- Что такое сжатая формула?
- Примеры
- метан
- Этан
- Глюкоза и фруктоза
- Бутан
- Спирт этиловый
- пентан
- октан
- циклогексан
- Ацетон
- Уксусная кислота
- Общее замечание
- Ссылки
Конденсированная формула является чисто текстовым представлением молекулы , в которой опущены облигации. Его цель - дать понять, как устроены атомы. Как правило, линейные или разветвленные молекулы имеют конденсированные формулы, за исключением циклических или сильно разветвленных.
В органической химии часто не понимают, в чем разница между этой формулой и молекулярной. На самом деле, их часто можно найти как синонимы. Между тем в неорганической химии чаще используются молекулярные формулы, так как в большинстве случаев они точно описывают ковалентные соединения; как вода, H 2 O.
Конденсированная формула 2-метилгептана. Источник: Габриэль Боливар.
Что такое сжатая формула?
Для более удобного определения краткая формула представляет собой упрощенное представление полурасширенной формулы. Нет необходимости писать одиночные ссылки или занимать более одной строки в тексте. Например, 2-метилгептан, разветвленный алкан, может быть представлен в той же строке, что и на изображении выше.
Краткие формулы полезны для представления некоторых молекул без необходимости их рисования. Это отлично подходит для написания химических уравнений, в которых не участвуют сильно разветвленные или циклические молекулы. Видно, что в этих формулах используются скобки для дальнейшего упрощения представления молекулы.
Примеры
метан
Метан - единственное химическое соединение с единственной формулой: CH 4 . Это соответствует эмпирическому, молекулярному, конденсированному и полуразработанному одновременно. Вот почему во многих случаях, чтобы избежать путаницы между всеми этими понятиями, люди предпочитают просто и неточно ссылаться на «химическую формулу» соединения.
Этан
Этан имеет молекулярную формулу C 2 H 6 . Вместо этого сокращенная формула - CH 3 CH 3 . Обратите внимание, что связи CC и CH опущены. Идея состоит в том, чтобы иметь возможность написать формулу, как если бы это было «слово», без необходимости рисовать линии или структуры.
По определению, молекулярная формула C 2 H 6, а не CH 3 CH 3 ; однако для простых молекул обе формулы используются для обмена, хотя это все еще неверно. Это точка расхождения между различными источниками, где, по-видимому, нет конкретных правил в этом отношении.
Глюкоза и фруктоза
Вот пример, когда сразу наблюдается ошибка при желании заменить молекулярную формулу на сокращенную.
Сладкая пара, глюкоза и фруктоза, имеют одну и ту же молекулярную формулу: C 6 H 12 O 6 , и поэтому это не помогает их различать. Напротив, структурные и полуразработанные формулы визуально подтверждают, что это разные молекулы.
Однако ни у глюкозы, ни у фруктозы нет конденсированной формулы. Это потому, что, независимо от его представления или проекции, его структуры не могут быть записаны в одной строке; или, по крайней мере, так, чтобы это было приятно и просто в глазах читателя.
Бутан
Бутан имеет молекулярную формулу C 4 H 10 . Он имеет два изомера: линейный н-бутан и разветвленный 2-метилпропан. Оба могут быть представлены их сокращенными формулами. Н-бутан представляет собой CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 или CH 3 (CH 2 ) 2 CH 3 , а 2-метилпропан представляет собой CH 3 CH (CH 3 ) 2 или (CH 3 ) 3 CH.
В 2-метилпропане имеется группа CH, окруженная тремя CH 3 . Обе его формулы действительны, круглые скобки используются для выделения ветвей, а нижний индекс является индикатором того, сколько групп составляют ветвь.
Спирт этиловый
Этанол имеет конденсированную формулу CH 3 CH 2 OH. Обратите внимание, насколько он похож на свою полуразработанную формулу: CH 3 -CH 2 -OH. То же самое происходит с пропанолом, СН 3 СН 2 СН 2 ОН, н-бутанолом, СН 3 СН 2 СН 2 СН 2 ОН и со всеми другими спиртами.
