- Що таке згущена формула?
- Приклади
- Метан
- Етан
- Глюкоза та фруктоза
- Бутан
- Етанол
- Пентан
- Октан
- Циклогексан
- Ацетон
- Оцтова кислота
- Загальний коментар
- Список літератури
Конденсована формула є чисто текстовим поданням молекули , в якій опущені облігації. Її мета - дозволити знати, яким є впорядкування атомів. Як правило, лінійні або розгалужені молекули мають конденсовані формули, за винятком циклічних або сильно розгалужених.
В органічній хімії часто виникає плутанина в тому, чим відрізняється ця формула від молекулярної. Насправді їх прийнято знаходити як синоніми. Тим часом в неорганічній хімії більше використовують молекулярні формули, оскільки в більшості випадків вони точно описують ковалентні сполуки; як вода, H 2 O.
2-метилгептан конденсованої формули. Джерело: Габріель Болівар.
Що таке згущена формула?
Щоб визначити її зручніше, стисла формула - це спрощене подання напіврозширеної. Прості посилання не потрібно писати, а також не повинні містити більше одного рядка тексту. Наприклад, 2-метилгептан, розгалужений алкан, може бути представлений на тій же лінії, що і на зображенні вище.
Згущені формули корисні для представлення деяких молекул без необхідності їх малювання. Це чудово, коли пишуть хімічні рівняння, коли сильно розгалужені або циклічні молекули не беруть участь. Буде видно, що ці формули використовують дужки для подальшого спрощення подання молекули.
Приклади
Метан
Метан - єдина хімічна сполука з єдиною формулою: CH 4 . Це відповідає емпіричному, молекулярному, конденсованому та напіврозвиненому водночас. Ось чому багато разів, щоб уникнути плутанини між усіма цими поняттями, люди вважають за краще просто і неточно посилатися на «хімічну формулу» сполуки.
Етан
Етан має молекулярну формулу C 2 H 6 . Натомість конденсована формула - CH 3 CH 3 . Зауважимо, що зв'язки CC та CH зв’язки опущені. Ідея полягає в тому, щоб вміти писати формулу так, ніби це було «слово», без необхідності малювати лінії чи малювати структури.
За визначенням, молекулярна формула - C 2 H 6, а не CH 3 CH 3 ; однак для простих молекул обидві формули використовуються для обміну, хоча це все-таки неправильно. Це точка розбіжності між різними джерелами, де, мабуть, немає конкретних правил у цьому плані.
Глюкоза та фруктоза
Ось приклад, коли помилка спостерігається негайно при бажанні обміняти молекулярну формулу на конденсовану.
Солодкі пари, глюкоза та фруктоза, мають однакову молекулярну формулу: C 6 H 12 O 6 , а тому це не служить для їх диференціації. Навпаки, структурні та напіврозвинені формули візуально встановлюють, що вони різні молекули.
Однак ні глюкоза, ні фруктоза не мають конденсованої формули. Це тому, що незалежно від його подання чи проекції, його структури не можуть бути записані в одному рядку; або принаймні таким чином, який приємний і простий в очах читача.
Бутан
Бутан має молекулярну формулу C 4 H 10 . Він має два ізомери: лінійний, n-бутан і 2-метилпропан. Обидва можуть бути представлені їх стислими формулами. N-бутан є CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 або CH 3 (CH 2 ) 2 CH 3 , а 2-метилпропан є CH 3 CH (CH 3 ) 2 або (CH 3 ) 3 CH.
У 2-метилпропане маємо групу СН, оточену трьома CH 3 . Обидві його формули є дійсними, і круглі дужки використовуються для виділення гілок, а індекс є показником того, скільки груп складають гілку.
Етанол
Етанол має конденсовану формулу CH 3 CH 2 OH. Зверніть увагу, наскільки вона нагадує свою напіврозвинену формулу: CH 3 -CH 2 -OH. Те ж саме робиться з пропанолом, CH 3 CH 2 CH 2 OH, n-бутанолом, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH та з усіма іншими спиртами.
