Tilarakenteen molekyylien orgaanisten aineiden ja epäorgaanisten

Tilarakenteen molekyylien epäorgaanisten ja orgaanisten aineiden on suuri merkitys kuvaus niiden kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. Jos ajatellaan asiaa niin asetettu bukovok ja numeroita paperilla ei ole aina mahdollista tulla oikeat johtopäätökset. Kuvaamaan monia ilmiöitä, erityisesti sellaisten, jotka liittyvät orgaanisen kemian, on välttämätöntä tietää stereometric molekyylirakenne.

Mikä on Geometry

Geometria - on osa kemian joka selittää ominaisuudet aineen molekyylejä suhteen sen rakennetta. Ja luovan molekyylien tärkeä rooli tässä, koska se on avain ratkaista monia bio-orgaaninen ilmiöitä.

Geometria on joukko perus- säännöt, jotka voivat olla lähes mikä tahansa molekyyli, läsnä irtotavarana. Haittana brutto kaava, kirjoitettu tavanomaisella paperiarkille, on sen kyvyttömyys paljastaa täydellinen luettelo ominaisuuksia testiaineen.

Esimerkiksi voi tapahtua fumaarihappo, joka kuuluu luokkaan kaksiemäksisen. Se liukenee huonosti veteen, ei ole myrkyllistä ja voi olla luonnossa. Kuitenkin, jos muutat tilaratkaisut COOH-ryhmiä, voivat saada aivan eri asia - maleiinihappo. Se liukenee helposti veteen, voidaan saada vain keinotekoisesti, se aiheuttaa riskin ihmisille, koska myrkyllisiä ominaisuuksia.

Stereokemialliset teoria van't Hoff

19th century M.Butlerova esitys litteästä rakenteesta tahansa molekyylin osannut selittää monia aineiden ominaisuuksista, erityisesti orgaanista. Tämä johti kirjallisesti Van't Hoff toimi "Chemistry avaruudessa", jossa hän lisäsi teorian M.Butlerova hänen tutkimusta tällä alalla. Hän otti käyttöön käsitteen aluerakennetta molekyylien, ja selitti myös, miten tärkeää on hänen löytö Kemia.

Joten se on osoittautunut, että on olemassa kolme maitohappo: liha-, maitotuote-, ja oikealle kiertävä maitohappokäyminen. On paperiarkin kullekin näistä aineista on rakennekaava on sama, mutta spatiaalinen molekyyleissä selittää tätä ilmiötä.

Seurauksena stereokemiallinen teorian van't Hoff oli osoitus siitä, että hiiliatomi ei ole tasainen, kuten sen neljä valenssi sidoksia muunnetaan korkeuksiin kuvitteellisen tetraedrin.

Pyramidin tilarakenteen orgaanisten molekyylien

Perustuu havainnoistaan van't Hoff ja hänen tutkimusryhmänsä, jokainen hiilirunko orgaaninen aine voidaan esittää muodossa tetraedrin. Joten voimme harkita 4 mahdolliset tapaukset muodostusta C-C-sidoksia ja selittää näiden molekyylien rakenteesta.

Ensimmäisessä tapauksessa - kun molekyyli on yksi hiiliatomi, joka saadaan 4 vuoksi vety protoneja. Tilarakenteen metaani molekyylin on lähes täsmälleen ääriviivat tetraedri, mutta valenssi kulma hieman muuttuneet vuorovaikutuksen vetyatomeja.

Muodostuminen kemiallisten C-C-sidos voidaan esittää kaksi pyramidit, jotka on liitetty yhteinen kärki. Tällaisen rakenteen molekyylin se voidaan nähdä, että nämä tetraedrin voidaan pyörittää akselinsa ympäri ja muutos asennossa vapaasti. Jos pidämme tätä järjestelmää esimerkkinä etaania molekyylien hiili luuranko ovat todella pystyvät pyörimään. Kuitenkin, kaksi erityistä määräyksiä edullista energeettisesti edullista, että vetyä Newman projektio eivät ole päällekkäisiä.

