Структурные формулы. Структурные формулы всех элементов


§ 1.6. Валентность элементов. Структурные формулы веществ.

В предыдущей главе, вы уже могли заметить, что атомы, группируясь друг с другом, не обязательно образуют двухатомные молекулы, т.е. соединяются в соотношении один к одному. В молекуле воды, например, к одному атома кислорода прикрепляется два атома водорода. Количество связей, которые атом химического элемента образует с другими атомами, называется его валентностью.

Обозначается валентность римскими цифрами — I,II, III и т.д. в соответствии со своим значением. Давайте в качестве примера рассмотрим такие соединения как хлороводород HCl, воду Н2О, аммиак Nh4 и метан Ch5. Смотри рисунок 7.

Рисунок 7. Трехмерные модели молекул HCl (a), h3O (б), Nh4 (в) и Ch5 (г)

Если схематично изобразить строение этих молекул, обозначая атомы химических элементов соответствующими им символами, а связь между ними отрезком,получаются формулы следующего вида, называемые структурными:

Рисунок 8. Структурные формулы молекул хлороводорода, воды, аммиака и метана соответственно

Из представленных на рисунке ХХ структурных формул можно сделать вывод о том, что валентность водорода и хлора равна I, кислорода II, азота — III, углерода -IV.

Валентность химических элементов в соединениях принято указывать надстрочным индексом справа от символа химического элемента, либо над ним, как, например, это сделано ниже:

Для некоторых элементов характерна постоянная валентность, то есть в соединениях их валентность равна всегда одному и тому же числу.Так, например, постоянная валентность, равная единице, наблюдается для ряда металлов, называемых щелочными — лития, натрия, калия, рубидия и цезия, Постоянная валентность, равная двум, наблюдается у кислорода, магния, кальция, стронция, бария, цинка. Постоянная валентность равная трем наблюдается у алюминия Al.

Элементы с переменной валентностью — это элементы, которые в разных соединениях могут иметь различные значения валентности. Следовательно, атомы этих элементов в разных соединениях могут образовывать различное число химических связей (таблица 2).

Таблица 2. Наиболее характерные значения валентности некоторых элементов

Химические элементы

Их основные валентности

Cl, Br, I

I, III, V, VII

S, Se

II, IV, VI

C, Si, Sn, Pb

II, IV

P

III, V

Cu

I, II

Fe

II, III

Cr

II, III, VI

Часто в определении валентности таких элементов в каждом отдельном случае может помочь так называемое правило валентности, согласно которому, в соединениях, образованных только двумя химическими элементами практически всегда произведение валентности одного химического элемента на количество его атомов в молекуле равно произведению валентности на  количество атомов в молекуле второго элемента. Другими словами для вещества формулу которого в общем виде можно записать как AxBy  с валентностями элементов А и В равными n и m соответсвенно, справедливо выражение:

X*n = y*m

Давайте в качестве примера установим валентность серы в соединениях SO2 (диоксид серы) и Al2S3 (сульфид алюминия). Как уже было сказано выше, кислород и алюминий являются элементами с постоянными валентностями. Для кислорода валентность во всех его соединениях равна двум, а алюминия трем.

Рассчитаем валентность серы в диоксиде серы обозначив ее как «х»:

Аналогично рассчитаем валентность серы в сульфиде алюминия:

Следует отметить, что правило валентности не применимо для некоторых соединений, в которых есть связи между атомами одного химического элемента. В частности, нельзя использовать правило валентности в случе такого соединения как перекись водорода поскольку его структурную формулу можно записать как Н-О-О-Н, то есть в каждой молекуле данного соединения есть связь кислород-кислород.

Очевидно, что правило валентности может быть использовано не только для нахождения валентности какого-либо элемента, но также и для составления формулы соединения, если известны валентности образующих его элементов.

Рассмотрим в качестве примера следующую задачу:

«Определите формулу соединения образованного атомами хлора и кислорода, если валентность хлора в данном соединении VII »

Решение:

Кислород имеет только одно значение валентности, равное двум, соответственно можем записать:

Наименьшее общее кратное (НОК) чисел 7 и 2 равно 14.

Индекс, относящийся к хлору, будет равен х = 14:7 = 2,

Индекс, относящийся к кислороду, будет равен y = 14:2 = 7.

Т.е. искомая формула Cl2O7.

Следует отметить тот факт, что в большинстве сложных веществ атомы одного химического друг с другом не связаны, например:

Рисунок 9. Структурные формулы молекул фосфорной кислоты, фосфина, серной кислоты и оксида хлора (VII)

scienceforyou.ru

Структурные формулы

 

В веществах атомы связаны друг с другом в определённой последовательности, а между парами атомов (между химическими связями) имеются определённые углы. Всё это необходимо для характеристики веществ, так как от этого зависят их физические и химические свойства. Сведения о геометрии связей в веществах частично (иногда полностью) отражаются в структурных формулах.

В структурных формулах связь между атомами изображается чертой. Например:

- химическая формула воды h3O, а структурная H-O-H,

- химическая формула пероксида натрия Na2O2, а структурная Na-O-O–Na,

- химическая формула азотистой кислоты HNO2, а структурная H-O-N=O.

При изображении структурных формул чёрточками обычно показывают стехиометрическую валентность элементов. Структурные формулы, построенные по стехиометрическим валентностям, иногда называются графическими.Такие структурные формулы несут информацию о составе и порядке расположения атомов, но не содержат правильных сведений о химических связях между атомами.

Например, химическая формула азотной кислоты HNO3, а структурная, построенная по стехиометрическим валентностям, изображается так:

 

O

H-O-N

O

 

Из этой формулы видно, что стехиометрическая валентность азота в азотной кислоте равна 5. и это правильно. Но, как показывают исследования, электронная валентность азота в азотной кислоте рана 4, так как между атомами азота и кислорода образуется не четыре, а три связи, причём, одна их них распределяется поровну между двумя атомами кислорода (такие связи называются делокализованными). Поэтому структурная формула азотной кислоты, отражающая электронную валентность элементов, такова:

Большинство оксидов, оснований и солей существуют в виде твердых соединений с ионными или частично ионными связями. Для таких соединений структурные формулы не соответствуют реальному строению веществ, а носят формальный, условный характер, показывая, как могли бы соединяться атомы, если бы вещество состояло из молекул, соответствующих формуле.

Истинную структурную формулу можно изобразить лишь на основании исследования реальной структуры вещества – экспериментально или теоретически. Эти вопросы рассматриваютя в данном пособии и в других учебных пособиях при изучениихимической связи.

При изображении структурных (графических) формул нужно выполнять следующие простые правила.

1. Число чёрточек, исходящих от каждого атома, равно его валентности.

2. В кислородсодержащих кислотах и солях со сложным кислородсодержащим катионом атомы водорода и металла соединяются с кислотообразующим элементом через атомы кислорода.

3. Атомы элементов, у которых стехиометрическая валентность в соединении совпадает с электронной валентностью, не соединяются между собой, т.е. не образуют гомоцепей.

 

Пример 19. Изобразить структурные формулы a) CrO3; б) Al2S3, в) K2SO4.

