構造式とは何ですか？

化合物の構造式は、その化合物の原子がどのように結合しているのかを示す視覚的な表現です。 多くの場合、分子式よりも有用です。分子式は、原子とその量を示しますが、空間での配列は示しません。 たとえば、水の分子式H2Oは、分子内に2つの水素（H）原子と1つの酸素（O）原子があることを示していますが、それらがどのように配置または結合されているかを示していません。 電子ドット図、線結合構造式、凝縮構造式、骨格構造式など、いくつかの異なるタイプの構造式があります。

原子は、一対の電子を共有することで互いに結合し、共有結合を形成します。 また、2つではなく4つの電子が共有される二重結合を形成する場合もあります。 場合によっては、化合物内の原子間の結合ですべての電子が共有されるわけではありません。 このような電子の緩いペアは、孤立電子ペアと呼ばれます。 化学化合物の構造式は、ドットまたは線のシステムを介してこれらの異なるコンポーネントのそれぞれを視覚的に表します。

電子ドット図では、結合に利用できるすべての外部または価電子が、原子の化学記号の周りのドットで表されます。 酸素原子は原子価殻に6個の電子を持っているため、6個のドットで囲まれたOで表されます-上部と下部に2個、各側に1個。 酸素が2つの水素分子と結合して水を形成すると、水素からの電子は共有結合で共有されます。 各水素には1つの価電子があるため、新しい電子ドット図は、8つのドットに囲まれた中央のOとして表示されます（4つの側面にそれぞれ2つ、左右にHがあり、これらの原子は共有結合していることを意味します）。

線結合構造式は、共有結合を直線に置き換え、二重結合を一連の平行線に置き換えます。 水の線結合式はH-O-Hとして表示され、孤立電子対はOの上下2ドットで表されます。このタイプの式はルイス構造とも呼ばれます。 便宜上、線結合図から孤立ペアが省略される場合があります。

縮約構造式は、すべての結合が示されているとスペースを取りすぎる複雑な分子に役立ちます。 このタイプの式では、特定の原子がグループ化され、必須の結合のみが描画されます。 原子は価電子に基づいて予測可能な方法で結合するため、分子の構造を説明する際に特定の結合を省略することができます。

骨格式はさらに一歩進んで、すべての炭素および水素原子を省略し、ジグザグの線構造に線で連結された他のグループの化学記号のみを示します。 このタイプの式は、炭素と水素の繰り返し鎖を含む分子が一般的である有機化学でしばしば便利です。 骨格式では、各炭素は線の角度で表されます。 その角度から2本の線が分岐する場合、2つの水素原子が炭素に結合していると想定されます。 行の空白の端は、3つの水素原子に結合した炭素を示しています。