L-istruttura spazjali tal-molekuli ta 'sustanzi organiċi u inorganiċi

L-istruttura spazjali tal-molekuli tas inorganiċi u sustanzi organiċi huwa ta 'importanza kbira fid-deskrizzjoni tal-proprjetajiet kimiċi u fiżiċi tagħhom. Jekk inqisu li l-kwistjoni kif bukovok sett u n-numri fuq il-karta mhux dejjem ikun possibbli biex jaslu għal konklużjonijiet korretti. Biex niddeskrivu ħafna fenomeni, speċjalment dawk assoċjati ma 'kimika organika, huwa meħtieġ li tkun taf l-istruttura molekulari stereometric.

X'inhu Ġeometrija

Ġeometrija - hija taqsima ta 'kimika li tispjega il-proprjetajiet tal-molekuli tas-sustanza fir-rigward tal-istruttura tiegħu. U r-rappreżentazzjoni ġeografika tal-molekuli għandu rwol importanti hawnhekk, għaliex huwa l-muftieħ għas-soluzzjoni ħafna fenomeni bijo organiċi.

Ġeometrija huwa sett ta 'regoli bażiċi, li jistgħu jkunu kważi kull molekula preżenti fi kwantità. Żvantaġġ ta 'formula gross, bil-miktub fil-karta konvenzjonali tal-karta, huwa inabbiltà tagħha li tiżvela l-lista sħiħa ta' karatteristiċi tas-sustanza tat-test.

Eżempju jista 'jiġri aċidu fumariku, li jappartjeni għall-klassi ta' dibasic. Huwa tantx jinħall fl-ilma, mhux velenuż u jista 'jinstab fin-natura. Madankollu, jekk int bdilt l-arranġament spazjali tal-gruppi COOH, jistgħu jiksbu kwistjoni kompletament differenti - aċidu malejku. Din iddubx faċilment fl-ilma, jista 'jinkiseb biss artifiċjalment, huwa ta' riskju għall-bnedmin minħabba l-proprjetajiet tossiċi.

teorija Stereochemical ta van't Hoff

Fis-seklu 19 M.Butlerova rappreżentazzjoni ta 'struttura fissa ta' kull molekula ma setgħetx tispjega ħafna mill-proprjetajiet tas-sustanzi, speċjalment organiċi. Dan wassal għall-kitba tal-Hoff Van't xogħol "Kimika fl-ispazju", li fiha żied jgħid il-teorija M.Butlerova riċerka tiegħu f'dan il-qasam. Huwa introduċa l-kunċett ta 'struttura spazjali ta' molekuli, u spjega wkoll l-importanza ta 'skoperta tiegħu tax-xjenzi kimiċi.

Għalhekk ġie ppruvat l-eżistenza ta 'tliet tipi ta' aċidu lattiku: laħam, tal-ħalib, u dextrorotatory fermentazzjoni aċidu lattiku. Fuq folja tal-karta għal kull waħda minn dawn is-sustanzi huwa l-formula strutturali hija l-istess, iżda l-istruttura spazjali ta 'molekuli jispjega dan il-fenomenu.

Il-konsegwenza ta 'teorija stereochemical ta van't Hoff kienet prova tal-fatt li l-atomu tal-karbonju mhuwiex ċatt, bħala erba 'bonds valenza tagħha huma konvertiti għall-għoli ta' tetrahedron immaġinarju.

istruttura spazjali piramidali ta 'molekoli organiċi

Ibbażat fuq is-sejbiet tagħhom van't Hoff riċerka tiegħu, kull iskeletru karbonju tas-sustanza organika jistgħu jiġu ppreżentati fil-forma ta tetrahedron. Allura nistgħu nikkunsidraw l-4 każijiet possibbli formazzjoni bonds C-C u jispjegaw l-istruttura ta 'dawn il-molekuli.

L-ewwel każ - meta l-molekula hija atomu tal-karbonju wieħed li joffri 4 minħabba protoni idroġenu. L-istruttura spazjali tal-molekula metanu huwa kważi eżattament l-punti prinċipali ta 'tetrahedron, madankollu angolu valenza ftit inbidlet minħabba l-interazzjoni ta' atomi tal-idroġenu.

Il-formazzjoni ta 'kimika bond C-C jistax jiġi rappreżentat bħala żewġ piramidi li huma ngħaqdu minn quċċata komuni. Ta 'tali kostruzzjoni tal-molekula wieħed jista' jara li dawn tetrahedrons jista 'jiddawwar madwar pożizzjoni assi u l-bidla tagħha liberament. Jekk nikkunsidraw din is-sistema bħala eżempju ta 'molekuli etan, tal-karbonju fil-iskeletru huma verament kapaċi li jduru. Madankollu, żewġ dispożizzjonijiet speċifiċi tal-preferut enerġetikament vantaġġuża li l-idroġenu fil-projezzjoni Newman ma jikkoinċidux.

