Stechiometrické výpočty
Stechiometrické výpočty (8/11) · 6:50

Stechiometrické, sumární a strukturní vzorce Jak lze různými způsoby vyjádřit strukturu a složení molekuly?

Navazuje na Vyčíslování chemických rovnic.
V tomto videu se chci zamyslet nad různými způsoby, jak zobrazit molekulu. Nejzřejmější je její jméno. Například byste mohli odkazovat na molekulu benzenu. Ale slovo „benzen" vám řekne jen velmi málo o tom, jak je molekula stavěná. Jsou zde i jiná konvenční pojmenování, která vám dají více informací, ale mohli byste namítnout, že chcete vědět více o konkrétních prvcích, které ji tvoří. V tomto případě je užitečné se přesunout k empirickému (stechiometrickému) vzorci. Empirický (stechiometrický) vzorec. A možná přemýšlíte, co znamená empirický? Obecně, slovo „empirický" odkazuje na něco, co vychází z pozorování nebo z experimentů. Pokud můžete říct, že něčemu věříte na základě empirického důkazu, znamená to, že jste viděli data. Znamená to, že máte nějaká pozorování, která vás přivádí na novou myšlenku. Důvod, proč to, co napíši, nazýváme empirickým vzorcem, je ten, že první chemici se nebyli schopni podívat na samotnou molekulu, ale byly schopni přijít aspoň s tím, že pozorují poměr různých prvků, které měli v molekule. Stechiometrický vzorec vám dá poměr prvků v molekule. Stechiometrický vzorec benzenu je... Jeden uhlík pro každý vodík. Nyní můžete říct: „To je super, vím, že když se zabývám benzenem, tak mám 1 uhlík pro každý vodík nebo 1 vodík pro každý uhlík, ale kolik každého z nich se skutečně nachází v molekule benzenu?" Odpověď na tuto otázku je ukryta v molekulovém (sumárním) vzorci. Molekulový (sumární) vzorec. Molekulový vzorec pro benzen, který nám dá více informací než empirický vzorec, nám říká, že každá benzenová molekula má 6 vodíků a... Promiňte, 6 uhlíků a 6... Dneska mám špatný den. ...6 uhlíků a 6 vodíků. Poměr je stále 1 ku 1, což máte zde. Je velmi snadné přejít z molekulového do empirického vzorce. V podstatě ztrácíte informaci. Můžete říct poměr...je to poměr 6 ku 6, což je totéž, jako 1 ku 1. Můžeme to napsat, jako C1H1, stejně, jako toto, což nám ukáže, že pro každý uhlík máme vodík. A skutečně vidíme, že je to případ této molekuly, pro každých 6 uhlíků máte 6 vodíků, což je stále poměr 1 ku 1. Toto vás možná neuspokojí. Můžete říct: „Dobrá, ale jakou má těchto 6 uhlíků a 6 vodíků strukturu?" Chci více informací. A kvůli tomu byste měli přejít ke strukturnímu (konstitučnímu) vzorci. Strukturní vzorec, který vám dá strukturu. Strukturu benzenové molekuly. A benzenová molekula může být nakreslena, jako... Máte 6 uhlíků v šestiúhelníku. Napišme to takto... 1, 2, 3, 4, 5, 6 uhlíků v šestiúhelníku. A pak máte dvojné vazby. Každá druhá vazba v šestiúhelníku je dvojná vazba. Každý z těchto uhlíků je také připojen k vodíku. Každá z těchto přímek, které kreslím, je kovalentní vazba. V dalších videích půjdeme více do hloubky, ale sdílejí elektrony, a to je to, co drží tyto uhlíky poblíž ostatních a vodíky vázané k uhlíkům a uhlíky vázané k vodíkům. Nakreslím to takto. A toto je pouze jedna varianta struktury. Je obtížné vidět tuto jednu, kterou jsem nakreslil... ...podívám se, zda můžu udělat víc... To je docela dobré...naštěstí vidíte, že zde je vodík a zde je také vodík. Toto je jedna varianta strukturního vzorce, některé strukturní vzorce vám dají 3D informace, kde je molekula lomená nebo vystupuje ze stránky. Jiné nemusí být tak názorné. Až se podíváte do organické chemie, tak uhlíkové řetězce jsou stavěné... Můžete vidět něco podobného pro benzen, kde každý z nich je implicitním vrcholem. V každém vrcholu je implicitní uhlík. Můžete říct, že uhlík bude mít typicky 4 vazby ve stabilním stavu. Vidím pouze 1, 2, 3. Pokud to není nakresleno, musí zde být vodík. Toto je konvence, kterou lidé používají v organické chemii. Je zde mnoho způsobů, jak nakreslit strukturní vzorec, ale tento je typický. A vidíte, že máme více a více informací. Šel jsem od ampirického, přes molekulový až ke strukturnímu vzorci. A nyní chci vyjasnit, že stechiometrický a sumární vzorec nejsou vždy rozdílné. Pokud poměry odpovídají skutečnému počtu prvků, které máte v molekule. A dobrým příkladem by byla voda. Nakreslím vodu. Nakreslím to v odlišné barvě. Už jsem použil každou barvu. Voda. Vodu známe všichni, na každé 2 vodíky... Když už jsem se rozhodl použít modrou pro vodík, tak ji použiji znovu. Na každé 2 vodíky připadá 1 kyslík. Máte kyslík. A zrovna v tomto případě se empirický vzorec, rovná molekulovému vzorci. Molekula vody má právě 2 vodíky a 1 kyslík. Pokud chcete vidět strukturní vzorec, možná už ho znáte nebo poznáte. Každý z těchto kyslíků v molekule vody je vázáný ke 2 vodíkům. Doufám, že vám to na začátek pomůže ocenit různé způsoby zobrazení molekuly.
video