ПОЛУРАЗРАБОТАННАЯ ФОРМУЛА: ЧТО ЭТО ТАКОЕ И ПРИМЕРЫ (МЕТАН, ПРОПАН, БУТАН ...) - ХИМИЯ - 2026

Пол-разработанной формула , также известная как пол-структурная формула, является одним из многих возможных представлений , которые могут быть даны в молекулу соединения. Это очень часто встречается в органической химии, особенно в академических текстах, поскольку показывает правильное упорядочение молекулы и ее ковалентные связи.

В отличие от разработанной формулы, которая аналогична структурной формуле, в этой формуле не показаны связи CH, опуская их для упрощения представления. Из этой формулы любой читатель сможет понять, каков остов молекулы; но не его геометрия или какие-либо стереохимические аспекты.

Полуразработанная формула 2-метилгептана. Источник: Габриэль Боливар.

Чтобы прояснить этот момент, мы имеем выше полуразработанную формулу 2-метилгептана: разветвленный алкан, молекулярная формула которого C ₈ H ₁₈ , и который подчиняется общей формуле C _n H _{2n + 2} . Обратите внимание, что молекулярная формула абсолютно ничего не говорит о структуре, в то время как полуразработанная формула уже позволяет нам визуализировать, на что похожа эта структура.

Также обратите внимание, что связи CH опущены, выделены только связи CC, которые составляют углеродную цепь или скелет. Видно, что для простых молекул разработанная формула совпадает с сокращенной формулой; и даже с молекулярным.

Примеры

метан

Молекулярная формула метана - CH ₄ , так как он имеет четыре связи CH и имеет тетраэдрическую форму. Эти данные представлены структурной формулой с клиньями вне или под плоскостью. Для метана конденсированная формула также становится CH ₄ , как и эмпирическая и частично разработанная. Это единственное соединение, для которого верна эта уникальность.

Причина, по которой полуразработанная формула метана - CH _4, состоит в том, что его связи CH не записаны; в противном случае это соответствовало бы структурной формуле.

Пропан

Полуразработанная формула пропана - CH ₃ -CH ₂ -CH ₃ , имеющая только две связи CC. Его молекула линейна, и, если вы заметили, ее конденсированная формула точно такая же: CH ₃ CH ₂ CH ₃ , с той лишь разницей, что связи CC опущены. Что касается пропана, верно, что как полуразработанная, так и конденсированная формула совпадают.

Фактически, это верно для всех алканов с линейной цепью, что будет продолжено в следующих разделах.

Бутан

Полуразработанная формула бутана - CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₃ . Обратите внимание, что это можно записать в той же строке. Эта формула, строго говоря, соответствует формуле н-бутана, что указывает на то, что это линейный и неразветвленный изомер. Разветвленный изомер, 2-метилпропан, имеет следующую полуразработанную формулу:

Полуразработанная формула 2-метилпропана. Источник: Габриэль Боливар.

На этот раз его нельзя больше писать или представлять в одной строке. Эти два изомера имеют одну и ту же молекулярную формулу: C ₄ H ₁₀ , которая не позволяет отличить один от другого.

пентан

Снова у нас есть другой алкан: пентан, молекулярная формула которого C ₅ H ₁₂ . Полуразработанная формула н-пентана - СН ₃ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₃ , которую легко представить и интерпретировать без необходимости размещения связей СН. Группы СН ₃ называются метилами или метилами, а СН ₂ - метиленами.

Пентан имеет другие разветвленные структурные изомеры, которые можно увидеть на нижнем изображении, представленном их соответствующими полуразработанными формулами:

Полуразработанные формулы двух разветвленных изомеров пентана. Источник: Габриэль Боливар.

Изомер представляет собой 2-метилбутан, также называемый изопентаном. Между тем, изомер b представляет собой 2,2-диметилпропан, также известный как неопентан. Его полуразработанные формулы делают разницу между двумя изомерами; но это мало что говорит о том, как такие молекулы будут выглядеть в космосе. Для этого потребуются структурные формулы и модели.

Спирт этиловый

Полуразработанные формулы используются не только для алканов, алкенов или алкинов, но и для любого типа органических соединений. Таким образом, этанол, спирт, имеет полуразработанную формулу: CH ₃ -CH ₂ -OH. Обратите внимание, что теперь представлена ​​связь CO, но не связь OH. Все водородные связи не учитываются.

Легко представить линейные спирты, как и алканы. Вкратце: все полуразработанные формулы для линейных молекул легко написать.

Диметиловый эфир

Эфиры также могут быть представлены полуразработанными формулами. В случае диметилового эфира, молекулярная формула которого C ₂ H ₆ O, полуразработанная формула : CH ₃ -O-CH ₃ . Обратите внимание, что диметиловый эфир и этанол являются структурными изомерами, поскольку они имеют одинаковую молекулярную формулу (считайте атомы C, H и O).

циклогексан

Полуразработанные формулы для разветвленных соединений сложнее представлять, чем линейные; но тем более циклические соединения, такие как циклогексан. Его молекулярная формула соответствует такой же, как у гексена и его структурных изомеров: C ₆ H ₁₂ , поскольку гексагональное кольцо считается ненасыщенным.

Чтобы представить циклогексан, рисуется гексагональное кольцо, в вершинах которого будут расположены метиленовые группы CH ₂ , как показано ниже:

Полуразработанная формула циклогексана. Источник: Габриэль Боливар.

Разработанная формула циклогексана показывала бы связи CH, как если бы кольцо имело телевизионные «антенны».

Фосфорная кислота

Молекулярная формула фосфористой кислоты - H ₃ PO ₃ . Для многих неорганических соединений молекулярной формулы достаточно, чтобы дать вам представление о структуре. Но есть несколько исключений, и это одно из них. Поскольку H ₃ PO ₃ представляет собой дипротонную кислоту, полуразработанная формула выглядит так: HPO (OH) ₂ .

То есть один из атомов водорода непосредственно присоединен к атому фосфора. Однако формула H ₃ PO ₃ также допускает молекулу с полуразработанной формулой: PO (OH) ₃ . На самом деле оба являются так называемыми таутомерами.

Полуразработанные формулы в неорганической химии очень похожи на сокращенные формулы в органической химии. В неорганических соединениях, поскольку они не имеют связей CH и в принципе более просты, их молекулярных формул обычно достаточно для их описания (когда они являются ковалентными соединениями).

Общее замечание

Полуразработанные формулы очень распространены, когда студент изучает правила номенклатуры. Но после усвоения заметки по химии, как правило, переполнены структурными формулами скелетного типа; То есть не только опускаются связи CH, но также экономится время за счет игнорирования C.

В остальном, в органической химии сжатые формулы более часто повторяются, чем полуразработанные, поскольку в первых даже не нужно писать ссылки, как во вторых. А когда дело доходит до неорганической химии, эти полуразработанные формулы используются не так широко.

Ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
2. Wikipedia. (2020). Полуразработанная формула. Получено с: es.wikipedia.org
3. Siyavula. (SF). Органические молекулярные структуры. Получено с: siyavula.com
4. Жан Ким и Кристина Боннетт. (05 июня 2019 г.). Рисование органических структур. Химия Libretexts. Получено с: chem.libretexts.org
5. Учителя. MARL и JLA. (SF). Введение в углеродные соединения. , Восстановлено с: ipn.mx