Hva er strukturformelen?

Strukturformelen til en kjemisk forbindelse er en visuell representasjon som viser hvordan atomene i den forbindelsen er bundet sammen. Det er ofte mer nyttig enn molekylformelen, som indikerer atomer og deres mengder, men ikke deres plassering i rommet. For eksempel viser molekylformelen til vann, H2O, at det er to hydrogen (H) atomer og ett oksygen (O) atom i molekylet, men viser ikke hvordan de er ordnet eller bundet. Det er flere forskjellige typer strukturformel, inkludert elektronpunktsdiagrammet, linjebindingsstrukturformelen, den kondenserte strukturformelen og skjelettstrukturformelen.

Atomer binder seg ofte til hverandre ved å dele et par elektroner og danne en kovalent binding. De kan også danne en dobbeltbinding, der fire elektroner deles i stedet for to. I noen tilfeller er ikke alle elektronene delt i bindinger mellom atomer i en forbindelse. Slike løse par elektron kalles ensomme par. Strukturformelen til en kjemisk forbindelse representerer visuelt hver av disse forskjellige komponentene gjennom et system med prikker eller linjer.

I et elektronpunktsdiagram er alle ytre eller valenselektroner som er tilgjengelige for binding representert med prikker rundt atomets kjemiske symbol. Et oksygenatom har seks elektroner i sitt valensskall, så det ville være representert av en O omgitt av seks prikker - to på toppen og bunnen, og en på hver side. Når oksygen binder seg med to hydrogenmolekyler for å danne vann, deles elektronene fra hydrogen i kovalente bindinger. Siden hvert hydrogen har ett valenselektron, vises det nye elektronpunktsdiagrammet som en sentral O omgitt av åtte prikker, to på hver av de fire sidene, og en H til venstre og til høyre, noe som betyr at disse atomene er kovalent bundet.

En strukturell formel med linjebinding erstatter kovalente bindinger med rette linjer, og dobbeltbindinger med et sett med parallelle linjer. Vannets linjebindingsformel vil vises som H — O — H, med ensomme par av elektroner representert av prikker, to over og to under O. Denne typen formler kalles også en Lewis-struktur. Noen ganger er enkle par utelatt fra linjebindingsskjemaet for enkelhets skyld.

Kondenserte strukturformler er nyttige for kompliserte molekyler som ville ta for mye plass hvis alle bindinger ble vist. I denne typen formler er visse atomer gruppert sammen, og bare de essensielle bindingene trekkes. Siden atomer binder seg sammen på forutsigbare måter basert på deres valenselektroner, kan visse bindinger utelates i beskrivelsen av molekylets struktur.

Skjelettformelen går ett skritt videre og utelater alle karbon- og hydrogenatomer, og viser bare de kjemiske symbolene til andre grupper som er koblet av en linje til en sikksakklinjestruktur. Denne formelen er ofte praktisk i organisk kjemi, der molekyler som inneholder repeterende kjeder av karbon og hydrogenatomer er vanlige. I en skjelettformel er hvert karbon representert med en vinkel i linjen. Hvis to linjer forgrener seg fra den vinkelen, antas det at to hydrogenatomer er bundet til karbonet. Den tomme enden av linjen indikerer et karbon bundet til tre hydrogenatomer.