Решение. Определяем стехиометрические валентности атомов: V(K) = 1; V(S) = 6; V(O) = 2. Изображаем структурную формулу, пользуясь правилами 1-3:

При изображении структурных формул солей можно исходить из соответствующих формул кислот, заменяя в них атомы водорода на атомы металла с соблюдением правила валентности, т.е. один атом водорода заменяется одновалентным металлом, два - двухвалентным, три - трехвалентным и т.д. Например, карбонат кальция (CaCO3) – это средняя соль угольной кислоты h3CO3, поэтому структурную формулу этой соли можно представить так:

 

Н-О О

С=О Са С=О.

Н-О О

 

Пример 20.Изобразите графические формулы кислой соли гидросульфата натрия и основной соли карбоната гидроксожелеза (III).

Решение.При составлении графических формул солей нужно отчетливо представлять себе графические формулы кислотных и основных остатков. Кислую соль (NaHSO4) можно представить как продукт замещения одного атома водорода в серной кислоте на атом натрия:

 

H-О O H-O O

S S

H-О O Na-O O .

 

Основную соль (FeOHCO3) можно представить как продукт частичного замещения гидроксогрупп в основании Fe(OH)3 на кислотный остаток угольной кислоты:

 

О ¾ H H-O

Fe ¾ O ¾ H ; C = O ;

O ¾ H H-O

 

О

H – O – Fe C = O ;

O

 

 

Вприведенных примерах углы между связями взяты произвольно. Однако они также могут быть точно указаны и изображены.

Эти правила не распространяются на соединения, в которых электронная и стехиометрическая валентность какого-либо элемента различны, например в пероксо- и персульфо-соединениях:

 

K ¾ S K ¾ O

K2S2: ½ K2O2: ½

K ¾ S K ¾ O

 

К такимже соединениям относятся и некоторые кислоты, в которых часть атомов водорода соединяется не с атомами кислорода, а с атомом кислотообразующего элемента непосредственно. Рассмотрим три кислоты., образуемые фофсфором: 1) форфорную, 1) фосфористую и 3) фосфорноватистую.

1. Химическая формула , структурная

 

2. Химическая формула , структурная

 

3. Химическая формула , структурная

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Структурные формулы

В веществах атомы связаны друг с другом в определённой последовательности, а между парами атомов (между химическими связями) имеются определённые углы. Всё это необходимо для характеристики веществ, так как от этого зависят их физические и химические свойства. Сведения о геометрии связей в веществах частично (иногда полностью) отражаются в структурных формулах.

В структурных формулах связь между атомами изображается чертой. Например:

- химическая формула воды h3O, а структурная H-O-H,

- химическая формула пероксида натрия Na2O2, а структурная Na-O-O–Na,

- химическая формула азотистой кислоты HNO2, а структурная H-O-N=O.

При изображении структурных формул чёрточками обычно показывают стехиометрическую валентность элементов. Структурные формулы, построенные по стехиометрическим валентностям, иногда называются графическими.Такие структурные формулы несут информацию о составе и порядке расположения атомов, но не содержат правильных сведений о химических связях между атомами.

Структурная формула - это графическое изображение химического строения молекулы вещества, в котором показывается порядок связи атомов, их геометрическое расположение. Кроме того, она наглядно показывает валентность атомов входящих в ее состав.

Для правильного написания структурной формулы того или иного химического вещества вы должны хорошо знать и представлять, что такое способность атомов образовывать определенное количество электронных пар с другими атомами. Ведь именно валентность поможет вам нарисовать химические связи. Например, дана молекулярная формула аммиака Nh4. Вы должны написать структурную формулу. Учитывайте то, что водород всегда одновалентен, поэтому его атомы не могут быть связаны между собой, следовательно, они будут соединены с азотом.

Чтобы правильно написать структурные формулы органических соединений, повторите основные положения теории А.М. Бутлерова, согласно которой существуют изомеры – вещества с одинаковым элементарным составом, но с разными химическими свойствами. Например, изобутан и бутан. Молекулярная формула у них одинаковая: C4h20, а структурные – отличаются.

В линейной формуле каждый атом записывается отдельно, поэтому такое изображение занимает много места. Однако при составлении структурной формулы, вы можете указать общее число атомов водорода при каждом атоме углерода. А между соседними углеродами нарисуйте химические связи в виде линий.

Написание изомеров начните с углеводорода нормального строения, то есть с неразветвленной цепью углеродных атомов. Затем сократите на один атом углерода, который присоедините к другому, внутреннему углероду. Исчерпав все варианты написания изомеров с данной длиной цепи, сократите ее еще на один углеродный атом. И опять присоедините его к внутреннему углеродному атому цепи. Например, структурные формулы н-пентана, изопентана, тетраметилметана. Таким образом, углеводород с молекулярной формулой C5h22 имеет три изомера. Про явления изомерии и гомологии узнайти подробнее в следующих статьях!

 

himus.umi.ru

CharChem. Структурные формулы

Правила описания структурных формул в системе easyChem.

Вы можете воспользоваться Справочником для поиска готовых структурных формул по названиям, молекулярным формулам (брутто-формулам) или по категориям химических веществ.

К сожалению, описание структурных формул не может быть простым. Но система easyChem позволяет значительно упростить эту задачу. Для этого используется принцип максимального приближения процесса написания кода формулы к процессу рисования этой формулы карандашом на бумаге.

Цепочки, узлы и связи

Рассмотрим формулу этилового спирта: Ch4-Ch3-OH Это простая цепочка, состоящая из трех узлов и двух связей. Как видно, узел описывается точно так же, как линейная формула. А связь изображается знаком минус. В целом, описание формулы практически не отличается от финального представления. В этом состоит принцип визуального соответствия.

Краткое описание связи в пространстве

Теперь изобразим ту же формулу, но вертикально. Ch4|Ch3|OH Здесь в строчку записаны те же действия, которые пришлось выполнить при рисовании формулы: три узла и два символа |, обозначающие проведенную сверху вниз черточку. Какие же есть ещё способы обозначения связей? Есть символы, обозначающие наклонные связи / и \: H/O\H Двойные связи обозначаются так: h3C=Ch3 Ch3||Ch3 h3C\\Ch3 h3C//Ch3 Тройные связи - аналогично: HC%CH CH|||CH HC\\\CH HC///CH Тройная горизонтальная связь описывается символом %, либо ≡ (U+2261). А как изобразить связи, которые рисуются справа налево или снизу вверх? Для этого перед обозначением связи ставится обратный апостроф: H`-C`%N + Na`|O`|H = Na`\C`\\\N + H`/O`\H Чтобы не путаться в обозначениях \ `\ / `/, нужно мысленно проверить, рисуется ли связь слева направо. Если да, то апостроф не ставится. Апостроф означает обратное направление - справа налево. Все приведенные здесь описания связей называются краткими. Термин краткое описание связи будет часто встречаться далее по тексту.