L-istruttura spazjali tal-etilene molekula tielet inkarnazzjoni eżempju formazzjoni ta 'bonds C-C, meta ż-żewġ jkollhom tetrahedron komuni marbuta, jiġifieri jiltaqgħu fi żewġ quċċati li jmissu magħhom. Isir ċar li minħabba dan il-moviment tal-molekuli stereometric atomi pożizzjoni-karbonju relattivi għall-fus tiegħu ikun diffiċli, għaliex Hija teħtieġ tkissir wieħed mill-links. Iżda dan isir possibbli li jkun ifformat cis u trans isomeri ta 'sustanzi bħala żewġ radikali ħielsa fuq kull karbonju jistgħu jinsabu jew specularly jew djagonalment.

Ċis u molekoli trans jispjega l-eżistenza ta 'aċidu fumariku u aċidu malejku. Bejn l-atomi tal-karbonju fil dawn il-molekuli hija ffurmata żewġ bonds, u kull wieħed minnhom għandhom waħda atomu idroġenu u l-grupp COOH.

L-aħħar każ, li tikkaratterizza l-istruttura molekulari spazjali jista 'jkun rappreżentat minn żewġ piramidi li għandhom wiċċ komuni u ngħaqdu flimkien minn tliet vertiċi. Eżempju huwa l-molekula ta 'aċitilena.

L-ewwelnett, tali molekuli ma cis- jew trans-isomers. It-tieni nett, l-atomi tal-karbonju ma jkunux jistgħu jduru madwar l-assi tagħha. U t-tielet, kollha tal-atomi u radikali jinsabu fuq l-assi waħda u l-angolu bond ikun 180 grad.

Naturalment, il-każijiet deskritti jistgħu jiġu applikati għas-sustanzi li iskeletru fih aktar minn żewġ atomi tal-idroġenu. Il-prinċipju ta 'kostruzzjoni stereometric ta' dawn molekuli tinżamm.

L-istruttura spazjali tal inorganiċi molekuli

Il-formazzjoni ta 'rabtiet kovalenti fl komposti inorganiċi b'mekkaniżmu simili għal dik ta' sustanzi organiċi. Għal formazzjoni bond teħtieġ pari elettron isolati taż-żewġ atomi li jiffurmaw l-sħaba totali elettron.

T-trikkib tal orbitals fil-formazzjoni ta 'bond kovalenti iseħħ fuq linja waħda mill-nuklei atomiċi. Jekk atomu jifforma tnejn jew aktar tal-komunikazzjoni, id-distanza bejniethom hija kkaratterizzata mill-angolu bond.

Jekk nikkunsidraw molekula ilma, li huwa magħmul minn atomi atomu ossiġnu wieħed u tnejn idroġenu, l-angolu valenza idealment jilħaq 90 grad. Madankollu, studji esperimentali wrew li dan il-valur huwa 104.5 gradi. L-istruttura spazjali tal-molekuli differenti mill-teoretikament mbassra minħabba l-forzi ta 'interazzjoni bejn l-atomi tal-idroġenu. Huma jirripellaw xulxin, u b'hekk tiżdied il-therebetween angolu bond.

Sp-ibridizzazzjoni

Ibridizzazzjoni - teorija tal-formazzjoni ta 'l-istess orbitals ibridi tal-molekula. Dan il-fenomenu iseħħ minħabba l-atomu ċentrali pari elettron isolati fuq livelli differenti ta 'enerġija.

Per eżempju, jikkunsidraw il-formazzjoni ta 'rabtiet kovalenti BeCl2 molekula. pari beryllium elettroni weħidhom huma fuq il-i u p livelli, li fit-teorija għandha jikkawżaw l-formazzjoni ta 'kantuniera approssimattiva tal-molekula. Madankollu, fil-prattika huma lineari, u l-angolu bond ikun 180 grad.

Sp-ibridizzazzjoni huwa użat fil-formazzjoni ta 'żewġ rabtiet kovalenti. Madankollu, hemm tipi oħra ta 'formazzjoni ta' orbitals ibridi.

SP2-ibridizzazzjoni

Dan it-tip ta 'ibridizzazzjoni huwa responsabbli għall-istruttura spazjali ta' molekuli bi tliet rabtiet kovalenti. Eżempju huwa molekula BCl3. atomu tal-barju ċentrali għandha tliet pari elettron mhux maqsuma: żewġ fuq il-livell p u wieħed fil-i-livell.

Tliet rabtiet kovalenti li jiffurmaw molekula li tinsab fl-istess pjan, u l-angolu bond tagħha hija 120 gradi.

Sp3-ibridizzazzjoni

inkarnazzjoni ieħor tal-formazzjoni ta 'orbitals ibridi meta l-atomu ċentrali għandha pari elettron mhux maqsuma 4: 3 fuq livell pu għall-i-1 livell. Eżempju ta 'tali sustanzi - metanu. L-istruttura spazjali tal-molekula metanu huwa tetraerd, fejn l-angolu bond ikun 109.5 gradi. Nibdlu l-angolu huwa kkaratterizzat minn tirreaġixxi atomi tal-idroġenu ma 'xulxin.