Wat is de structurele formule?
De structurele formule van een chemische verbinding is een visuele weergave die laat zien hoe de atomen in die verbinding aan elkaar zijn verbonden. Het is vaak nuttiger dan de moleculaire formule, die de atomen en hun hoeveelheden aangeeft, maar niet hun opstelling in de ruimte. De moleculaire waterformule, H2O, laat bijvoorbeeld zien dat er twee waterstof (H) atomen en één zuurstof (O) atoom in het molecuul zijn, maar niet laat zien hoe ze zijn gerangschikt of gebonden. Er zijn verschillende soorten structurele formule, waaronder het elektronenstipdiagram, de lijnbondstructurele formule, de gecondenseerde structurele formule en de skeletstructurele formule.
Atomen binden vaak aan elkaar door een paar elektronen te delen, die een covalente binding vormen. Ze kunnen ook een dubbele binding vormen, waarbij vier elektronen worden gedeeld in plaats van twee. In sommige gevallen worden niet alle elektronen gedeeld in bindingen tussen atomen in een verbinding. Dergelijke losse paren elektronen worden alleenstaande paren genoemd. De structurele formulA van een chemische verbinding vertegenwoordigt visueel elk van deze verschillende componenten via een systeem van stippen of lijnen.
In een elektronenlotdiagram worden alle buiten- of valentie -elektronen die beschikbaar zijn voor binding weergegeven door stippen rond het chemische symbool van het atoom. Een zuurstofatoom heeft zes elektronen in zijn valentieschaal, dus het zou worden weergegeven door een O omringd door zes stippen - twee aan de boven- en onderkant, en één aan elke kant. Wanneer zuurstofbindingen met twee waterstofmoleculen om water te vormen, worden de elektronen uit waterstof gedeeld in covalente bindingen. Aangezien elke waterstof één valentie -elektron heeft, verschijnt het nieuwe elektronenstotdiagram als een centrale O omringd door acht stippen, twee aan elk van de vier zijden, en een H aan de linkerkant en rechts, wat betekent dat deze atomen covalent zijn gebonden.
Een structurele formule van een lijnbinding vervangt covalente bindingen door rechte lijnen en dubbele bindingen met een set vanparallelle lijnen. Water's lijnbondformule zou verschijnen als H-O-H, met de enige paren elektronen vertegenwoordigd door stippen, twee boven en twee onder de O. Dit type formule wordt ook een Lewis-structuur genoemd. Soms worden eenzame paren weggelaten uit het lijnbonddiagram voor gemak.
Condenseerde structurele formules zijn nuttig voor gecompliceerde moleculen die te veel ruimte zouden innemen als alle bindingen werden getoond. In dit type formule worden bepaalde atomen gegroepeerd en worden alleen de essentiële bindingen getekend. Aangezien atomen op voorspelbare manieren verbinden op basis van hun valentie -elektronen, kunnen bepaalde bindingen worden weggelaten bij het beschrijven van de structuur van het molecuul.
De skeletformule gaat nog een stap verder en laat alle koolstof- en waterstofatomen weg, met alleen de chemische symbolen van andere groepen gekoppeld door een lijn aan een zigzaglijnstructuur. Dit type formule is vaak handig in organische chemie, waarbij moleculen die herhalende ketens van koolstof en waterstofatomen bevatten CO zijnMMON. In een skeletformule wordt elke koolstof weergegeven door een hoek in de lijn. Als twee lijnen vanuit die hoek aftakken, wordt aangenomen dat twee waterstofatomen aan de koolstof worden gebonden. Het lege uiteinde van de lijn geeft een koolstof aan die is gebonden aan drie waterstofatomen.