Die ruimtelike struktuur van die molekule van organiese stowwe en anorganiese

Die ruimtelike struktuur van die molekule van anorganiese en organiese stowwe is van groot belang in die beskrywing van hul chemiese en fisiese eienskappe. As ons die saak as stel bukovok en nommers op papier oorweeg is nie altyd moontlik om die korrekte gevolgtrekkings te kom. Vir baie verskynsels, veral dié wat verband hou met organiese chemie beskryf, is dit nodig om die stereometric molekulêre struktuur weet.

Wat is Meetkunde

Meetkunde - is 'n afdeling van chemie wat die eienskappe van die molekule van die stof verduidelik in terme van sy struktuur. En die ruimtelike voorstelling van die molekules speel 'n belangrike rol hier, want dit is die sleutel tot die oplossing van baie bio-organiese verskynsel.

Meetkunde is 'n stel basiese reëls, wat byna 'n molekule teenwoordig in grootmaat vorm kan wees. 'N Nadeel van die bruto formule, geskryf in 'n konvensionele vel papier, is sy onvermoë om die volledige lys van eienskappe van die toets stof openbaar.

'N Voorbeeld kan fumaric suur, wat behoort tot die klas van dibasiese gebeur. Dit is swak oplosbaar in water, is nie giftig en kan gevind word in die natuur. maleïne suur - As jy egter die ruimtelike rangskikking van die COOH groepe verander, kan 'n heeltemal ander saak kry. Dit is maklik oplosbaar in water, kan slegs kunsmatig verkry, dit hou 'n gevaar vir die mens as gevolg van giftige eienskappe.

Stereochemiese teorie van van't Hoff

In die 19de eeu M.Butlerova voorstelling van 'n plat struktuur van enige molekuul kan nie baie van die eienskappe van stowwe, veral organiese verduidelik. Dit het gelei tot die skryf van die Van't Hoff werk "Chemie in die ruimte", waarin hy bygevoeg die teorie M.Butlerova sy navorsing op hierdie gebied. Hy het die konsep van ruimtelike struktuur van molekules, en ook verduidelik die belangrikheid van sy ontdekking van die chemiese wetenskappe.

So dit is bewys van die bestaan van drie tipes van melksuur: vleis, suiwelprodukte, en dekstroroterend melksuurfermentasie. Op 'n vel papier vir elk van hierdie stowwe is die struktuurformule is dieselfde, maar die ruimtelike struktuur van molekules verduidelik hierdie verskynsel.

Die gevolg van stereochemiese teorie van van't Hoff was 'n bewys van die feit dat die koolstofatoom is nie plat, as sy vier valensie effekte word omgeskakel na die hoogtes van 'n denkbeeldige tetrahedron.

Piramidale ruimtelike struktuur van organiese molekules

Op grond van hul bevindinge van't Hoff en sy navorsing, kan elke koolstofskelet van die organiese stof word aangebied in die vorm van tetrahedron. So kan ons die 4 moontlike gevalle vorming C-C effekte oorweeg en verduidelik die struktuur van hierdie molekules.

Die eerste geval - wanneer die molekuul is 'n enkele koolstofatoom wat 4 bied as gevolg van waterstof protone. Die ruimtelike struktuur van die metaanmolekule is byna presies die uiteensetting van 'n tetraëder egter valensie hoek effens verander as gevolg van die interaksie van waterstofatome.

Die vorming van 'n chemiese C-C band kan voorgestel word as twee piramides wat bygestaan word deur 'n gemeenskaplike punt. Van so 'n konstruksie van die molekule dit kan gesien word dat hierdie viervlakke om sy eie as en verandering posisie kan nie gedraai word, verniet. As ons kyk na hierdie stelsel as 'n voorbeeld van etaan molekules, koolstof in die geraamte is regtig in staat om te draai. Maar twee spesifieke bepalings van die voorkeur energiek voordelig dat die waterstof in die Newman projeksie nie oorvleuel.

