklad týchto látok - metán. Priestorová štruktúra molekuly metánu je tetraerd, vyznačujúci sa tým, že uhol je väzba 109,5 stupňov. Zmena uhla, že sa vyznačuje reakciou atómov vodíka so sebou.