无机和有机物质分子的空间结构

无机和 有机物质 分子的空间结构在描述其化学和物理性质方面具有重要意义。 如果您将该物质视为纸上的一组字母和数字，则不能总是得出正确的结论。 为了描述许多现象，特别是与有机化学相关的现象，有必要知道分子的立体结构。

什么是立体造型

立体测量法是化学分支，它基于其结构来解释物质分子的性质。 此外，分子的空间表示在这里起着很大的作用，因为 揭开许多生物有机现象是关键。

立体测量法是一组基本规则，几乎任何分子都可以批量表示。 总配方的缺点，写在一张正规的纸上，是无法公布正在研究的物质的完整列表。

一个例子可以是属于二元酸类的富马酸。 它在水中溶解性很差，无毒，可在自然界中发现。 但是，如果您改变COOH组的空间排列，您可以获得完全不同的物质 - 马来酸。 它高度溶于水，只能人为获得，由于毒性而对人造成危害。

Van't Hoff的立体化学理论

在19世纪，任何分子平面结构上的M. Butlerov的观点都无法解释物质特别是有机物质的许多特性。 这是为了写Vant-Goff的作品“空间化学”的动力，他在他的研究领域中补充了M. Butlerov的理论。 他介绍了分子空间结构的概念，并解释了他发现化学科学的重要性。

所以证明存在三种类型的乳酸：肉牛奶，右旋酸和乳酸发酵。 在这些物质的一张纸上， 结构式 将相同，但分子的空间结构解释了这种现象。

Van't Hoff的立体化学理论的后果证明了碳原子不平坦的原因，因为 其四价键面对假想四面体的顶点。

有机分子的锥体空间结构

根据他们对Van't Hoff的调查结果和他的研究，有机质骨骼中的每个碳都可以表示为四面体。 所以我们可以考虑4种可能的CC键形成情况，并解释这种分子的结构。

第一种情况是当分子是与氢质子形成四个键的单个碳原子时。 甲烷分子的空间结构几乎完全重复了四面体的轮廓，然而由于氢原子的相互作用，价态略有变化。

单个化学键C-C的形成可以以两个金字塔的形式表示，它们通过共同的顶点连接在一起。 从分子的这种结构可以看出，这些四面体可以围绕它们的轴线旋转并且自由地改变它们的位置。 如果我们将该系统视为乙烷分子的一个例子，那么骨架中的碳确实能够旋转。 然而，从两个特征位置，当纽曼投影中的氢不重叠时，优先考虑能量有利的位置。

当两个四面体具有一个共同的面时，乙烯分子的空间结构作为形成CC键的第三变体的实例，即 沿两个相邻顶点相交。 很清楚，由于分子的这种立体位置，碳原子相对于其轴线的运动是困难的，因为 需要打破其中一个链接。 但由于可以形成物质的顺式和反式异构体 来自每个碳的两个自由基可以位于反射镜或横向中。

分子的顺式和转座解释了富马酸和马来酸的存在。 在这些分子中的碳原子之间形成两个键，并且对于它们中的每一个，都有一个 氢原子 和一个COOH基团。

表征分子的空间结构的后一种情况可以由两个金字塔来表示，这两个金字塔有一个共同的面并通过三个顶点相连。 一个例子是乙炔分子。

首先，这样的分子不具有顺式或反式异构体。 其次，碳原子不能绕其轴旋转。 第三，所有原子和它们的自由基位于一个轴上，价角为180度。

当然，所描述的情况可以应用于其骨架含有两个以上氢原子的物质。 这种分子的立体构造原理得到保留。

无机物质分子的空间结构

无机化合物 中共价键 的形成与有机物质的机理相似。 为了形成键，有必要在两个原子中形成非共享电子对，形成一个共同的电子云。

共价键形成期间的轨道重叠沿原子核的一行发生。 如果原子形成两个或更多个键，则它们之间的距离的特征在于价角的大小。

如果我们考虑由一个氧原子和两个氢原子形成 的水分子 ，则化合价应理想地为90度。 然而，实验研究证明该值为104.5度。 分子的空间结构与理论预测的不同之处在于氢原子之间存在相互作用力。 它们彼此排斥，从而增加它们之间的价态角。

Sp杂交

杂交是分子形成相同杂交轨道的理论。 这种现象是由于在不同能级的中心原子存在非共享电子对。

例如，考虑分子的BeCl 2的共价键的形成。 在铍中，非共享电子对处于s和p水平，理论上应该导致形成不均匀的角分子。 然而，实际上它们是线性的，并且价角是180度。

Sp-杂交用于形成两个共价键。 然而，还有其他类型的混合轨道的形成。

Sp2杂交

这种类型的杂交负责具有三个共价键的分子的空间结构。 一个例子是BCl3分子。 中心钡原子具有三个非共享电子对：两个在p级，一个在s级。

三个共价键形成位于一个平面中的分子，其价电角为120度。

Sp3杂交

当中心原子具有4个非共享电子对时，形成混合轨道的另一个选择：在p级为3，在s级为1。 这种物质的一个例子是甲烷。 甲烷分子的空间结构是四分之一，其化合价为109.5度。 角度的变化的特征在于氢原子彼此的相互作用。