atom uhlíku je jedinečný mezi prvky ve své tendenci vytvářet rozsáhlé sítě kovalentních vazeb nejen s jinými prvky, ale také se sebou samým. Díky své poloze uprostřed v druhé vodorovné řadě periodickou tabulku, uhlík je ani elektropozitivní ani elektronegativní prvek, proto je více pravděpodobné, že sdílet elektrony, než získat nebo ztratit. Navíc ze všech prvků ve druhé řadě má uhlík maximální počet elektronů vnějšího pláště (čtyři) schopných vytvářet kovalentní vazby., (Další prvky, jako je fosfor a kobalt , jsou schopni tvořit pět a šest kovalentní vazby, respektive s jinými prvky, ale nedostatek uhlíku je schopnost dluhopisů na dobu neurčitou s sebou.), Když je plně vázány na jiné atomy, čtyři vazby atomu uhlíku směřují do rohů čtyřstěnu, a ujistěte se úhly o 109.5° s navzájem (viz chemické vazby: Vazby mezi atomy)., Výsledkem je, že můžete nejen atomy uhlíku, kombinovat jeden s druhým na dobu neurčitou dát látek o velmi vysoké molekulové hmotnosti, ale molekuly tvořeny může existovat nekonečné množství trojrozměrných struktur. Možnosti rozmanitosti se zvyšují přítomností jiných atomů než uhlíku v organických sloučeninách, zejména vodíku (H), kyslíku (o), dusíku (N), halogenů (fluor , chlor , brom a jód) a síry (y). Je to obrovský potenciál pro změnu chemických vlastností, díky nimž jsou organické sloučeniny nezbytné pro život na Zemi.,
struktury organických sloučenin běžně jsou zastoupeny zjednodušené strukturní vzorce, které ukazují nejen na druhu a počtu atomů přítomných v molekule, ale také způsob, ve které atomy jsou spojeny kovalentní vazby—informace, která není dána prostou molekulární vzorce, které udávají pouze v počtu a druhu atomů obsažených v molekule. (U většiny anorganických sloučenin není použití strukturních vzorců nutné, protože se jedná pouze o několik atomů a je možné pouze jediné uspořádání atomů.,) Ve strukturních vzorcích organických sloučenin se krátké čáry používají k reprezentaci kovalentních vazeb. Atomy jednotlivých prvků jsou reprezentovány jejich chemickými symboly, jako v molekulárních vzorcích.
strukturní vzorce se velmi liší v množství trojrozměrných informací, které předávají, a typ strukturního vzorce použitého pro jednu molekulu závisí na povaze informací, které má vzorec Zobrazit. Různé úrovně sofistikovanosti lze ilustrovat zvážením některých nejméně složitých organických sloučenin, uhlovodíků., Například plynový Ethan má molekulární vzorec C2H6. Nejjednodušší strukturní vzorec, tažené buď ve zkrácené nebo v rozšířené verzi, ukazuje, že etan se skládá ze dvou atomů uhlíku vázané navzájem, každý atom uhlíku nesoucí tři atomy vodíku. Taková dvourozměrná reprezentace správně ukazuje uspořádání lepení v ethanu, ale neposkytuje žádné informace o své trojrozměrné architektuře. Sofistikovanější strukturní vzorec může být vypracován tak, aby lépe reprezentoval trojrozměrnou strukturu molekuly., Takový strukturní vzorec správně ukazuje čtyřstěnnou orientaci čtyř atomů (jeden uhlík a tři vodíky) vázaných na každý uhlík a specifickou architekturu molekuly.
větší organické molekuly jsou tvořeny přidáním více atomů uhlíku. Butan je například plynný uhlovodík s molekulárním vzorcem C4H10 a existuje jako řetězec čtyř atomů uhlíku s 10 připojenými atomy vodíku. Vzhledem k tomu, atomy uhlíku jsou přidány do molekulárního rámce, uhlíkový řetězec může vyvinout větve nebo tvořit cyklické struktury., Velmi časté prsten struktura obsahuje šest atomů uhlíku v kruhu, každý vázané v tetraedrické uspořádání, jako u uhlovodíků, cyklohexan, C6H12. Takový prsten struktury jsou často velmi jednoduše reprezentován jako pravidelné mnohoúhelníky, v nichž každý vrchol představuje atom uhlíku a atomy vodíku, které vyplňte fromulář pro lepení požadavky atomy uhlíku nejsou zobrazeny. Polygonová konvence pro cyklické struktury stručně odhaluje vazebné uspořádání molekuly, ale explicitně neposkytuje informace o skutečné trojrozměrné architektuře., Je třeba poznamenat, že polygon je pouze dvourozměrný symbol pro trojrozměrnou molekulu.
za určitých podmínek lepení vytvoří sousední atomy více vazeb mezi sebou. Dvojná vazba je tvořen, když dva atomy použít dva elektronové páry tvoří dvě kovalentní vazby; triple bond výsledky, když se dva atomy sdílet tři elektronové páry tvoří tři kovalentní vazby. Více vazeb má speciální strukturální a elektronické funkce, které vytvářejí zajímavé chemické vlastnosti., Šest atomů účastní dvojné vazby (jako v ethene, C2H4) leží v jedné rovině, s oblastí nad a pod rovinou obsazené elektrony druhé kovalentní vazba. Atomy v trojné vazby (jako v acetylen, nebo ethyne, C2H2) leží v přímce, se čtyřmi regiony vedle dluhopisů osy obsazené elektrony druhé a třetí kovalentní vazby.
Carl R. Noller Melvyn C. Usselman
Napsat komentář