Автоматические узлы и замыкание цепочек

Так же, как при изображении скелетных структурных формул опускаются атомы водорода, а углерод заменяется углами связей, можно поступить и при описании easyChemic. Например, чтобы нарисовать молекулу бензола в виде шестиугольника, записываем подряд символы, соответствующие линиям: \||`/`\\`|// Здесь узлы тоже есть, хотя их и не видно. Они называются автоматическими. Зато при вычислении молекулярной массы и брутто-формулы все невидимые атомы учитываются. Вторая особенность этой формулы состоит в том, что в конце цепочки мы пришли в её начало. При этом последний узел связывается с первым той связью, которая обозначена //.

Описание нескольких цепочек и ссылки на узлы

Как правило, структурные формулы невозможно описать в виде одной цепочки. Допустим, нужно изобразить формулу метана в виде четырех атомов водорода, связанных с атомом углерода. Для этого можно использовать две цепочки - вертикальную и горизонтальную, которые пересекаются на атоме углерода. Записывается это так: H-C-H; H|#C|H Для обозначения конца одной цепочки и начала другой используется точка с запятой. После неё можно ставить символы пробела или конца строки с целью улучшения читабельности. Другая важная особенность - ссылка на атом углерода при помощи конструкции #C. Это означает, что не нужно создавать новый узел, а нужно использовать уже существующий.

Нумерация узлов

Но если мы захотим изобразить развернутую формулу этилового спирта, потребуется три цепочки и два пересечения. В этом случае используем ссылку по номеру узла. Узлы нумеруются с 1 в порядке их появления в описании. Автоматические узлы не являются исключением и нумеруются точно так же, как и явно описанные. Итак, этанол: H-C-C-OH; H|#2|H; H|#3|H Здесь первый узел - атом водорода, а ссылки идут на второй и третий узлы. Это атомы углерода. Кстати, четвертый узел - это OH, т.к между атомами не указана связь. Пятый узел - первый атом водорода во второй цепочке. Шестой узел - последний атом водорода во второй цепочке. Потому что узел #2 уже имеет номер 2 и по второму разу не нумеруется. Вот ещё пара способов описания той же молекулы: H|C|H; H|C|H; H-#C-#5-OH H-C|H; H|#C-C|H; H|#-3-OH В последнем варианте мы видим отрицательный номер #-3. Это может быть удобно, когда проще считать узлы не от начала, а от конца. Номеру -1 соответствует атом водорода, который объявлен непосредственно перед #-3. Номер -2 - последний атом водорода во второй цепочке.

Метки узлов

Существует ещё один способ ссылки на узел. Для этого узлу нужно назначить метку:H|C:cntr|H; H-#cntr-H Метка назначается при помощи двоеточия после описания узла и состоит из букв и цифр.

Ветвления

Существует и второй способ описания нелинейных структур - ветвление. Например, уксусная кислота: h4C-C<//O>\OH Символ < ставится сразу после описания узла. После символа > мы как бы возвращаем карандаш к тому узлу, который был до открытия ветки. Внутри веток можно открывать вложенные ветки. Например:: H\N</N<`|H>\H>|H К сожалению, символы < и > являются служебными в html. И если, к примеру, в html-файле записать </I>, то браузер посчитает это окончанием тега <I>, хотя мы его не объявляли. Но ветку с атомом йода в формуле мы не увидим. Для предотвращения конфликтов можно заменить < и > на (* и *). Запись (*/I*) будет воспринята правильно. Причем, замена равнозначна настолько, что можно использовать даже сочетания. Например (*/I>

Правильные многоугольники

Возможно Вы уже заметили, что краткие описания связей (которые записываются в виде символов -\|/) предназначены для описания правильных шестиугольников типа бензола. А если нам потребуется изобразить фуран (пятиугольник) или Оксациклогептатриен (семиугольник), то такие связи нам не помогут. Простейшим примером может служить Этиленоксид - треугольник: `=_p3O_p3 Здесь сначала рисуется горизонтальная двойная связь, а затем от неё начинает строиться правильный треугольник. Две оставшиеся связи строятся конструкциями _p3. Это означает одинарную связь для полигона с 3 вершинами с поворотом по часовой стрелке относительно предыдущей связи. Пример посерьёзнее - семиугольный Оксациклогептатриен с тремя двойными связями (которые обозначаются pp): `=_p7_pp7_p7O_p7_pp7_p7 <-> =_q7_qq7_q7O_q7_qq7_q7 Тут два варианта. Один с поворотом по часовой стрелке. Второй - против часовой. Для этого предназначена похожая конструкция, но с буквой q. А для пятиугольников цифру можно не писать. Поэтому фуран записывается проще: -_pp_pO_p_pp К сожалению, такая запись уже не так проста, как при помощи кратких описаний. Но сложность возрастает по мере добавления новых возможностей. Ещё пример. Изобразим формулу аденина. Нужно совместить шестиугольник с пятиугольником. Вот два варианта: ||_pHN_p_ppN_p/<`|Nh3>\\N|`//N`\ <-> /<`|Nh3>\\N|`//N`\`||_qN_qq_qHN_q

Повторные связи

Рассмотрим такой вариант построения формулы этилена: H\C|C`/H; H`/#C|\H Здесь две цепочки имеют два общих атома углерода. Во второй цепочке первый атом углерода объявлен через указатель. Это необходимо, т.к. иначе цепочки не соединятся. Но следующий атом объединяется за счёт геометрического совпадения. Одиночная связь, проведенная дважды по одному месту превращается в двойную. Это правило действует и для циклов. Например, изобразим орто-крезол одной прямой цепочкой.OH|\|`//`\`||/\/Ch4

Фиктивные связи

Существует возможность описывать фиктивные связи. Для этого после описания связи добавляется 0. Это как бы означает, что кратность связи равна нулю. Воображаемый карандаш отрывается от бумаги. Но перемещение сохраняется. Изобразим формулу пирена при помощи одной цепочки без ветвлений. Этап 1. Только одинарные связи: |`/`\`|`\`/|\/`|/`|/\|`/`\`|`\`/| В тех местах, где появились двойные связи, карандаш прошел дважды. В одном месте это то, что нужно. Но в другом уберем лишнюю связь, добавив 0. Ну и дополним двойные связи, где это нужно. Получаем финальный вариант: |`//`\`|0`\\`/||\//`|/`|/\\|`//`\`|`\`//| Также этим способом можно изображать формулы веществ, имеющих ионную связь.Например, карбонат калия: K^+\0O`^-/`|O|\O^-/0K^+

Универсальная связь

Мы уже познакомились с кратким описанием связи и полигональными связями. Но существуют ситуации, когда их возможностей недостаточно.Для полного контроля над формированием структурной формулы можно воспользоваться универсальным описанием связи. Оно в общем виде записывается так: _(параметры). Параметры записываются через запятую внутри скобок. Каждый параметр начинается с символа, определяющего его назначение. Есть довольно много параметров, но при описании конкретной связи используются только те, которые нужны. Полный перечень параметров есть в документации. Здесь рассмотрим только наиболее характерные. Начнем с параметров, позволяющих указывать смещение следующего узла относительно предыдущего.

