Vad är strukturformeln?
Strukturformeln för en kemisk förening är en visuell representation som visar hur atomerna i den föreningen är sammanbundna. Det är ofta mer användbart än molekylformeln, som indikerar atomerna och deras kvantiteter men inte deras placering i rymden. Till exempel visar molekylformeln för vatten, H2O, att det finns två väteatomer (H) -atomer och en syre (O) -atom i molekylen, men visar inte hur de är arrangerade eller bundna. Det finns flera olika typer av strukturformel, inklusive elektronpunktsdiagrammet, linjebindningsstrukturen, den kondenserade strukturformeln och skelettstrukturformeln.
Atomer binds ofta till varandra genom att dela ett par elektroner och bilda en kovalent bindning. De kan också bilda en dubbelbindning, där fyra elektroner delas istället för två. I vissa fall delas inte alla elektroner i bindningar mellan atomer i en förening. Sådana lösa par av elektroner kallas ensamma par. Strukturformeln för en kemisk förening representerar visuellt var och en av dessa olika komponenter genom ett system med prickar eller linjer.
I ett elektronprickdiagram representeras alla yttre eller valenselektroner som är tillgängliga för bindning av prickar runt atomens kemiska symbol. En syreatom har sex elektroner i sitt valensskal, så den skulle representeras av en O omgiven av sex punkter - två på toppen och botten och en på varje sida. När syre binds med två vätemolekyler för att bilda vatten delas elektronerna från väte i kovalenta bindningar. Eftersom varje väte har en valenselektron visas det nya elektronpunktsdiagrammet som en central O omgiven av åtta punkter, två på var och en av de fyra sidorna och en H till vänster och till höger, vilket betyder att dessa atomer är kovalent bundna.
En strukturell formel med linjebindningar ersätter kovalenta bindningar med raka linjer och dubbelbindningar med en uppsättning parallella linjer. Vattens linjebindningsformel verkar som H — O — H, med ensamma par av elektroner representerade av prickar, två ovan och två under O. Denna typ av formel kallas också en Lewis-struktur. Ibland utelämnas ensamma par från linjebindningsdiagrammet för enkelhets skull.
Kondenserade strukturformler är användbara för komplicerade molekyler som skulle ta för mycket utrymme om alla bindningar visades. I denna typ av formel grupperas vissa atomer ihop, och endast de väsentliga bindningarna dras. Eftersom atomer binds samman på förutsägbart sätt baserat på deras valenselektroner kan vissa bindningar utelämnas i beskrivningen av molekylens struktur.
Skelettformeln går ett steg längre och utelämnar alla kol- och väteatomer, och visar endast de kemiska symbolerna för andra grupper som är länkade med en linje till en sicksacklinjestruktur. Denna typ av formel är ofta bekväm inom organisk kemi, där molekyler som innehåller upprepade kedjor av kol- och väteatomer är vanliga. I en skelettformel representeras varje kol med en vinkel i linjen. Om två linjer förgrenar sig från den vinkeln antas det att två väteatomer är bundna till kolet. Linjens tomma ände indikerar ett kol bundet till tre väteatomer.