Die ruimtelike struktuur van die molekule etileen derde verpersoonliking voorbeeld vorming van C-C-effekte, wanneer die twee het 'n gemeenskaplike tetrahedron gebind, dit wil sê sny by twee aangrensende pieke. Word dit duidelik dat as gevolg van so 'n beweging van die molekule stereometric posisie koolstofatome met betrekking tot sy eie as moeilik, want Dit vereis die afbreek een van die skakels. Maar is dit moontlik om cis en trans isomere van die stowwe as vorm twee vrye radikale op elke koolstof kan geleë wees óf specularly of dwars.

Cis en trans molekules verduidelik die bestaan van fumaric suur en maleïne suur. Tussen die koolstofatome in hierdie molekules gevorm twee bande, en elkeen van hulle het 'n waterstofatoom en die COOH-groep.

Laasgenoemde geval, wat die ruimtelike molekulêre struktuur kenmerk kan voorgestel word deur twee piramides wat 'n gemeenskaplike gesig het en saamgevoeg deur drie hoekpunte. 'N Voorbeeld is die molekule van asetileen.

Eerstens, het so 'n molekule nie cis of trans-isomere. In die tweede plek, die koolstofatome is nie in staat om te draai om sy eie as. En derdens, al die atome en radikale is geleë op een as en die band hoek is 180 grade.

Natuurlik, kan die beskryf gevalle toegepas word om stowwe wat geraamte bevat meer as twee waterstofatome. Die beginsel van stereometric bou van sulke molekule in stand gehou word.

Die ruimtelike struktuur van inorganics molekules

Die vorming van kovalente bindings in anorganiese verbindings deur 'n meganisme soortgelyk aan dié van organiese stowwe. Vir bindingsvorming vereis 'n eensame elektronpare van die twee atome wat die totale elektronwolk vorm.

Die oorvleueling van orbitale in die vorming van 'n kovalente binding vind plaas op een lyn van die atoomkerne. As atoom vorm twee of meer van die kommunikasie, is die afstand tussen hulle wat gekenmerk word deur die band hoek.

As ons kyk na watermolekule, wat gevorm word deur een suurstofatoom en twee waterstofatome, die valensie hoek moet verkieslik sou 90 grade bereik. Tog het eksperimentele studies getoon dat hierdie waarde is 104,5 grade. Die ruimtelike struktuur van die molekule anders as die teoreties voorspel as gevolg van die magte van interaksie tussen die waterstofatome. Hulle stoot mekaar af, en daardeur die band hoek therebetween toeneem.

SP-verbastering

Verbastering - 'n teorie van die vorming van dieselfde baster orbitale van die molekule. Hierdie verskynsel kom voor as gevolg van die sentrale atoom eensame elektronpare op verskillende energievlakke.

Byvoorbeeld, kyk na die vorming van kovalente bindings BeCl2 molekule. Berillium eensame elektronpare op die s en p vlakke, wat in teorie die vorming van 'n rowwe hoek van die molekuul moet veroorsaak. Maar in die praktyk is dit lineêr, en die band hoek is 180 grade.

SP-verbastering word in die vorming van twee kovalente bindings. Maar daar is ander vorme van vorming van hibriede orbitale.

Sp2-verbastering

Hierdie tipe van verbastering is verantwoordelik vir die ruimtelike struktuur van molekules met drie kovalente bindings. 'N Voorbeeld is BCl3 molekule. Sentrale barium atoom bestaan uit drie ongedeelde elektronpare: twee op die p-vlak en een by die s-vlak.

Drie kovalente bindings aan 'n molekule wat geleë is in die dieselfde vlak te vorm, en sy band hoek is 120 grade.

Sp3-hibridisasie

Nog 'n verpersoonliking van die vorming van hibriede orbitale wanneer die sentrale atoom ongedeelde elektronpare 4: 3 op 'n p-vlak en vir s-1 vlak. 'N Voorbeeld van sodanige stowwe - metaan. Die ruimtelike struktuur van die metaanmolekule is tetraerd, waarin die verband hoek is 109,5 grade. Die verandering van die hoek dit word gekenmerk deur reageer waterstofatome met mekaar.