कार्बनिक पदार्थों और अकार्बनिक के अणुओं के स्थानिक संरचना

अकार्बनिक और के अणुओं के स्थानिक संरचना कार्बनिक पदार्थों अपने रासायनिक और भौतिक गुण के विवरण में काफी महत्व की है। अगर हम सेट bukovok और कागज पर संख्या के रूप में इस मामले पर विचार नहीं हमेशा सही निष्कर्ष पर आने के लिए संभव है। कई घटना, विशेष रूप से कार्बनिक रसायन से जुड़े लोगों का वर्णन करने के लिए, यह stereometric आणविक संरचना को पता करने के लिए आवश्यक है।

ज्यामिति क्या है

ज्यामिति - कि इसकी संरचना के मामले में पदार्थ के अणुओं के गुणों बताते रसायन विज्ञान के एक खंड है। और अणुओं के स्थानिक प्रतिनिधित्व एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है यहाँ, क्योंकि यह कई जैव जैविक घटना को सुलझाने की कुंजी है।

ज्यामिति बुनियादी नियमों, जो थोक रूप में लगभग किसी भी अणु मौजूद हो सकते हैं का एक सेट है। सकल सूत्र, कागज के एक पारंपरिक शीट में लिखा का एक नुकसान, परीक्षण पदार्थ के गुणों की पूरी सूची प्रकट करने में असमर्थ है।

एक उदाहरण fumaric एसिड, जो द्विक्षारकीय के वर्ग के अंतर्गत आता है हो सकता है। यह पानी में खराब घुलनशील है, जहरीला नहीं है और प्रकृति में पाया जा सकता है। maleic एसिड - हालांकि, अगर आप COOH समूहों के स्थानिक व्यवस्था बदलने के लिए, एक पूरी तरह से अलग बात कर सकते हैं। यह केवल कृत्रिम रूप से प्राप्त किया जा सकता पानी में आसानी से घुलनशील है, यह इसलिए क्योंकि विषाक्त गुणों का मनुष्य के लिए खतरा हो।

van't Hoff के Stereochemical सिद्धांत

19 वीं सदी में किसी भी अणु के एक फ्लैट संरचना के M.Butlerova प्रतिनिधित्व पदार्थों के गुणों, विशेष रूप से जैविक के कई व्याख्या नहीं कर सकता है। यह काम "अंतरिक्ष में रसायन विज्ञान", जिसमें उन्होंने कहा सिद्धांत इस क्षेत्र में अपने शोध M.Butlerova van't Hoff के लेखन के लिए नेतृत्व किया। उन्होंने कहा कि अणुओं के स्थानिक संरचना की अवधारणा प्रस्तुत की, और यह भी रासायनिक विज्ञान की खोज के महत्व को समझाया।

मांस, डेयरी, और dextrorotatory लैक्टिक एसिड किण्वन: तो यह लैक्टिक एसिड के तीन प्रकार के अस्तित्व साबित कर दिया था। इन पदार्थों से प्रत्येक के लिए कागज के एक पत्रक पर है संरचनात्मक सूत्र ही है, लेकिन अणुओं के स्थानिक संरचना इस घटना बताते हैं।

van't Hoff के stereochemical सिद्धांत का परिणाम तथ्य यह है कि कार्बन परमाणु, फ्लैट नहीं है के रूप में का एक सबूत था इसके चार संयोजक बांड एक काल्पनिक चतुर्पाश्वीय की ऊंचाइयों को बदल रहे हैं।

कार्बनिक अणुओं की पिरामिड स्थानिक संरचना

अपने निष्कर्षों van't Hoff और अपने शोध के आधार पर, कार्बनिक पदार्थ के प्रत्येक कार्बन कंकाल चतुर्पाश्वीय के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है। इसलिए हम 4 संभव मामलों गठन सी-सी बांड पर विचार करने और इन अणुओं की संरचना की व्याख्या कर सकते हैं।

पहला मामला - जब अणु एक भी कार्बन परमाणु हाइड्रोजन प्रोटॉन की वजह से 4 मिलता है। मीथेन अणु के स्थानिक संरचना लगभग ठीक एक चतुर्पाश्वीय की रूपरेखा, तथापि संयोजक कोण थोड़ा हाइड्रोजन परमाणुओं की बातचीत की वजह से बदल रहा है।

एक रासायनिक सी सी बंधन के गठन दो पिरामिड जो एक आम सुप्रीम द्वारा शामिल हो गए हैं के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। अणु के इस तरह के एक निर्माण की यह देखा जा सकता है कि इन tetrahedrons अपनी धुरी और परिवर्तन की स्थिति के आसपास स्वतंत्र रूप से घुमाया जा सकता है। अगर हम ईथेन अणुओं का एक उदाहरण के रूप में इस प्रणाली पर विचार करें, कंकाल में कार्बन वास्तव में बारी बारी से करने में सक्षम हैं। हालांकि अनुशंसित उर्जा लाभप्रद के दो विशेष प्रावधान है कि न्यूमैन प्रक्षेपण में हाइड्रोजन ओवरलैप नहीं।