Декартовы координаты

Самый простой способ указать положение одного узла относительно другого - использование координат x и y. Если указать только x или только y, то значение другой координаты считается равной 0.h4C_(x2)OH Это метиловый спирт с длиной связи в 2 раза длиннее обычной. Используется параметр x, имеющий значение 2. Усложним задачу. Используем перемещения в двух измерениях для изображения молекулы β-дезоксирибозы: _(x-1,y1)_(x-1)<|OH>_(x-1,y-1)<`|HOCh3>_(x1.5,y-0.5)O_(x1.5,y0.5)`|OH Координатная система обычная для машинной графики. Ось X слева направо, ось Y сверху вниз. Точно так же, как и все остальные направления в easyChem. Однако, здесь не хватает традиционного утолщения связей, которое обычно используется при изображении формул сахаров. Но это легко исправить. Добавим параметры, указывающие на расширение и сужение линий: W+ и W-. _(x-1,y1,W+)_(x-1)<|OH>_(x-1,y-1,W-)<`|HOCh3>_(x1.5,y-0.5)O_(x1.5,y0.5)`|OH

Угловые координаты

Другим способом указания относительного положения является использования угла поворота и длины линии. Используются параметры:
  • A - абсолютный угол поворота в градусах относительно оси слева направо по часовой стрелке. A90 - вниз, A-90 - вверх, A180 - назад. Если параметр не указан, значение считается равным 0.
  • L - длина линии. L2 - линия в 2 раза длиннее обычной. Если не указывать, будет равно стандартной длине (обычно 1, но может быть переопределено функцей $L)
Пример: H_(A45)C<_(A135)H>_(L1.2,N2)C<_(A-45)H>_(A45)H Здесь мы видим ещё один новый параметр N. Он задаёт кратность связи. Для тройной связи можно указать N3. А для фиктивной связи - N0.

Хиральность

Для отображения хиральности можно использовать универсальные связи с параметрами:
  • w+ для приближения (от wide) или w-, если нужно отобразить утолщения против движения связи
  • d+ для отдаления (deep, dash) или d-, если в обратном направлении.
В качестве примера рассмотрим Бромхлорфторметан:

Cl|C<_(A160,d+)H><_(A100,w+)F>_(A20)Br = Cl|C<_(A160,d+)Br><_(A80,w+)H>_(A20)F != Cl|C<_(A160,d+)Br><_(A80,w+)F>_(A20)H

Но есть способ проще - использование кратких обозначений с суффиксом w или d. Например, изобразим формулу β-D-Арабинопиранозы : \/O`|</dOH>`\<`|dOH>`/<`\wHO>|`/wHO

Делокализованные π-связи (кружок внутри полигона)

Если нужно отобразить делокализованные π-связи в виде кольца, применяется конструкция _o. Она ставится сразу после замыкания циклической цепочки и игнорирует ветки. Рассмотрим в качестве примера фенол, где группа OH намеренно вынесена в ветку в демонстрационных целях. \</OH>|`/`\`|/_o Нафталин: /\|`/`\`|_o`\`/|\/_o

Абстрактные элементы

Иногда нужно изобразить не всю формулу, а только часть. Это полезно для полимеров. Или требуется выразить какую-то общую часть для группы веществ с похожими свойствами. Для этих случаев предназначены абстрактные элементы, представляющие собой текст, взятый в фигурные скобки. Карбоновая кислота: {R}-C<\OH>//O Полиэтилен: {...}-Ch3-Ch3-Ch3-Ch3-{...} Если нужно изобразить радикал, то не следует оставлять связь без узла на конце. В этом случае будет сформирован автоматический узел. Вместо этого используйте пустой абстрактный элемент. Сульфоксил: H-O-S-{}; O||#S||O

Функции, улучшающие внешний вид

Для модификации внешнего вида формул есть довольно большое количество функций. Все они имеют похожий синтаксис: $name(parameters). Если параметров нет, то скобки всё равно используются $name(). Рассмотрим некоторые из них.

Указание угла наклона связей

Особенность кратких описаний связей при помощи символов \ и / состоит в том, что их угол наклона выбирается автоматически: либо 30°, либо 60°, в зависимости от соседних связей. Но бывают случаи, когда требуется иное поведение. Функция $slope(угол) задаёт угол наклона явным образом для всех следующих связей. Можно использовать $slope(), чтобы вернуть исходное поведение. H$slope(45)\C<`/H>=C$slope(70)<\H>/H

Коэффициент длины связи

Функция $L(число) позволяет менять длину всех следующих связей с кратким описанием и универсальных связей, где используется параметр A и не указан L. H$L(0.8)\C</H>$L()||C$L(1.4)<`/Cl>\Cl

Цвет

Есть довольно много функций, позволяющих выделять цветом различные участки формулы. Самая простая $color(цвет). Цвет задаётся названиями red, green, blue... или числовым описанием #F00, #0F0, #00F... Точно так же, как это принято в CSS и HTML. Вызов $color() возвращает исходный цвет. $color(blue)h4N-$color()CH<|Ch4>$color(red)-COOH

Водородные связи

Если после краткого обозначения связи поставить символ h, то получится водородная связь. Например, димер муравьиной кислоты: O`//HC\O-H-hO//CH`\O`-H`-h#1 Возможно, для лучшего отображения стоит увеличить длину водородной связи. Для этого можно воспользоваться универсальным описанием связи с параметром H: _(H). Изобразим водородные связи между молекулами аденина и тимина в составе ДНК: H\<-H>`/\\N`/`=N`\/_qN_qq_qN<`/{R}>_q_q-; #3_(x2,H)O\\-</>\\`/N<\{R}>`-<`//O>`\N</>`-H_(H)#5 Здесь первая цепочка - аденин. Верхняя водородная связь _(x2,H) имеет двойную длину. Вторая _(H). Длина не указывается, т.к. положение узлов уже определено.

Координационные связи со стрелкой

Для отображения связи со стрелкой на конце может использоваться краткое описание с буквой v. h4N-vPt`|Cl; Nh4`-v#Pt|Cl В этом примере пришлось использовать две цепочки, т.к. для краткого описания изменить направление стрелки нельзя. То есть, стрелка может быть только на конце связи, а не в начале. Универсальное описание не имеет таких ограничений. Параметр С указывает, что это связь координационная _(С). Если стрелку нужно направить от конца к началу линии, используем _(C-). А запись _(C+) сделает стрелки с обоих концов линии. Cl$L(1.4)|Ni|Cl; h4N\v#Ni_(A30,C-)Nh4; h4N/v#Ni_(A-30,C-)Nh4

Чёрточки и точки вокруг элементов

Существует возможность изобразить чёрточки и точки вокруг элементов. Для этого используются функции $dashes() и $dots(). Функции применяются первому следующему элементу. Цвет соответстует установленному через itemColor. Для обозначения чёрточек используется принцип визуального соответствия. Косые черточки указываются символами / и \, вертикальные |. Точка символизирует сам элемент. Линия сверху обозначается знаком минус (-), снизу подчерк (_). Для них не имеет значения, стоят ли они слева или справа от точки. Более того, они заменяют точку. Поэтому ориентированные символы нужно ставить соответственно до или после - _. Сочетание (/\./\) можно тоже записать без точки (/\/\). Или даже ещё короче - (<>).