Якщо вони мають гілку, вона буде вказана в круглих дужках праворуч від атома, з яким вона пов'язана. Наприклад, 2-метилбутанол може бути записаний у вигляді: CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 OH. Зауважте, що для багатьох молекул стає зручніше вдаватися до структурної або напіврозвиненої формули.
Пентан
Лінійний ізомер пентану, п -пентану, легко представлений його конденсованою формулою: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 . Цю формулу можна також спростити за допомогою дужок: CH 3 (CH 2 ) 3 CH 3 , що вказує, що між двома CH 3 є три CH 2 .
Інші два ізомери пентану, однак, трохи складніші: CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) 2 , для 2-метилбутану, і C (CH 3 ) 4 для 2,2-диметилпропану або неопентану. Зауважимо, що атом вуглецю зліва від дужок - це той, який утворює зв’язки із заступниками або гілками.
Октан
Лінійний ізомер октану, n -октан, через свою довжину тепер доречно представляти його конденсовану формулу як CH 3 (CH 2 ) 6 CH 3 . Саме в цей момент щось має бути зрозумілим у згущених формулах: вони прагнуть заощадити час, представляючи молекули або сполуки, не потребуючи стільки писати на папері.
Циклогексан
Випадок циклогексану схожий з випадком глюкози та фруктози: формально не вистачає конденсованої формули, оскільки це циклічна сполука. Одним із способів спробувати це було б: (CH 2 ) 6 , з чого випливає, що шість CH 2 груп повинні бути зв'язані між собою, оскільки це можливо, лише якщо вони закриті шестикутним кільцем. Однак краще намалювати кільце.
Ацетон
Ацетон має особливість мати карбонільну групу, C = O. Тому для написання його зведеної формули у нас є три варіанти: (CH 3 ) 2 CO, CH 3 C (O) CH 3 або CH 3 (C = O) CH 3 .
Насправді, у більших молекулах карбонільна група зазвичай представлена як (O), враховуючи, що атом вуглецю зліва є тим, що утворює подвійний зв’язок з киснем, C = O.
Оцтова кислота
Конденсована формула оцтової кислоти - CH 3 COOH або CH 3 CO 2 H. Тут виникає важливий момент: функціональні групи, написані в одному рядку, є частинами конденсованої формули. Це стосується етанолу та ацетону, а також стосується тіолів (-SH), альдегідів (-CHO), складних ефірів (-CO 2 R або -COOR) та амінів (-NH 2 ).
Загальний коментар
Між молекулярними та конденсованими формулами існує велика плутанина. Можливо, це тому, що ці уявлення самі по собі вже дають приблизну картину молекули, саме тому ми вважаємо це молекулярною формулою.
Аналогічно, формули, такі як C 6 H 12 O 6 , також вважаються згущеними, оскільки вони спрощують, молекула "конденсується" в атоми та атрибути. Ось чому звичайно бачити, як згадуються дві формули, ніби вони були синонімами.
У багатьох джерелах, включаючи статті Вікіпедії, терміни "хімічна формула" використовуються для позначення молекулярної (тип C 6 H 12 O 6 та інші), а "формула" для посилання на згущену.
Список літератури
- Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
- Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (18 листопада 2019 р.). Визначення згущеної формули в хімії. Відновлено з: thinkco.com
- Джеймс Ешенхерст. (11 грудня 2019 р.). Згущені формули: розшифровка того, що означають дужки. Магістр органічної хімії. Відновлено з: masterorganicchemistry.com
- Коінжиніринг. (02 травня 2016 р.). Емпірична, структурна та стисла формула. Відновлено з: quimiotecablog.wordpress.com
- Вступ до хімії: загальної, органічної та біологічної. (sf). Ущільнені структурні та прямокутні формули. Відновлено з: 2012books.lardbucket.org