अणु इथाइलीन तीसरे अवतार के स्थानिक संरचना सी-सी बांड, दो एक आम चतुर्पाश्वीय बाध्य है जब से, यानी के गठन एक मिसाल है दो आसन्न चोटियों पर एक दूसरे को काटना। यह स्पष्ट हो जाता है कि अणु stereometric स्थिति कार्बन परमाणुओं अपनी धुरी के सापेक्ष के इस तरह के आंदोलन की वजह से मुश्किल है, क्योंकि यह किसी एक लिंक को तोड़ने की आवश्यकता है। लेकिन यह रूप में पदार्थों के सीआईएस और ट्रांस isomers के रूप में संभव हो जाता है प्रत्येक कार्बन पर दो मुक्त कण या तो specularly या आड़े जा सकता है।

सिस और ट्रांस अणुओं fumaric एसिड और Maleic एसिड के अस्तित्व बताते हैं। के बीच इन अणुओं में कार्बन परमाणुओं दो बांड का गठन किया है, और उनमें से हर एक है हाइड्रोजन परमाणु और COOH समूह।

उत्तरार्द्ध मामले, जो स्थानिक आणविक संरचना की विशेषता दो पिरामिड एक आम चेहरा है और तीन कोने से एक साथ शामिल हो गए है कि द्वारा प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। एक उदाहरण एसिटिलीन की अणु है।

सबसे पहले, इस तरह के अणुओं cis- या ट्रांस-आइसोमरों नहीं किया है। दूसरे, कार्बन परमाणुओं अपनी धुरी के चारों ओर घूमने के लिए सक्षम नहीं हैं। और तीसरे, परमाणु और कण के सभी एक धुरी पर स्थित हैं और बांड कोण 180 डिग्री है।

बेशक, वर्णित मामलों पदार्थ जो कंकाल दो से अधिक हाइड्रोजन परमाणुओं शामिल करने के लिए लागू किया जा सकता। इस तरह के अणुओं की stereometric निर्माण के सिद्धांत बनाए रखा है।

Inorganics अणुओं के स्थानिक संरचना

गठन के सहसंयोजक बंध का एक तंत्र द्वारा अकार्बनिक यौगिकों में कार्बनिक पदार्थों के समान। बंध के निर्माण के लिए दो परमाणुओं जो कुल इलेक्ट्रॉन बादल फार्म का एक अकेला इलेक्ट्रॉन जोड़े की आवश्यकता है।

एक सहसंयोजक बंधन के गठन में कक्षाओं के एक ओवरलैप परमाणु नाभिक की एक पंक्ति पर होता है। परमाणु दो या संचार के अधिक रूपों हैं, तो उनके बीच की दूरी बंधन कोण की विशेषता है।

अगर हम पर विचार पानी के अणु, जो एक ऑक्सीजन परमाणु और दो हाइड्रोजन परमाणुओं से बना है, संयोजक कोण आदर्श रूप से 90 डिग्री तक पहुंच जाएगा चाहिए। हालांकि, प्रयोगात्मक अध्ययन से पता चला है कि इस मूल्य 104.5 डिग्री है। अणुओं सैद्धांतिक रूप से अलग के स्थानिक संरचना क्योंकि हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच बातचीत का बलों की भविष्यवाणी की। वे एक दूसरे विकर्षित, जिससे बंधन कोण therebetween बढ़ रही है।

एसपी-संकरण

संकरण - अणु का एक ही संकर कक्षाओं के गठन के सिद्धांत। इस घटना की वजह से विभिन्न ऊर्जा के स्तर पर केंद्रीय एटम अकेला इलेक्ट्रॉन जोड़े की होती है।

उदाहरण के लिए, सहसंयोजक बंधन के गठन BeCl2 अणु पर विचार करें। बेरिलियम अकेला इलेक्ट्रॉन जोड़े रों और पी का स्तर है, जो सिद्धांत में अणु का एक मोटा कोने के गठन का कारण होना चाहिए पर हैं। हालाँकि, व्यवहार में वे रैखिक हैं, और बंधन कोण 180 डिग्री है।

एसपी-संकरण दो सहसंयोजक बंध के गठन में प्रयोग किया जाता है। हालांकि, वहाँ संकर कक्षाओं के गठन के अन्य प्रकार हैं।

SP2-संकरण

संकरण के इस प्रकार के तीन सहसंयोजक बंध साथ अणुओं के स्थानिक संरचना के लिए जिम्मेदार है। एक उदाहरण BCl3 अणु है। पी-स्तर पर दो और एक रों-स्तर पर: केंद्रीय बेरियम परमाणु तीन साझा नहीं की इलेक्ट्रॉन जोड़े है।

तीन सहसंयोजक बंध एक अणु है जो एक ही विमान में स्थित है के रूप में, और उसके बंधन कोण 120 डिग्री है।

SP3-संकरण

एक पी-स्तर पर और एस-1 स्तर के लिए 3: संकर कक्षाओं के गठन जब केंद्रीय एटम साझा नहीं की इलेक्ट्रॉन जोड़े के 4 है की एक और अवतार। ऐसे पदार्थों का एक उदाहरण - मीथेन। जिसमें बांड कोण 109.5 डिग्री है मीथेन अणु के स्थानिक संरचना, tetraerd है। कोण यह एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन परमाणुओं प्रतिक्रिया की विशेषता है बदल रहा है।