Den halvutvecklade formeln , även känd som den semi-strukturella formeln, är en av de många möjliga representationer som kan ges till molekylen i en förening. Det är mycket återkommande inom organisk kemi, särskilt i akademiska texter, eftersom det visar korrekt ordning av en molekyl och dess kovalenta bindningar.
Till skillnad från den utvecklade formeln, som är densamma som strukturformeln, visar inte den här CH-bindningarna, utan utesluter dem för att förenkla representationen. Från denna formel kan alla läsare förstå vad molekylens ryggrad är; men inte dess geometri eller någon av de stereokemiska aspekterna.
Halvutvecklad formel med 2-metylheptan. Källa: Gabriel Bolívar.
Att klargöra denna punkt har vi ovanför den halv utvecklade formeln av 2-metylheptan: en grenad alkan vars molekylformel är C 8 H 18 , och som lyder den allmänna formeln C n H 2n + 2 . Observera att molekylformeln säger absolut ingenting om strukturen, medan den halvutvecklade formeln redan tillåter oss att visualisera hur denna struktur är.
Observera också att CH-bindningarna utelämnas, vilket endast markerar CC-bindningarna som utgör kolkedjan eller skelettet. Det framgår att för enkla molekyler sammanfaller den utvecklade formeln med den kondenserade formeln; och även med den molekylära.
exempel
Metan
Molekylformeln för metan är CH 4 , eftersom den har fyra CH-bindningar och är tetraedriskt i geometri. Dessa data tillhandahålls av strukturformeln med kilar utanför eller under planet. För metan, blir den kondense formeln också CH 4 , som gör den empiriska och halv utvecklats. Detta är den enda föreningen för vilken denna unikhet är sant.
Anledningen till den halv utvecklade formel för metan är CH 4 är därför att dess CH-bindningar inte är skrivna; annars skulle det motsvara strukturformeln.
propan
Den halv utvecklade formel för propån är CH 3 -CH 2 -CH 3 , som endast har två CC-bindningar. Dess molekyl är linjär, och om du märker att dess kondenserade formel är exakt densamma: CH 3 CH 2 CH 3 , med den enda skillnaden att CC-bindningarna utelämnas. För propan är det sant att både den halvutvecklade och den kondenserade formeln sammanfaller.
I själva verket är detta sant för alla linjära kedjealkaner, vilket kommer att fortsätta att ses i följande avsnitt.
Butan
Den halv utvecklade formeln av butan är CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 . Observera att det kan skrivas på samma rad. Denna formel motsvarar strängt den för n-butan, vilket indikerar att det är den linjära och oförgrenade isomeren. Den grenade isomeren, 2-metylpropan, har följande halvutvecklade formel:
Halvutvecklad formel av 2-metylpropan. Källa: Gabriel Bolívar.
Den här gången kan det inte längre skrivas eller representeras på samma rad. Dessa två isomerer delar samma molekylformel: C 4 H 10 , som inte tjänar till att diskriminera från varandra.
pentan
Igen har vi en annan alkan: pentan, vars molekylformel är C 5 H 12 . Den halvutvecklade formeln för n-pentan är CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 , lätt att representera och tolka, utan behov av att placera CH-bindningarna. CH 3 grupper kallas metyl eller metyler, och CH 2 är de metylener.
Pentane har andra grenade strukturella isomerer, som kan ses i den nedre bilden representerad av deras respektive halvutvecklade formler:
Halvutvecklade formler för de två grenade isomererna av pentan. Källa: Gabriel Bolívar.
A-isomeren är 2-metylbutan, även kallad isopentan. Under tiden är isomeren b 2,2-dimetylpropan, även känd som neopentan. Dess halvutvecklade formler gör skillnaden mellan de två isomererna tydliga; men det säger inte så mycket om hur sådana molekyler skulle se ut i rymden. För detta skulle strukturformler och modeller behövas.
Etanol
Halvutvecklade formler används inte bara för alkaner, alkener eller alkyner, utan för alla typer av organisk förening. Sålunda, etanol, en alkohol, har en halv utvecklade formeln: CH 3 -CH 2 -OH. Observera att en CO-bindning nu representeras, men inte OH-bindningen. Alla vätebindningar försummas.
Linjära alkoholer är lätta att representera liksom alkaner. Kort sagt: alla halvutvecklade formler för linjära molekyler är lätta att skriva.
Dimetyleter
Eders kan också representeras med halvutvecklade formler. I fallet med dimetyleter, vars molekylformel är C 2 H 6 O, den halv utvecklade formel är : CH 3 -O-CH 3 . Observera att dimetyleter och etanol är strukturella isomerer, eftersom de delar samma molekylformel (räkna C-, H- och O-atomerna).
cyklohexan
Halvutvecklade formler för grenade föreningar är mer tråkiga att representera än linjära; men ännu mer är cykliska föreningar, såsom cyklohexan. Dess molekylära formel motsvarar desamma som för hexen och dess strukturella isomerer: C 6 H 12 , eftersom de hexagonala ring räknas som en omättnad.
Att representera cyklohexan, är en hexagonal ring dragen vid vars hörn metylengrupperna, CH 2 , kommer att ligga , precis som ses nedan:
Halvutvecklad formel av cyklohexan. Källa: Gabriel Bolívar.
Den utvecklade formeln för cyklohexan skulle visa CH-bindningarna, som om ringen hade TV-antenner.
Fosforsyra
Molekylformeln för fosforsyrlighet är H 3 PO 3 . För många oorganiska föreningar är molekylformeln tillräcklig för att ge dig en uppfattning om strukturen. Men det finns flera undantag, och detta är ett av dem. Med det faktum att H 3 PO 3 är en diprotisk syra, är den halv utvecklade formel: HPO (OH) 2 .
Det vill säga en av vätgaserna är direkt fäst vid fosforatomen. Dock formeln H 3 PO 3 medger också en molekyl med en semi-utvecklade formel: PO (OH) 3 . Båda är faktiskt det som kallas tautomers.
De halvutvecklade formlerna i oorganisk kemi är mycket lik de kondenserade formlerna i organisk kemi. I oorganiska föreningar, eftersom de inte har CH-bindningar, och eftersom de i princip är enklare, är deras molekylformler vanligtvis tillräckliga för att beskriva dem (när de är kovalenta föreningar).
Generell kommentar
Halvutvecklade formler är mycket vanliga när eleven lär sig nomenklaturens regler. Men när de väl assimilerats i allmänhet är kemiska anteckningar fyllda med strukturella formler av skelett; Det vill säga, inte bara är CH-obligationerna utelämnade, utan tiden sparas också genom att ignorera C.
För resten är kondenserade formler i organisk kemi mer återkommande än halvutvecklade, eftersom de förstnämnda inte ens behöver skriva länkarna som i den senare. Och när det gäller oorganisk kemi används dessa halvutvecklade formler mindre utbrett.
referenser
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
- Wikipedia. (2020). Halvutvecklad formel. Återställd från: es.wikipedia.org
- Siyavula. (Sf). Organiska molekylstrukturer. Återställd från: siyavula.com
- Jean Kim & Kristina Bonnett. (05 juni 2019). Rita organiska strukturer. Kemi Libretexts. Återställd från: chem.libretexts.org
- Lärare. MARL och JLA. (Sf). Introduktion till kolföreningar. . Återställs från: ipn.mx