የኦርጋኒክ እና ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ሞለኪውሎች የቦታ አወቃቀራቸው ኬሚካላዊ እና አካላዊ ባህሪያቸውን በመግለጽ ረገድ ትልቅ ጠቀሜታ አለው። አንድ ንጥረ ነገር በወረቀት ላይ እንደ ፊደሎች እና ቁጥሮች ስብስብ ከተመለከትን, ሁልጊዜ ትክክለኛ መደምደሚያ ላይ መድረስ አይቻልም. ብዙ ክስተቶችን በተለይም ከኦርጋኒክ ኬሚስትሪ ጋር የተያያዙትን ለመግለጽ የሞለኪውልን ስቴሪዮሜትሪክ መዋቅር ማወቅ ያስፈልጋል።
Stereometry ምንድን ነው
Stereometry የአንድ ንጥረ ነገር ሞለኪውሎች ባህሪያቱን በአወቃቀሩ ላይ በመመስረት የሚያብራራ የኬሚስትሪ ቅርንጫፍ ነው። ከዚህም በላይ የሞለኪውሎች የቦታ ውክልና እዚህ ወሳኝ ሚና ይጫወታል, ምክንያቱም ለብዙ ባዮኦርጋኒክ ክስተቶች ቁልፍ ነው።
Stereometry ማንኛውም ሞለኪውል በድምጽ መጠን የሚወከልበት መሰረታዊ ህጎች ስብስብ ነው። በመደበኛ ወረቀት ላይ የተጻፈው አጠቃላይ ፎርሙላ ጉዳቱ በጥናት ላይ ያለውን ንጥረ ነገር ሙሉ ዝርዝር መግለጥ አለመቻል ነው።
ለምሳሌ የዲባሲክ ክፍል የሆነው ፉማሪክ አሲድ ነው። በውሃ ውስጥ በደንብ የማይሟሟ ነው ፣መርዛማ እና በተፈጥሮ ውስጥ ሊገኝ ይችላል. ሆኖም ግን, የ COOH ቡድኖችን የቦታ አቀማመጥ ከቀየሩ, ሙሉ ለሙሉ የተለየ ንጥረ ነገር ማግኘት ይችላሉ - maleic acid. በውሃ ውስጥ በጣም የሚሟሟ ነው፣ በሰው ሰራሽ መንገድ ብቻ ሊገኝ የሚችል እና ለሰው ልጅ አደገኛ ስለሆነ መርዛማ ባህሪያቱ አደገኛ ነው።
የቫንት ሆፍ ስቴሪዮኬሚካል ቲዎሪ
በ19ኛው ክፍለ ዘመን የኤም. Butlerov ስለማንኛውም ሞለኪውል ጠፍጣፋ መዋቅር የነገሮች ብዙ ባህሪያትን በተለይም ኦርጋኒክን ሊያብራራ አልቻለም። ይህ ለቫንት ሆፍ የ M. Butlerov ንድፈ ሃሳብ በዚህ አካባቢ ባደረገው ምርምር የጨመረበትን "ኬሚስትሪ ኢን ስፔስ" የሚለውን ስራ ለመጻፍ አነሳስቷል። የሞለኪውሎች የቦታ አወቃቀሮችን ፅንሰ-ሀሳብ አስተዋውቋል፣ እንዲሁም ግኝቱን ለኬሚካል ሳይንስ ያለውን ጠቀሜታ አብራርቷል።
በመሆኑም ሶስት አይነት የላቲክ አሲድ መኖሩ ተረጋግጧል፡ ስጋ-ላቲክ፣ ዲስትሮሮታቶሪ እና fermented lactic acid። ለእያንዳንዱ እነዚህ ንጥረ ነገሮች በአንድ ወረቀት ላይ መዋቅራዊ ቀመሩ ተመሳሳይ ይሆናል, ነገር ግን የሞለኪውሎች የቦታ መዋቅር ይህንን ክስተት ያብራራል.