$dashes(|)N%$dashes(.|)N <-> $dashes(-)N|||$dashes(_)N * $dashes(|-_)Br-$dashes(-_|)Br <-> $dashes(|-|)Br|$dashes(|_|)Br * $dashes(<)O=C=$dashes(>)O <-> $dashes(/.\)O||C||$dashes(\./)O

Использование фиктивных связей для комментариев

Иногда внутри формулы желательно разместить какие-то пояснения. Для этого можно использовать фиктивные связи и узлы, представляющие собой комментарии. Если в качестве фиктивной связи использовать конструкцию типа /0 или (A45,N0), то линия будет отсутствовать. Но есть способ явно указать внешний вид линии: параметр S. S| означает сплошную линию, S: - прерывистую. Теперь кратко рассмотрим комментарии. Они заключаются в двойные кавычки. Но в тексте комментария можно использовать обращение к словарю easyChem. Для этого используется ключ, взятый в обратные апострофы. Ключом может быть обозначение химического элемента, а в результате получится его название на текущем языке страницы. В качестве примера изобразим бромоводород и подпишем водород синим, а бром - сиреневым цветом, используя прерывистую линию для связи комментария с соответствующим атомом: H-Br; $color(blue)#H_(x-1,y-1,S:)"`H`"; $color(magenta)#Br_(x1,y-1,S:)"`Br`"

Конец статьи. Автор: PeterWin. Дата последнего обновления: 2013-11-30

charchem.org

Формулы структурные элементов - Справочник химика 21

    Часто в литературе для определения экономической эффективности по приведенным затратам используются только структурные формулы. Они лишь поясняют общее положение о том, что эффект определяется как разность приведенных затрат по базовому и новому вариантам научно-технического решения, и не раскрывают взаимосвязи входящих в формулу структурных элементов, методов расчета самих затрат, методов приведения затрат к сопоставимому виду. [c.37]     На основании большой расчетной работы были составлены фор- мулы для подсчетов результатов анализа (табл. 2). Так как определение физических констант для вязких масел при 20°С затруднительно, то все формулы дублируются и для констант, определенных при 70 °С. Кроме того, оказалось, что в зависимости от значений Са, Ка и других величин необходимо применять два ряда формул для низкого и высокого содержания того или иного структурного элемента. Для упрощения расчетов вначале необходимо подсчитывать факторы V, X я У, а. затем, в зависимости от их [c.72]

    ДЛЯ ароматических углеводородов нефти и, как уже указывалось, связь между этими соединениями близка и, вероятно, имеет генетический характер. Структурно-групповой анализ ясно говорит о наличии в смолах 3—4 ароматических циклов, от 1 до 2 нафтеновых и метановых цепей. По-видимому, основными структурными элементами смолистых веществ являются конденсированные циклические системы из ароматических и нафтеновых колец, а также гетероциклических систем, связанных друг с другом короткими алифатическими цепями. В литературе можно найти несколько примеров подобных формул, в которых принимают участие из гетерогенных элементов сера и кислород. Хотя эти формулы строения не могут быть доказаны, тем не менее в них содержатся все структурно-групповые компоненты природных смолистых веществ. Для схемы, приводимой ниже, вычисленный молекулярный вес составляет 750 элементарный анализ близок к реальным смолам С — 83,20%, Н —10,40%, сера 4,27%, кислород — 2,13% гомологический ряд С,Д 2п-2б  [c.149]

    Гомологический ряд (разд. 24.1)-ряд соединений, которые содержат общие структурные элементы, но отличаются числом атомов, образующих молекулу. Члены одного гомологического ряда описываются одной общей формулой. Например, алифатические насыщенные спирты имеют общую формулу С Н2 + гО. [c.436]

    После того как по характеристическим ионам и разностям масс собрана большая информация об имеющихся структурных элементах, можно попытаться составить структурную формулу исследуемого соединения. В заключение, исходя из предполагаемой структурной формулы, составляют схему распада соединения и проверяют отсутствие противоречий при объяснении масс-спектра. При этом следует учитывать допустимость только определенных механизмов распада с учетом определенных энергетических соотношений (гл. 5.5.1). [c.294]

    Определение структуры соединения, т. е. установление взаимного расположения и связей элементарных составных частей в молекулах. Результат качественного структурного анализа — структурная формула, которую строят, определяя сначала природу и число структурных элементов, затем порядок их связи друг с другом и расположение элементов структуры в пространстве (т. е. конфигурацию или конформацию молекулы). [c.9]

    Большинство встречающихся в природе аминокислот представляют собой а-аминокислоты, в которых амино- и карбоксигруппы присоединены к одному и тому же атому углерода. Другими словами, большинство из этих структурных элементов описываются общей формулой [c.481]

    Структурные элементы жидких кристаллов могут иметь различную химическую природу, поэтому мир ЖКК чрезвычайно разнообразен. В качестве структурных элементов могут выступать отдельные молекулы, как изолированные, так и связанные полимерными цепочками. Среди них олигомеры - фрагменты полимерных молекул, ассоциаты молекул, мицеллы (коллоидные частицы) и сложные живые организмы, такие как вирусы. На рис. 12.3 приведены несколько химических формул типичных жидких кристаллов. [c.150]

    Результаты количественного анализа могут быть выражены в массовых или мольных процентах. Результат, выраженный в массовых процентах, характеризует число граммов найденного повторяющегося звена в 100 г полимера. Однако это значение не отражает долю прореагировавших звеньев, поэтому нагляднее рассчитать мольную долю прореагировавших звеньев, т. е. показать, сколько молей повторяющегося звена прореагировало на 100 мономерных звеньев. Для этого нужно знать строение групп, образующихся в результате побочных реакций, чтобы иметь возможность вычислить молекулярные массы всех содержащихся в полимере структурных элементов. Если принять для простоты, что никаких побочных реакций не протекает, то можно рассматривать продукт реакции как двухкомпонентную систему, которая состоит из исходных мономерных звеньев А и образующихся в результате реакции звеньев С. Для пересчета массовых процентов в мольные можно пользоваться следующими формулами  [c.63]

    Многие характеристики линейных полимеров, в частности плотность, теплоемкость, показатель преломления, характеристическая вязкость, температура стеклования, могут быть рассчитаны, исходя из молекулярного строения цепей и аддитивного вклада различных функциональных групп и других структурных элементов цепи в значение каждого из этих параметров [40—43 44, с. 108]. С определенными допущениями такой подход может быть применен п для расчета температуры стеклования аморфных полимеров пространственного строения [45, 46], значение которой во многом определяется их химическим составом, т. е. строением молекул исходных олигомеров и сшивающих агентов. Для расчета Тс сетчатого полимера предложена следующая формула [45]  [c.29]

    По Френкелю деформирование любого материала происходит путем поочередного скачкообразного перемещения структурных элементов материала (атомов, молекул, частиц, звеньев длинных полимерных молекул) в ближайший вакантный узел регулярной или хаотичной решетки, расположенный вдоль направления силы, действующей на элемент (рис. 3.88). Каждый такой скачок представляет собой временное исчезновение вакантного узла в одном узле решетки и последующее его возрождение в другом. Таким образом, число вакансий, исчезающих в единице объема за единицу времени (йс1(И), равно произведению частоты скачков f, совершаемых одной вакансией, и их концентрации с, согласно формуле [c.692]

