Telpiskā struktūra no molekulām organisko vielu un neorganiskos

Telpiskā struktūra no molekulām neorganisko un organisko vielu ir liela nozīme, lai apzīmētu to ķīmisko un fizikālo īpašību. Ja mēs uzskatām, ka jautājums par noteiktu bukovok un skaitļiem uz papīra ne vienmēr ir iespējams nākt pie pareizajiem secinājumiem. Lai aprakstītu daudzas parādības, jo īpaši tiem, kas saistīti ar organisko ķīmiju, ir nepieciešams zināt stereometric molekulāro struktūru.

Kas ir ģeometrija

Ģeometrija - ir daļa ķīmijā, kas izskaidro īpašības molekulām vielu ziņā tās struktūru. Un telpisko attēlojumu molekulām spēlē svarīgu lomu šeit, jo tas ir galvenais, lai atrisinātu daudzas bioorganiskajiem parādības.

Ģeometrija ir kopums pamata noteikumi, kas var būt gandrīz jebkura molekula klāt nefasētā veidā. Trūkums bruto formulu, kas rakstīts parastā papīra lapas, ir tās nespēja atklāt pilnu sarakstu ar īpašībām testa vielas.

Piemērs var notikt fumārskābe, kas pieder klasei hidrogēnfosfāts. Tas ir slikti šķīst ūdenī, nav indīgs, un var atrast dabā. Tomēr, ja jūs maināt telpisko izkārtojums COOH grupu, var iegūt pavisam citu jautājumu - maleīnskābes. Tas ir viegli šķīst ūdenī, var iegūt tikai mākslīgi, tas rada risku cilvēku dēļ toksisko īpašību.

Stereoķīmiskā teorija Van't Hoff

19. gadsimtā M.Butlerova atveidojums vienotas struktūras jebkuru molekulu nevarēja izskaidrot daudzas vielu īpašībām, īpaši organisko. Tas noveda pie rakstveidā Van't Hoff strādāt "ķīmijā kosmosā", kurā viņš pievienotās teorija M.Butlerova savus pētījumus šajā jomā. Viņš ieviesa jēdzienu telpiskās struktūras molekulas, kā arī paskaidroja, cik svarīgi ir viņa atklājumu par ķīmijas zinātni.

Tātad, tas tika pierādīts, ka pastāv trīs veidu pienskābes: gaļas, piena un dextrorotatory pienskābās rūgšanas. Uz papīra lapas par katru no šīm vielām ir strukturālā formula ir tāda pati, bet telpiskā struktūra molekulu paskaidro šo parādību.

Par stereoķīmiskiem teoriju Van't Hoff sekas ir pierādījums tam, ka oglekļa atoms nav plakana, kā četras tās valences saites tiek pārvērsti augstumos iedomāta tetraedra.

Piramīdas telpisko struktūru organisko molekulu

Balstoties uz to rezultātiem Van't Hoff un viņa pētījumu, katrs oglekļa skelets no organiskās vielas var attēlot formā četrskaldnis. Tātad, mēs varam apsvērt 4 iespējami gadījumi veidošanās C-C saites un izskaidrot struktūru šīm molekulām.

Pirmais gadījums - kad molekula ir viens oglekļa atoms, kas dod 4 dēļ ūdeņraža protonu. Telpiskā struktūra metāna molekulas ir gandrīz tieši kontūra tetraedra, tomēr valence leņķis nedaudz mainījusies, jo mijiedarbības ūdeņraža atomiem.

No ķīmiskās C-C saiti sastāvs var tikt attēlots kā divas piramīdas, kas ir savienoti ar kopīgu virsotnē. Šādas konstrukcijas molekulas ir redzams, ka šie tetrahedrons var pagriezt ap savu asi, un mainīt pozīciju brīvi. Ja mēs uzskatām šo sistēmu, kā piemēru, etāna molekulas, oglekļa skelets ir patiešām spēj rotēt. Tomēr divas konkrēti noteikumi, vēlamais enerģētiski izdevīgs, ka ūdeņraža klātbūtnē Newman projekcijā nepārklājas.