የቫንት ሆፍ ስቴሪዮኬሚካል ቲዎሪ ውጤት የካርቦን አቶም ጠፍጣፋ ላለመሆኑ ማረጋገጫ ነበር፣ ምክንያቱም አራቱ የቫሌንስ ቦንዶች ወደ ምናባዊ ቴትራሄድሮን ጫፎች ይመለከታሉ።
የኦርጋኒክ ሞለኪውሎች ፒራሚዳል ቦታ መዋቅር
በቫን'ት ሆፍ ግኝቶች ላይ በመመስረት እና በኦርጋኒክ ቁስ አካል ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ካርቦን እንደ tetrahedron ሊወከል ይችላል። እኛም እንደዛ ነው።የC-C ቦንዶች ሊፈጠሩ የሚችሉ 4 ጉዳዮችን ከግምት ውስጥ ማስገባት እና የእነዚህን ሞለኪውሎች አወቃቀር ማብራራት እንችላለን።
የመጀመሪያው ጉዳይ ሞለኪውሉ አንድ የካርቦን አቶም ሲሆን 4 ቦንድ ከሃይድሮጂን ፕሮቶን ጋር ሲገናኝ ነው። የሚቴን ሞለኪውሎች የቦታ አወቃቀሮች የቴትራሄድሮንን ዝርዝር ሁኔታ ሙሉ በሙሉ ይደግማል፣ነገር ግን በሃይድሮጂን አተሞች መስተጋብር ምክንያት የማስያዣው አንግል በትንሹ ተቀይሯል።
የአንድ ኬሚካላዊ ሲ-ሲ ቦንድ ምስረታ እንደ ሁለት ፒራሚዶች ሊወከል ይችላል፣ እነዚህም በጋራ ቬቴክ የተሳሰሩ ናቸው። ከእንዲህ ዓይነቱ የሞለኪውል ግንባታ መረዳት ይቻላል እነዚህ ቴትራሄድራ በዘንግ ዙሪያ መዞር እና ቦታቸውን በነፃነት እንደሚቀይሩ ማየት ይቻላል. የኢታታን ሞለኪውል ምሳሌን በመጠቀም ይህንን ስርዓት ከግምት ውስጥ ካስገባን, በአጽም ውስጥ ያሉት ካርቦኖች በእርግጥ መሽከርከር ይችላሉ. ነገር ግን፣ ከሁለቱ የባህሪ አቀማመጦች፣ በኒውማን ትንበያ ውስጥ ያሉት ሃይድሮጂንዶች በማይደራረቡበት ጊዜ፣ በሃይል ምቹ ለሆነው ምርጫ ተሰጥቷል።
የኤትሊን ሞለኪውል የቦታ መዋቅር የሲ-ሲ ቦንድ ምስረታ ሶስተኛው ልዩነት ምሳሌ ነው፣ሁለት ቴትራሄድራ አንድ የጋራ ፊት ሲኖራቸው፣ ማለትም። በሁለት አጎራባች ጫፎች ያቋርጡ. እንዲህ ባለው የሞለኪውል ስቴሪዮሜትሪክ አቀማመጥ የተነሳ የካርበን አተሞች እንቅስቃሴ ከዘንጉ ጋር ሲነፃፀር አስቸጋሪ እንደሆነ ግልፅ ይሆናል ፣ ምክንያቱም አንዱን ማገናኛ መሰባበርን ይጠይቃል። በሌላ በኩል, የ cis- እና ትራንስ-isomers ንጥረ ነገሮች ምስረታ ይቻላል, ጀምሮ ከእያንዳንዱ ካርቦን ሁለት ነፃ ራዲሎች ሊንጸባረቁ ወይም ሊቆራረጡ ይችላሉ።
Cis- እና የሞለኪውል ሽግግር የፉማሪክ እና የወንድነት መኖር መኖሩን ያብራራል.አሲዶች. በእነዚህ ሞለኪውሎች ውስጥ ባሉ የካርቦን አቶሞች መካከል ሁለት ቦንዶች ይፈጠራሉ፣ እና እያንዳንዳቸው አንድ ሃይድሮጂን አቶም እና የ COOH ቡድን አላቸው።
የሞለኪውሎች የቦታ አወቃቀሩን የሚገልጸው የመጨረሻው ጉዳይ አንድ የጋራ ፊት ባላቸው እና በሶስት ጫፎች የተሳሰሩ በሁለት ፒራሚዶች ሊወከል ይችላል። ለምሳሌ የአሴቲሊን ሞለኪውል ነው።
በመጀመሪያ እንደዚህ ያሉ ሞለኪውሎች cis ወይም trans isomers የላቸውም። በሁለተኛ ደረጃ የካርቦን አተሞች በዘንግ ዙሪያ መዞር አይችሉም. እና በሶስተኛ ደረጃ ሁሉም አተሞች እና ራዲካሎቻቸው በአንድ ዘንግ ላይ ይገኛሉ እና የቦንድ አንግል 180 ዲግሪ ነው።
በእርግጥ የተገለጹት ጉዳዮች አጽማቸው ከሁለት በላይ የሃይድሮጂን አተሞች በያዘ ንጥረ ነገሮች ላይ ሊተገበር ይችላል። የእንደዚህ አይነት ሞለኪውሎች የስቴሪዮሜትሪክ ግንባታ መርህ እንደተቀመጠ ይቆያል።