    Согласно формуле (22), величина Нт является линейной функцией числа одинаковых групп при постоянном числе остальных групп. Вклад определенной группы в величину Нт данного соединения должен быть поэтому независимым от молекулярного остатка и от положения этой группы в молекуле. Это, конечно, справедливо только приближенно. Поскольку отдельные группы влияют друг на друга, имеют место отклонения от этого. Хорошего согласия с формулой (22) можно ожидать, собственно говоря, только в гомологических рядах и только в той мере, в какой пространственное расположение гомологических структурных элементов обеспечивает одинаковую возможность сольватации, причем одновременно остаток молекулы в каждом члене ряда остается одинаковым. Таким образом, под гомологическим рядом в узком смысле слова подразумевается ряд нормальных карбоновых кислот, спиртов, сложных эфиров, аминов, аминокислот и т. д. точно так же образуют гомологический ряд бензол, толуол, этилбензол, но не бензол, толуол и ксилол [56]. Щавелевая, малоновая, янтарная кислоты и т. д., согласно упомянутому критерию, также не образуют гомологического ряда, поскольку изменяется не только длина цепи, но и взаимодействие карбоксильных групп. В Пределах подобных ограничений, как указывалось выше , требуемая, согласно (22), аддитивность часто подтверждалась экспериментально. При систематической обработке по формуле (22) можно [c.105]

    Теория позволяет вычислить температурную зависнмость теплоемкости, если известна модель межатомных сил. В ряде простых случаев теоретические расчеты хорошо совпадали с результатами экспериментальных исследований. Однако расчет частотного спектра, знание которого позволяет вывести формулу для теплоемкости, оказывается очень трудной задачей. Для этого необходимо знать все силовые постоянные и потенциал взаимодействия между атомами. Однако и тогда решение секулярного уравнения оказывается достаточно сложным. Кроме того, в реальных твердых телах приходится иметь дело со сложными решетками. Если элементарная ячейка такой решетки содержит п структурных элементов, то к акустическим ветвям, получающимся при решении секулярного уравнения, добавляются 3 (п—1) оптических ветвей, которые при определенных условиях отделены друг от друга и от акустических ветвей энергетическими щелями. Все это значительно осложняет расчет спектра нормальных колебаний. [c.113]

    Формула структурного элемента п в формуле (7 1) Пермахор Примечание [c.300]

    Расчеты с помощью ЭВМ проводятся для ряда значений каждого из плавающих параметров , их значения считаются запрещенными, если любой рассчитанный результат получается отрицательным. Интегральный структурный анализ, введенный Хиршем и Альтгельтом, позволяет рассчитывать около 40 средних структурных параметров для сложных органических смесей типа тяжелых нефтяных остатков. Этот метод использует эмпирические зависимости между структурными элементами и плотностью, что является его недостатком. Однако методическая разработка оказалась плодотворной и ряд авторов использовали ее, дополняя и вводя новые исходные данные [386, 387]. Например, в работе [387] вводятся новые экспериментальные данные — отношёниесо-. держания общего водорода к углероду в метильных и метиленовых группах, определенных ИК-спектроскопией, а также содержание углерода в циклических структурах, найденное расчетным путем по эмпирической формуле Вильямсона на основе данных ПМР. В другой работе [386] вводят отношение содержания метиленовых и метильных групп и содержание углерода в ареновых структурах. Введение новой информации увеличивает точность метода и позволяет рассчитывать большее число средних структурных параметров. [c.175]

    Основной структурный элемент хлорофилла — хлорин (формула А) был получен Эйснером и Линстедом с небольшим выходом при действии бромистым этилмагнием на 2-диметнламинометилпнррол в кипящем ксилоле.  [c.982]

    Определение структурной формулы. Определить структуру соединения по его масс-спектру не просто, поскольку имеющиеся пики вначале относят к определенным осколкам и только после этого найденные структурные элементы объединяют в структуру молекулы. Появление определенных пиков обусловливается упомянутым выше преобладающим механизмом распада и тем самым молекулой в целом. Несмотря на то что отдельные структурные элементы и оказывают решающее влияние на реакции распада, появление в спектре пиков с соответствующими массами не является безусловным. Так, совершенно неверно констатировать наличие карбонильного соединения по одному пику с массовым числом 28 (С0+). Карбонильные соединения распадаются преимущественно по ониевому механизму, и поэтому в спектре прежде всего следует ожидать появления пиков, соответствующих ониевым ионам. [c.291]

    Повторяющимися структурными элементами полимера оамино-энантовой кислоты будет звено — МН—(СН2)б—СО—, состав которого не соответствует исходной аминокислоте. Формулу полимера со-аминоэнантовой кислоты можно изобразить так Н[-ЫН-(СН2)е-С-] 0Н [c.462]

    В состав цепей могут входить структурные элементы [АЮ ] или [В04] "и также принимать участие в солеобразовании. В этом случае мы получаем или алюмосиликаты, или боросиликаты. Типичным и простейшим алюмосиликатом является минерал каолинит, формула которого, выраженная через оксиды, имеет вид А12О3 25102 2Н2О. В. И. Вернадский предложил для него структурную формулу [c.418]

    Единицей количества вещества является моль. Введение этой величины обусловлено следующим. В химических реакциях происходит взаимодействие между отдельными атомами и молекулами, входящими в состав того или иного вещества. Для удобства записи атомы или молекулы обозначают условными символами, называемыми формулами, например, вместо слов "одна молекула воды" или "одна молекула водорода" записывают, соответственно Н2О и Н2 Взаимодействие между молекулами вещества описывают с помощью уравнений химических реакций. Например, уравнение химической реакции 2На + 2Нр = 2ЫаОН + означает, что при взаимодействии между двумя атомами натрия (На) и двумя молекулами воды образуются две молекулы гидроксида натрия (ЫаОН) и Одна молекула водорода. На практике мы веегда имеем дело не с отдельными атомами или молекулами, а с порциями веществ, в состав которых входит огромное число этих частиц. Поэтому химики для обозначения количеств участвующих в реакциях различных веществ выбрали единицу измерения, большую, чем Один атом или одна молекула, и обозначили ее термином "моль . Моль — это количество вещества, содержащее столько же формульных единиц этого вещества, сколько имеется атомов в 12 г (точно) изотопа углерода — 12. Формульная единица вещества (иначе— структурный элемент, элементарный объект) — это химическая частица [c.9]

    П. Хорошо, вот некоторая помощь. Использование скобок в сокращенных структурных формулах связано просто с желанием сэкономить л есто, не записывая в отдельности каждый из повторяющихся структурных элементов. В неорганической химии вы пишете Mg(NOз)2 вместо MgNOзNOз. Совершенно так же и в 1 органнческой химии вы можете написать СНз(СН2)зСНз вместо СНзСНаСНгСНаСНз- Прочтите снова с. 33 и найдите другой ответ. [c.34]

