atomul de carbon este unic printre elemente în tendința sa de a forma rețele extinse de legături covalente nu numai cu alte elemente, ci și cu el însuși. Datorită poziției sale la jumătatea distanței în al doilea rând orizontal al tabelului periodic, carbonul nu este nici un element electropozitiv, nici electronegativ; prin urmare, este mai probabil să împartă electroni decât să-i câștige sau să-i piardă. Mai mult, dintre toate elementele din al doilea rând, carbonul are numărul maxim de electroni de coajă exterioară (patru) capabili să formeze legături covalente., (Alte elemente, cum ar fi fosforul și cobaltul , sunt capabile să formeze cinci și șase legături covalente, respectiv, cu alte elemente, dar le lipsește capacitatea carbonului de a se lega la nesfârșit cu el însuși.) Când sunt complet legați de alți atomi, cele patru legături ale atomului de carbon sunt direcționate către colțurile unui tetraedru și fac unghiuri de aproximativ 109,5° unele cu altele (Vezi legătura chimică: legături între atomi)., Rezultatul este că nu numai că atomii de carbon se pot combina între ei la nesfârșit pentru a da compuși cu greutate moleculară extrem de mare, dar moleculele formate pot exista într-o varietate infinită de structuri tridimensionale. Posibilitățile de diversitate sunt sporite prin prezența altor atomi decât carbonul în compușii organici, în special hidrogen (H), oxigen (O), azot (N), halogeni (fluor , clor , brom și iod) și sulf (s). Potențialul enorm de variație a proprietăților chimice a făcut ca compușii organici să fie esențiali pentru viața de pe Pământ.,structurile compușilor organici sunt reprezentate în mod obișnuit prin formule structurale simplificate, care arată nu numai tipurile și numărul de atomi prezenți în moleculă, ci și modul în care atomii sunt legați prin legăturile covalente—informații care nu sunt date de formule moleculare simple, care specifică numai numărul și tipul de atomi conținute într-o moleculă. (Cu majoritatea compușilor anorganici, utilizarea formulelor structurale nu este necesară, deoarece sunt implicați doar câțiva atomi și este posibilă doar o singură dispunere a atomilor.,) În formulele structurale ale compușilor organici, liniile scurte sunt utilizate pentru a reprezenta legăturile covalente. Atomii elementelor individuale sunt reprezentați de simbolurile lor chimice, ca și în formulele moleculare.formulele structurale variază foarte mult în cantitatea de informații tridimensionale pe care le transmit, iar tipul de formulă structurală utilizat pentru orice moleculă depinde de natura informațiilor pe care formula este destinată să le afișeze. Diferitele niveluri de sofisticare pot fi ilustrate prin luarea în considerare a unora dintre cei mai puțin complexi compuși organici, hidrocarburile., Etanul de gaz, de exemplu, are formula moleculară C2H6. Cea mai simplă formulă structurală, desenată fie într-o versiune condensată, fie într-o versiune extinsă, arată că etanul este format din doi atomi de carbon legați unul de celălalt, fiecare atom de carbon purtând trei atomi de hidrogen. O astfel de reprezentare bidimensională arată corect aranjamentul de lipire în etan, dar nu transmite nicio informație despre arhitectura sa tridimensională. O formulă structurală mai sofisticată poate fi trasă pentru a reprezenta mai bine structura tridimensională a moleculei., O astfel de formulă structurală arată corect orientarea tetraedrică a celor patru atomi (un carbon și trei hidrogeni) legați de fiecare carbon și arhitectura specifică a moleculei.moleculele organice mai mari se formează prin adăugarea mai multor atomi de carbon. Butan, de exemplu, este un gazoase hidrocarbura cu formula moleculară C4H10, și există ca un lanț de patru atomi de carbon cu 10 atașat atomi de hidrogen. Pe măsură ce atomii de carbon sunt adăugați la un cadru molecular, lanțul de carbon poate dezvolta ramuri sau poate forma structuri ciclice., O structură inelară foarte comună conține șase atomi de carbon într-un inel, fiecare legat într-un aranjament tetraedric, ca în ciclohexanul de hidrocarburi, C6H12. Astfel de structuri inelare sunt adesea foarte simplu reprezentate ca poligoane regulate în care fiecare vârf reprezintă un atom de carbon, iar atomii de hidrogen care completează cerințele de legătură ale atomilor de carbon nu sunt arătate. Convenția poligonală pentru structuri ciclice dezvăluie în mod concis aranjamentul de legătură al moleculei, dar nu transmite în mod explicit informații despre arhitectura tridimensională reală., Trebuie remarcat faptul că poligonul este doar un simbol bidimensional pentru molecula tridimensională.în anumite condiții de legare, atomii adiacenți vor forma legături multiple între ei. O legătură dublă se formează atunci când doi atomi folosesc două perechi de electroni pentru a forma două legături covalente; o legătură triplă rezultă atunci când doi atomi împărtășesc trei perechi de electroni pentru a forma trei legături covalente. Legăturile Multiple au caracteristici structurale și electronice speciale care generează proprietăți chimice interesante., Cei șase atomi implicați într-o legătură dublă (ca în etenă, C2H4) se află într-un singur plan, cu regiuni deasupra și dedesubtul planului ocupat de electronii celei de-a doua legături covalente. Atomii dintr-o legătură triplă (ca în acetilenă sau etină, C2H2) se află într-o linie dreaptă, cu patru regiuni lângă axa de legătură ocupată de electronii celei de-a doua și a treia legături covalente.
Carl R. Noller Melvyn C. Usselman
Lasă un răspuns