ኦርጋኒክ ያልሆኑ ንጥረ ነገሮች ሞለኪውሎች የቦታ መዋቅር
በኦርጋኒክ ባልሆኑ ውህዶች ውስጥ የኮቫለንት ቦንዶች መፈጠር ከኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች አሠራር ጋር ተመሳሳይ ነው። ትስስር ለመፍጠር ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንድ በሁለት አተሞች ውስጥ እንዲኖሩት ያስፈልጋል፣ እነዚህም የጋራ ኤሌክትሮን ደመና ይመሰርታሉ።
የኮቫለንት ቦንድ በሚፈጠርበት ጊዜ የምሕዋር መደራረብ የሚከሰተው በአንድ የአቶሚክ ኒውክሊየስ መስመር ነው። አቶም ሁለት ወይም ከዚያ በላይ ቦንዶችን ከፈጠረ በመካከላቸው ያለው ርቀት የሚለየው በመያዣው አንግል ዋጋ ነው።
በአንድ ኦክሲጅን አቶም እና በሁለት ሃይድሮጂን አተሞች የሚፈጠረውን የውሃ ሞለኪውል ብንመለከት የቦንድ አንግል በምርጥ ሁኔታ 90 ዲግሪ መሆን አለበት። ቢሆንምየሙከራ ጥናቶች እንደሚያሳዩት ይህ ዋጋ 104.5 ዲግሪ ነው. የሞለኪውሎች የቦታ አወቃቀሮች በሃይድሮጂን አተሞች መካከል ባለው መስተጋብር ኃይሎች በመኖራቸው በንድፈ-ሀሳብ ከተገመተው የተለየ ነው። እርስ በእርሳቸው ይጋጫሉ፣በዚህም በመካከላቸው ያለውን የመተሳሰሪያ አንግል ይጨምራሉ።
ስፕ-ማዳቀል
ድብልቅነት የአንድ ሞለኪውል ተመሳሳይ ድብልቅ ምህዋር መፈጠር ፅንሰ-ሀሳብ ነው። ይህ ክስተት የሚከሰተው በማዕከላዊ አቶም ውስጥ በተለያዩ የኃይል ደረጃዎች ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች በመኖራቸው ነው።
ለምሳሌ፣ በBeCl2 ሞለኪውል ውስጥ የኮቫለንት ቦንዶች መፈጠሩን አስቡበት። ቤሪሊየም በ s እና p ደረጃዎች ላይ ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች አሉት፣ በንድፈ ሀሳብ ደረጃ ያልተስተካከለ የማዕዘን ሞለኪውል እንዲፈጠር ምክንያት ይሆናል። ነገር ግን፣ በተግባር ግን መስመራዊ ናቸው እና የማስያዣው አንግል 180 ዲግሪ ነው።
Sp-hybridization ሁለት የኮቫለንት ቦንድ ምስረታ ላይ ይውላል። ነገር ግን፣ ሌሎች የተዳቀሉ orbitals ምስረታ ዓይነቶች አሉ።
Sp2 ማዳቀል
ይህ ዓይነቱ ማዳቀል በሶስት ኮቫለንት ቦንዶች ላሉ ሞለኪውሎች የቦታ መዋቅር ተጠያቂ ነው። ለምሳሌ የ BCl3 ሞለኪውል ነው. ማዕከላዊው ባሪየም አቶም ሶስት ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች አሉት፡ ሁለቱ በp-level እና አንድ በ s-ደረጃ።
ሶስት የኮቫለንት ቦንዶች በአንድ አውሮፕላን ውስጥ የሚገኝ ሞለኪውል ይፈጥራሉ፣ እና የማስያዣው አንግል 120 ዲግሪ ነው።
Sp3 ማዳቀል
ማዕከላዊ አቶም 4 ያልተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ሲኖሩት፡ 3 በ p-level እና 1 በ s-level ሲኖረው ሌላው ለዲቃላ ምህዋር መፈጠር አማራጭ። የዚህ ዓይነቱ ንጥረ ነገር ምሳሌ ሚቴን ነው. የሚቴን ሞለኪውሎች የቦታ አወቃቀሩ ቴትራርድ ነው፣ በውስጡም 109.5 ዲግሪዎች ያለው የቫሌንስ አንግል። የማዕዘን ለውጥ በሃይድሮጂን አተሞች እርስበርስ መስተጋብር ይታወቃል።