    Какие структурные элементы соединения можно определить по спектру (рис. 11.15, в пластинке КВг) и брутто-формуле С7Н7СЮ  [c.120]

    Расшифрованная структура волокнистой фазы оказалась подобной структурам пироксенов и амфиболов в проекции на плоскость (010), но с иным расположением атомов вдоль оси В. Если в пироксенах основным структурным элементом являются отдельные цепочки из 51-тетраэдров, то в волокнистой фазе основу структуры составляют ленты, образованные тремя пироксеновыми цепочками, соединенными общими атомами кислорода. Состав таких лент выражается формулой [5 б01б] . Параллельные оси С ленты соединяются посредством атомов Мд и Ыа. Каждый атом Мд имеет октаэдрическое окружение из атомов кислорода и групп (ОН)-. Атомы Ыа окружены шестью анионами, связанными с одним атомом кремния и двумя атомами кислорода, являющимися общими для двух тетраэдров. Для компенсации зарядов приходится предполагать, что из шести атомов, связанных с одним атомом кремния, один представлен (ОН) -группой, а остальные — атомами кислорода. Исходя из таких предположений была выведена идеальная структурная формула синтезированной фазы ЫаМд4[81б015(ОН)](ОН)г. Полученная на основании результатов химического анализа структурная формула [c.109]

    На основании данных табл II 5 рассчитаны формулы дл) средних структурных элементов e j [c.112]

    Гомологический ряд — фуппа родственных органических соединений, отвечающих одной общей формуле и содержащих общие структурные элементы, но отличающихся ме)кду собой на одну или несколысо метиленовых фупп Hj. [c.84]

    Изомерные соединения, т. е. соединения с идентичными структурными элементами,часто могут быть разделены хроматографически . Это не противоречит формуле (22), а, наоборот, является выражением различных взаимодействий со средой, которыми пренебрегают при выводе формулы (22). Теоретически это можно будет учесть только тогда, когда будет накоплено больше сведений в отношении взаимодействия со средой и взаимного влияния одинаковых, но различным образом расположенных структурных элементов. Эмпирическое изучение этой проблемы, однако, возможно уже сегодня можно ввести в формулу (22) зкспериментально определяемые константы изомерии и обобщить таким образом имеющийся материал [62]. [c.106]

    Качественным подтверждением того, что оба скачка на кривой теплоемкости ПУ-2 связаны со стеклованием, является соблюдение правила Вундерлиха [178], согласно которому инкремент теплоемкости при стекловании АСр в расчете на 1 моль минимальных (по размерам) структурных элементов макромолекулы является постоянной величиной, равной 17,3—12,2 Дж/(моль К), и рассчитывается по формуле [c.97]

    Высокое качество нефтяных битумов, полученных из остатков парафинистых и высокопарафинистых нефтей, прошедших карбамидную депарафинизацию, во многом связано с поведением смолисто-асфальтеновых веществ и характером распределения углерода в циклоалкановых кольцах высокомолекулярных фракций смолисто-асфальтеновые вещества были подвергнуты хроматографическому делению на 7 образцов Исследование показало значительное различие их по молекулярной массе, которая возрастает Ь повышением температуры кипения фракций — для долинской нефти от 500 до 1440, ромашкинской от 420 до 2900. Расположение максимума на кривых для этих нефтей аналогично. Рассчитанные эмпирические формулы для фракций исследованных нефтей показывают, что основной состадной частью -молекулы смол и асфальтенов являются углеводородные структурные элементы, причем большая часть из них приходится на циклоалкано-ареновые (50 - б6%), не вступающие в комплекс с карбамидом, а меньшая — на долю алкеновых цепочек [285]. [c.207]

chem21.info

Брутто, структурные и электронные формулы соединений - ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ - ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ - ОБЩАЯ ХИМИЯ - Химия подготовка к ВНО и ДПА

ЧАСТЬ И

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Брутто, структурные и электронные формулы соединений

 

Второй постулат Вутлерова. Химические реакционные способности определенных групп атомов существенно зависят от их химического окружения, то есть от того, с какими атомами или группами атомов соседствует определенная группа.

Формулы соединений, которыми мы пользовались при изучении неорганической химии, отражающие только количество атомов того или иного элемента в молекуле. Такие формулы называют «брутто - формулами», или «молекулярными формулами».

Как вытекает из первого постулата Вутлерова, в органической химии важна не только количество тех или иных атомов в молекуле, а еще и порядок их связывания, то есть брутто-формулы не всегда целесообразно использовать для органических соединений. Например, для наглядности при рассмотрении структуры молекулы метана мы использовали структурные формулы — схематическое изображение порядка связывания атомов в молекулу. При изображении структурных формул химическая связь обозначают черточкой, двойная связь — двумя черточками и тому подобное.

Электронная формула (или формула Льюиса) очень похожа на структурную формулу, но в этом случае изображают не образованные связи, а электроны, как те, что образуют связь, так и те, что его не образуют.

Например, уже рассмотренную сульфатную кислоту можно записать с помощью следующих формул. Брутто-формула — Н2804, структурная и электронная формулы имеют такой вид:

 

 

Структурные формулы органических соединений

 

Почти все органические вещества состоят из молекул, состав которых выражается химическими формулами, например СН4, С4Н10, С2Н4О2. А какое строение имеют молекулы органических веществ? Этот вопрос задавали себе в середине XIX века основатели органической химии — Ф. Кекуле и О. М. Вутлеров. Исследуя состав и свойства различных органических веществ, они пришли к следующих выводов:

— атомы в молекулах органических веществ соединены химическими связями в определенной последовательности, согласно их валентности. Эту последовательность принято называть химическим строением;

— атомы Углерода во всех органических соединениях чотиривалентні, а другие элементы проявляют характерные для них валентности.

Эти положение является основой теории строения органических соединений, сформулированной В. М. Бутлеровим в 1861 году.

Химическую строение органических соединений наглядно подают структурными формулами, в которых химические связи между атомами обозначают черточками. Общее число черточек, отходящих от символа каждого элемента, равна его валентности атома. Кратные связи изображаются двумя или тремя черточками.

На примере насыщенного углеводорода пропана С3Н8рассмотрим, как составить структурную формулу органического вещества.

1. Изображаем карбоновый скелет. В данном случае цепь состоит из трех атомов Углерода:

С—С—С

2. Карбон четырехвалентное, поэтому от каждого атома Карбона изображаем недостаточные риски таким образом, чтобы наряду с каждым атомом было по четыре черточки:

3. Дописываем символы атомов Водорода:

Часто структурные формулы записывают в сокращенном виде, не изображая связи С — Н. Сокращенные структурные формулы гораздо компактнее, чем развернутые:

СН3 - СН2 – СН3.

Структурные формулы показывают только последовательность соединения атомов, но не отображают пространственного строения молекул, в частности валентные углы. Известно, например, что угол между связями С в пропане равна 109,5°. Однако структурная формула пропана выглядит так, как будто этот угол равен 180°. Поэтому правильнее было бы записывать структурную формулу пропана в менее удобном, но в более истинном виде:

Профессиональные химики используют такие структурные формулы, в которых вообще не показаны ни атомы Карбона, ни атомы Водорода, а изображен лишь карбоновый скелет в виде соединенных между собой С —С-связей, а также функциональные группы. Для того чтобы скелет не выглядел одной сплошной линией, изображающих химические связи под углом друг к другу. Так, в молекуле пропана С3Н8 всего две связи С—С, поэтому пропан изображают двумя черточками.