Если у них есть ветвь, она будет указана в скобках справа от атома, с которым она связана. Например, 2-метилбутанол можно записать как: CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 OH. Обратите внимание, что для многих молекул становится удобнее прибегать к структурной или полуразработанной формуле.
пентан
Линейный изомер пентана, н-пентан, легко представить его конденсированной формулой: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 . Эту формулу также можно упростить с помощью скобок: CH 3 (CH 2 ) 3 CH 3 , что указывает на то, что между двумя CH 3 находятся три CH 2 .
Однако два других изомера пентана немного сложнее: CH 3 CH 2 CH (CH 3 ) 2 для 2-метилбутана и C (CH 3 ) 4 для 2,2-диметилпропана или неопентана. Обратите внимание, что атом углерода слева от скобок - это тот атом, который образует связи с заместителями или ответвлениями.
октан
Линейный изомер октана, н-октан, из-за его длины, теперь уместно представить его конденсированную формулу как CH 3 (CH 2 ) 6 CH 3 . Именно здесь нужно кое-что прояснить в отношении сжатых формул: они стремятся сэкономить время при представлении молекул или соединений, без необходимости писать так много на бумаге.
циклогексан
Случай с циклогексаном аналогичен случаю глюкозы и фруктозы: он формально не имеет конденсированной формулы, потому что это циклическое соединение. Один из способов изобразить это: (CH 2 ) 6 , что подразумевает, что шесть групп CH 2 должны быть связаны, что возможно только в том случае, если они замкнуты в гексагональное кольцо. Однако кольцо лучше нарисовать.
Ацетон
Ацетон имеет особенность наличия карбонильной группы C = O. Следовательно, чтобы написать его сжатую формулу, у нас есть три варианта: (CH 3 ) 2 CO, CH 3 C (O) CH 3 или CH 3 (C = O) CH 3 .
Фактически, в более крупных молекулах карбонильная группа обычно представлена как (O), принимая во внимание, что атом углерода слева от нее является тем, который образует двойную связь с кислородом, C = O.
Уксусная кислота
Конденсированная формула для уксусной кислоты - CH 3 COOH или CH 3 CO 2 H. Здесь возникает важный момент: функциональные группы, написанные в одной строке, являются частями конденсированной формулы. Это касается этанола и ацетона, а также тиолов (-SH), альдегидов (-CHO), сложных эфиров (-CO 2 R или -COOR) и аминов (-NH 2 ).
Общее замечание
Существует много путаницы между молекулярными и сжатыми формулами. Возможно, это связано с тем, что сами по себе эти представления уже дают приблизительную картину молекулы, поэтому мы думаем о ней как о молекулярной формуле.
Точно так же такие формулы, как C 6 H 12 O 6 , также считаются сжатыми, потому что в них это упрощено, молекула «конденсирована» на атомы и индексы. Вот почему часто можно увидеть, как две формулы упоминаются как синонимы.
Во многих источниках, включая статьи в Википедии, термины «химическая формула» используются для обозначения молекулярных (тип C 6 H 12 O 6 и другие), а «формула» - для обозначения конденсированных.
Ссылки
- Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
- Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (18 ноября 2019 г.). Краткое определение формулы в химии. Получено с: thinkco.com
- Джеймс Эшенхерст. (11 декабря 2019 г.). Сводные формулы: расшифровка значений скобок. Магистр органической химии. Получено с: masterorganicchemistry.com
- Co-инжиниринг. (2 мая 2016 г.). Эмпирическая, структурная и сжатая формулы. Получено с: quimiotecablog.wordpress.com
- Введение в химию: общую, органическую и биологическую. (SF). Сводные структурные и линейно-угловые формулы. Получено с: 2012books.lardbucket.org