Telpiskā struktūra, kas pie molekulas etilēna trešajā variantā ilustrē veidošanos C-C saites, kad divi ir kopīga četrskaldnis saistošs, t.i. krustojas ar diviem blakus esošiem virsotnēm. Kļūst skaidrs, ka, pateicoties šādas pārvietošanas molekulu stereometric stāvoklis oglekļa atomus, salīdzinot ar savu asi, ir grūti, jo Tas prasa laužot vienu no saitēm. Bet tas kļūst iespējams, lai veidotu cis un trans-izomēru vielu kā divi brīvie radikāļi katrā oglekļa var atrasties vai nu specularly vai šķērsām.

Cis un trans molekulas paskaidro esamību fumārskābes un maleīnskābes. Starp oglekļa atomiem šo molekulu veido divas saites, un katrs no tiem ir viens ūdeņraža atoms un COOH grupu.

Pēdējā gadījumā, kas raksturo telpisko molekulārā struktūra var pārstāvēt ar divām piramīdām, kas ir kopīga sejas un savienoti kopā ar trīs virsotnes. Kā piemēru var minēt molekula no acetilēna.

Pirmkārt, šādas molekulas nav cis- vai trans-izomēri. Otrkārt, oglekļa atomi nevar rotēt ap savu asi. Un treškārt, visi no atomiem un radikāļu atrodas uz vienas ass, un saite leņķis ir 180 grādi.

Protams, aprakstītajos gadījumos var piemērot uz vielām, kas skeleton satur vairāk nekā divus ūdeņraža atomus. tiek saglabāts stereometric konstruējot šādas molekulas princips.

Telpiskā struktūra no neorganiskajiem savienojumiem molekulu

Veidošanās no kovalento saišu daudzums neorganiskos savienojumus ar mehānismu līdzīga tai, organisko vielu. For bond veidošanās prasa nesadalītais elektronu pārus diviem atomiem, kas veido kopējo elektronu mākoni.

No orbitālēs pārklājas, veidojot kovalentu saiti notiek uz vienas līnijas atomu kodoliem. Ja atoms veido divas vai vairāk no komunikācijas, attālums starp tiem ir raksturīga ar bond leņķi.

Ja mēs uzskatīt ūdens molekula, kas veidojas ar vienu skābekļa atomu un divi ūdeņraža atomi, tad valence leņķis būtu ideālā gadījumā varētu sasniegt 90 grādiem. Tomēr eksperimentālie pētījumi ir pierādījuši, ka šī vērtība ir 104,5 grādi. Telpiskais molekulu struktūra, kas atšķiras no teorētiski paredzams dēļ spēku mijiedarbības starp ūdeņraža atomiem. Viņi atvairītu otru, tādējādi palielinot obligāciju leņķa starp tām.

Sp-hibridizācija

Hibridizācija - teoriju veidošanās tiem pašiem hibrīdu orbitālēs molekulas. Šī parādība notiek tāpēc, ka centrālā atoma vientuļo elektronu pāru dažādos enerģijas līmeņos.

Piemēram, uzskata veidošanos kovalento saišu BeCl2 gadījumā molekulu. Berilijs vientuļajiem elektronu pāri ir uz s un p līmeņiem, kas teorētiski būtu radīt veidošanās aptuvenu stūrī molekulas. Tomēr praksē tie ir lineāra, un obligāciju leņķis ir 180 grādi.

Sp-hibridizācija tiek izmantots, veidojot divu kovalento saišu. Tomēr ir arī citi veidi, veidošanās hibrīda orbitālēm.

Sp2-hibridizācija

Šis hibridizācijas veids ir atbildīgs par telpiskās struktūras molekulām ar trim kovalento saišu. Kā piemēru var minēt BCl3 molekula. Central bārija atoms ir trīs vienpusējs elektronu pāri: divi no p-līmenī un vienu pie s-līmenī.

Trīs kovalentās saites, lai veidotu molekulu, kas atrodas vienā un tajā pašā plaknē, un tās saite leņķis ir 120 grādi.

Sp3-hibridizācija

3 par p-līmenī un par s-1 līmeni: cits veidošanās hibrīdu orbitālēs kad centrālais atoms ir vienpusējs elektronu pārus 4 iemiesojumu. Kā piemēru var minēt šādu vielu - metāns. Telpiskā struktūra metāna molekulas ir tetraerd, pie kam saite leņķis ir 109,5 grādiem. leņķi tas ir raksturīgs ar to, pakļaujot reakcijai ūdeņraža atomus ar otru mainās.