 

Гомологические ряды органических соединений

 

Рассмотрим структурные формулы двух соединений одного класса, например спиртов:

Молекулы метилового СН3ОН и этилового С2Н5ОН спиртов имеют одинаковую функциональную группу ОН, общую для всего класса спиртов, но отличаются длиной карбонового скелета: в этаноле на один атом Углерода больше. Сравнивая структурные формулы, можно заметить, что при увеличении карбонового цепи на один атом Углерода состав вещества меняется на группу СН2, при удлинении карбонового цепи на два атома на две группы СН2 др.

Соединения одного класса, имеющих подобное строение, но отличаются по составу на одну или несколько групп СН2, называют гомологами.

Группу СН2 называют гомологической разностью. Совокупность всех гомологов образует гомологический ряд. Метанол и этанол относятся к гомологическому ряду спиртов. Все вещества одного ряда имеют сходные химические свойства, а их состав можно выразить общей формулой. Например, общая формула гомологического ряда спиртов — СnН2n+1ВОН, где n — натуральное число.

 

Класс соединений

Общая формула

Общая формула с выделением функциональной группы

Алканы

СnН2n+2

 

Циклоалкани

СnН2n

 

Алкены

СnН2n

 

Алкадієни

СnН2n-2

 

Алкіни

СnН2n-2

 

Одноядерные арены (гомологический ряд бензену)

СnН2n-6

 

Одноатомные спирты насинені

СnН2n+2О

СnН2n+1ВH

Многоатомные спирты

СnН2n+2Вx

СnН2n+2-x(ВH)x

Альдегиды

СnН2nО

СnН2n+1CHO

Карбоновые кислоты одноосновны

СnН2nО2

СnН2n+1COOH

Эстеры

СnН2nО

СnН2n+1COOCnh3n+1

Углеводы

Сn(Н2О)m

 

Амины первичные

СnН2n+3N

СnН2n+1Nh3

Аминокислоты

СnН2n+1NO

Н2NCnh3nCOOH

schooled.ru

Структурные формулы | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

 

В веществах атомы связаны друг с другом в определённой последовательности, а между парами атомов (между химическими связями) имеются определённые углы. Всё это необходимо для характеристики веществ, так как от этого зависят их физические и химические свойства. Сведения о геометрии связей в веществах частично (иногда полностью) отражаются в структурных формулах.

В структурных формулах связь между атомами изображается чертой. Например:

— химическая формула воды h3O, а структурная H-O-H,

— химическая формула пероксида натрия Na2O2, а структурная Na-O-O–Na,

— химическая формула азотистой кислоты HNO2, а структурная H-O-N=O.

При изображении структурных формул чёрточками обычно показывают стехиометрическую валентность элементов. Структурные формулы, построенные по … стехиометрическим валентностям, иногда называются графическими.Такие структурные формулы несут информацию о составе и порядке расположения атомов, но не содержат правильных сведений о химических связях между атомами.

Например, химическая формула азотной кислоты HNO3, а структурная, построенная по стехиометрическим валентностям, изображается так:

 

O

H-O-N

O

 

Из этой формулы видно, что стехиометрическая валентность азота в азотной кислоте равна 5. и это правильно. Но, как показывают исследования, электронная валентность азота в азотной кислоте рана 4, так как между атомами азота и кислорода образуется не четыре, а три связи, причём, одна их них распределяется поровну между двумя атомами кислорода (такие связи называются делокализованными). Поэтому структурная формула азотной кислоты, отражающая электронную валентность элементов, такова:

Большинство оксидов, оснований и солей существуют в виде твердых соединений с ионными или частично ионными связями. Для таких соединений структурные формулы не соответствуют реальному строению веществ, а носят формальный, условный характер, показывая, как могли бы соединяться атомы, если бы вещество состояло из молекул, соответствующих формуле.

Истинную структурную формулу можно изобразить лишь на основании исследования реальной структуры вещества – экспериментально или теоретически. Эти вопросы рассматриваютя в данном пособии и в других учебных пособиях при изучениихимической связи.

При изображении структурных (графических) формул нужно выполнять следующие простые правила.

1. Число чёрточек, исходящих от каждого атома, равно его валентности.

2. В кислородсодержащих кислотах и солях со сложным кислородсодержащим катионом атомы водорода и металла соединяются с кислотообразующим элементом через атомы кислорода.

3. Атомы элементов, у которых стехиометрическая валентность в соединении совпадает с электронной валентностью, не соединяются между собой, т.е. не образуют гомоцепей.

 

Пример 19. Изобразить структурные формулы a) CrO3; б) Al2S3, в) K2SO4.

Решение. Определяем стехиометрические валентности атомов: V(K) = 1; V(S) = 6; V(O) = 2. Изображаем структурную формулу, пользуясь правилами 1-3:

При изображении структурных формул солей можно исходить из соответствующих формул кислот, заменяя в них атомы водорода на атомы металла с соблюдением правила валентности, т.е. один атом водорода заменяется одновалентным металлом, два — двухвалентным, три — трехвалентным и т.д. Например, карбонат кальция (CaCO3) – это средняя соль угольной кислоты h3CO3, поэтому структурную формулу этой соли можно представить так:

 

Н-О О

С=О Са С=О.

Н-О О

 

Пример 20.Изобразите графические формулы кислой соли гидросульфата натрия и основной соли карбоната гидроксожелеза (III).

Решение.При составлении графических формул солей нужно отчетливо представлять себе графические формулы кислотных и основных остатков. Кислую соль (NaHSO4) можно представить как продукт замещения одного атома водорода в серной кислоте на атом натрия:

 

H-О O H-O O

S S

H-О O Na-O O .

 

Основную соль (FeOHCO3) можно представить как продукт частичного замещения гидроксогрупп в основании Fe(OH)3 на кислотный остаток угольной кислоты:

 

О ¾ H H-O

Fe ¾ O ¾ H ; C = O ;

O ¾ H H-O

 

О

H – O – Fe C = O ;

O

 

 

Вприведенных примерах углы между связями взяты произвольно. Однако они также могут быть точно указаны и изображены.

Эти правила не распространяются на соединения, в которых электронная и стехиометрическая валентность какого-либо элемента различны, например в пероксо- и персульфо-соединениях:

 

K ¾ S K ¾ O

K2S2: ½ K2O2: ½

K ¾ S K ¾ O

 

К такимже соединениям относятся и некоторые кислоты, в которых часть атомов водорода соединяется не с атомами кислорода, а с атомом кислотообразующего элемента непосредственно. Рассмотрим три кислоты., образуемые фофсфором: 1) форфорную, 1) фосфористую и 3) фосфорноватистую.

1. Химическая формула , структурная

 

2. Химическая формула , структурная

 

3. Химическая формула , структурная

 

refac.ru