Tilarakenteen molekyylin eteeni kolmannen suoritusmuodon esimerkki muodostumista C-C-sidosten, kun kaksi on yhteinen tetraedri sidottu, ts leikkaavat kahden vierekkäisen piikin. On selvää, että koska tällainen liike molekyylien stereometric kanta hiiliatomia suhteessa sen akseli on vaikeaa, koska Se edellyttää murtaa jotakin linkkiä. Mutta se tulee mahdolliseksi muodostaa cis ja trans-isomeerit aineiden kaksi vapaaradikaalia kukin hiili voi sijaita joko spekulaarisesti tai poikittain.

Cis- ja trans-molekyylien selittää olemassaolon fumaarihapon ja maleiinihapon kanssa. Välillä hiiliatomia nämä molekyylit on muodostettu kaksi sidosta, ja jokainen niistä on yksi vetyatomi ja COOH-ryhmä.

Jälkimmäisessä tapauksessa joka luonnehtii spatiaalinen molekyylirakenne voi edustaa kaksi pyramidit, joilla on yhteinen ja liitetään yhteen kolmen kärkipisteet. Eräs esimerkki on molekyyli asetyleeni.

Ensinnäkin tällaiset molekyylit eivät ole cis tai trans-isomeerejä. Toiseksi, hiiliatomit eivät voi pyöriä akselinsa ympäri. Ja kolmanneksi, kaikki atomit ja radikaalit sijaitsevat toisella akselilla ja sidos kulma on 180 astetta.

Tietenkin, kaikissa edellä kuvatuissa tapauksissa voidaan käyttää aineita, jotka runko sisältää enemmän kuin kaksi vetyatomia. Periaate stereometric rakentaminen tällaisista molekyyleistä säilyy.

Avaruudellinen rakenne epäorgaanisten molekyylien

Muodostuminen kovalenttisten sidosten epäorgaanisen yhdisteet samanlaisella mekanismilla, että orgaanisten aineiden. Ja sidoksen muodostumisen vaatii yksinäinen elektroni paria kahden atomin, jotka muodostavat koko elektronin pilvi.

Päällekkäisyyden orbitaalien muodostumiseen kovalenttinen sidos esiintyy yksi rivi atomien ytimet. Jos atomi muodostaa kaksi tai useampi viestinnän, niiden välinen etäisyys on tunnettu siitä, että side kulma.

Jos ajatellaan vesimolekyyli, joka on muodostettu yhden happiatomin ja kaksi vetyatomia, valenssi kulma tulisi ideaalitapauksessa se saavuttaa 90 astetta. Kuitenkin, kokeelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä arvo on 104,5 astetta. Tilarakenteen molekyylien eroaa teoreettisesti ennustaa, koska voimien vuorovaikutusta vetyatomeja. Ne hylkivät toisiaan, mikä lisää sidos kulma niiden väliin.

Sp-hybridisaatio

Hybridisaatio - teoria muodostumisen saman hybridi orbitaaleja molekyylin. Tämä ilmiö johtuu siitä, että keskeinen atomin yksinäinen elektronipareja eri energiatasot.

Esimerkiksi harkita kovalenttisten sidosten muodostumista BeCl2 molekyyli. Beryllium yksinäinen elektronipareja ovat n ja p tasolla, joka teoriassa pitäisi aiheuttaa muodostumista karkea kulman molekyylin. Kuitenkin käytännössä ne ovat lineaarisia, ja sidos kulma on 180 astetta.

Sp-hybridisaatio käytetään muodostaa kaksi kovalenttisten sidosten. On kuitenkin olemassa muita tyyppejä muodostumista hybridi orbitaalien.

Sp2-hybridisaatio

Tämän tyyppinen hybridisaatio on vastuussa tilarakenteen molekyylien kanssa kolme kovalenttisia sidoksia. Eräs esimerkki on BCI3 molekyyli. Keski barium atomi on kolme jakamatonta elektronipareja: kaksi p-tason ja yksi s-tasolla.

Kolme kovalenttisia sidoksia muodostamaan molekyylin, joka sijaitsee samassa tasossa, ja sen sidos kulma on 120 astetta.

Sp3-hybridisaatio

Toisen suoritusmuodon muodostumista hybridi orbitaalien kun keskeinen atomi on jakamaton elektronipareja 4: 3 p-tason ja s-1-tasoa. Eräs esimerkki tällaisista aineista - metaani. Tilarakenteen metaani molekyyli on tetraerd, jolloin sidos kulma on 109,5 °. Kulmaa muuttamalla se on tunnettu siitä, saattamalla vetyatomia toistensa kanssa.