Základy organické chemie
Přihlásit se
Základy organické chemie (6/7) · 7:29

Zápis struktury molekul v organické chemii Jaké jsou různé typy zápisu struktury organických molekul?

To, co v organické chemii působí asi největší problémy, jsou názvosloví a pojmenování, která používáme. V tomto videu a vlastně i v několika dalších videích, vám chci předat pevný základ zápisu a názvosloví a toho, jak věci pojmenováváme. Pak vše ostatní snad nebude tak těžké. Takže na začátek -a to je jen opakování běžné chemie- napíšu řetězec uhlíků. Organická chemie se zabývá řetězci uhlíků. Nakreslím řetězec o jednom uhlíku. Je opravdu směšné říkat tomu řetězec. Takže tady máme jeden uhlík a ten má čtyři valenční elektrony, ale nejradši by jich měl osm. To je to kouzelné číslo, které jsme se naučili v běžné chemii. Pro všechny molekuly je to stabilní valenční struktura. Takže dobrý partner, se kterým se spojit, je vodík. Má čtyři valenční elektrony a vodík má jeden valenční elektron, takže spolu můžou navzájem jeden elektron sdílet, a pak budou oba docela šťastní. Osm je magické číslo pro všechny, kromě vodíku a helia. Vodíky se snaží zaplnit pouze „1s“ orbital, tak jak to má helium. Takže magické číslo pro vodík a helium je 2. Všechny vodíky mají nyní pocit, že mají dva elektrony a uhlík má pocit, že jich má osm. Je několik způsobů, jak to zapsat. Mohli byste to napsat takto, kde můžete přímo vidět elektrony, nebo sem můžete nakreslit malé čáry. Také bych mohl napsat přesně tuhle molekulu, což je methan, a proč se to jmenuje methan, si řekneme později v tomto videu. Mohu tuto konkrétní strukturu napsat takto: Uhlík vázaný ke čtyřem vodíkům. Ze způsobu, jakým jsem napsal tyto vazby, můžete usoudit, že každá z těchto vazeb se skládá ze dvou elektronů. Jeden od uhlíku a jeden od vodíku. Teď pojďme zkoumat o něco delší řetězce. Řekněme, že mám řetězec o dvou uhlících. Nebo rovnou se třemi uhlíky aby to opravdu vypadalo jako řetězec. Když to udělám přesně, bude to vypadat takto… Takže mám uhlík a ten má čtyři elektrony. Tady mám tady další uhlík, který má... Nakreslím ty uhlíky trochu jiným odstínem žluté. Mám tady další uhlík, který má čtyři elektrony a ten další uhlík nakreslím předchozí žlutou. Takže přidám další uhlík který má čtyři valenční elektrony. Teď jsou tyto další elektrony nespárované, a když to neupřesníme, předpokládáme, že tam je vodík. Takže sem nakreslím nějaké vodíky. tady vodík, tady vodík, tady vodík, tady vodík, tady vodík, už to skoro bude, tady vodík a tady vodík. Teď si všimněte, že molekulární struktura, kterou jsem nakreslil, má tři uhlíky a každý z nich je schopen utvořit čtyři vazby. Tenhle uhlík má vazby se třemi vodíky a dalším uhlíkem. Tenhle uhlík má vazby se dvěma vodíky a dvěma uhlíky. Tenhle uhlík má vazby se třemi vodíky a pak s tímto uhlíkem. Tohle je naprosto správná molekulární struktura, ale bylo docela otravné, kreslit všechny ty valenční elektrony. Takže co uděláme, aspoň v tomhle případě -Později uvidíme, že je i jednodušší způsob, jak to napsat.- Ale pokud tam chceme mít aspoň tyto čárky, můžeme nakreslit takto. Takže máte uhlík, uhlík, uhlík, a ty jsou spojeny s vodíky. Skoro nikdy to neuvidíte napsané takto, protože je to trochu šílené. Vodík, vodík, vodík... Je šílené to napsat, trvá to dlouho. Navíc nemusí být jasné, kam ty elektrony patří. Nenapsal jsem to tak jasně, jak jsem mohl. Tyhle dva elektrony sdílí s těmito dvěma atomy… Snad to bylo srozumitelné. Ale když to kreslíme pomocí čar, vypadá to takto. Je to trochu úhlednější a rychleji se to kreslí. Stejný postup použiji tady a tady. Obecně… později se na to zaměříme detailněji. Tenhle řetězec o třech uhlících, kdy jsou všude jednoduché vazby, je propan. Napíšu to sem. Tohle je methan. A již brzy uvidíte, jak se to rýmuje... ten důvod, proč se to tak jmenuje. Tohle je methan, tohle je propan. A je i jednoduší způsob, jak napsat propan. Mohli byste to napsat takto... Místo abyste kreslili přímo tyhle vazby, mohli byste říct, že tahle část… Mohli byste napsat, že tohle je CH3. Takže máme CH3 spojené s CH2, které je pak spojené ještě s dalším CH3. A důležité je, bez ohledu na zápis, abyste byli schopni určit přesnou molekulární strukturu. Ať už máte toto, toto nebo toto, víte, jak vypadá jejich molekulární struktura. Podle kteréhokoliv vzorce můžete nakreslit ostatní. Je ještě snazší verze, jak to napsat. Můžete to napsat takhle… Udělám to jinou barvou. Takže máme 3 uhlíky: 1, 2, 3. Teď se to zdá strašně jednoduché. Jak vám může dát tenhle zápis stejnou informaci, jako všechny to mnohem komplikovanější způsoby zápisu? V chemii a to zejména o organické chemii, se tohle nazývá strukturní vzorec. Je to nejjednodušší a zároveň i neužitečnější způsob, jak znázornit uhlíkové řetězce nebo strukturu organické molekuly. Protože velké molekuly jsou komplikované a je otravné psát všude ty vodíky. Když vidíte něco takového, předpokládáte, že na konci každé vazby je uhlík. Takže když vidíte něco takového, předpokládáte, že uhlík je na tomto konci a na tomto konci a taky tady. A také víte, že uhlík má čtyři vazby. V tom nejsou žádné výjimky. Všechny uhlíky budou mít čtyři vazby. Tento uhlík má už dvě vazby s uhlíky, takže další dvě vazby musí už být s vodíkem. Když je nespecifikujete, předpokládá se, že je tam vodík. Tenhle má jen jednu vazbu s uhlíkem, takže další tři musí být s vodíky. Takže nakreslením této jednoduché čáry, jsem vyjádřil úplně stejnou informaci, jako v předchozích třech nákresech. Setkáte se s tím často, opravdu to věci zjednodušuje. Někdy uvidíte něco mezi tím. Někdo může nakreslit něco takového: nakreslí CH3 a poté to nakreslí takto, takže kombinuje tyhle dva způsoby psaní molekuly, kde napíšete CH3 skupiny na koncích molekuly, ale molekulu CH2 uprostřed prostě předpokládáte. Předpokládáte, že tady na konci je uhlík, na který se vážou dva vodíky. Tohle jsou všechny správné možnosti, jak nakreslit molekulární strukturu těchto uhlíkových řetězců nebo organických struktur.
video