OSITTAIN KEHITETTY KAAVA: MIKÄ SE ON JA ESIMERKKEJÄ (METAANI, PROPAANI, BUTAANI ...) - KEMIA - 2026

Semi-kehitetty kaava, joka tunnetaan myös semi-rakennekaava, on yksi monista mahdollisista esityksiä, jotka voidaan antaa molekyyliin yhdisteen. Se on hyvin toistuva orgaanisessa kemiassa, etenkin akateemisissa teksteissä, koska se osoittaa molekyylin ja sen kovalenttisten sidosten oikean järjestyksen.

Toisin kuin kehitetty kaava, joka on sama kuin rakennekaava, tämä ei näytä CH-sidoksia jättäen ne esittämisen yksinkertaistamiseksi. Tämän kaavan avulla jokainen lukija pystyy ymmärtämään, mikä molekyylin selkäranka on; mutta ei sen geometria tai mikään stereokemiallisista näkökohdista.

2-metyyliheptaani puoliksi kehitetty kaava. Lähde: Gabriel Bolívar.

Tämän asian selventämiseksi olemme edellä semi-kehittyneiden kaava 2-metyyliheptaani: haarautunut alkaani, jonka kemiallinen kaava on on C ₈ H ₁₈, ja joka tottelee yleinen kaava on C _n H _{2n + 2}. Huomaa, että molekyylikaava ei sano mitään rakenteesta, kun taas puoliksi kehitetty kaava antaa jo mahdollisuuden visualisoida, millainen tämä rakenne on.

Huomaa myös, että CH-sidokset jätetään pois, korostaen vain CC-sidokset, jotka muodostavat hiiliketjun tai luurankon. Nähdään, että yksinkertaisille molekyyleille kehitetty kaava osuu kondensoidun kaavan kanssa; ja jopa molekyylin kanssa.

esimerkit

Metaani

Molekyylikaava metaani on CH ₄, koska se on neljä H-sidoksiin ja on tetraedrisessa geometria. Nämä tiedot saadaan rakennekaavasta kiilaineen tason ulkopuolella tai alapuolella. Metaania, kondensoitu kaava tulee myös CH ₄, samoin kuin empiirinen ja semi-kehitetty. Tämä on ainoa yhdiste, jolla tämä ainutlaatuisuus on totta.

Syystä osittain kehittyneiden kaava metaani on CH ₄ on, koska sen H-sidoksiin ei ole kirjoitettu; muuten se vastaa rakennekaavaa.

Propaani

Semi-kehitetty kaava propaani on CH ₃ -CH ₂ -CH ₃, jossa on vain kaksi CC sidoksia. Sen molekyyli on lineaarinen, ja jos ilmoitusta, sen kondensoitu kaava on täsmälleen sama: CH ₃ CH ₂ CH ₃, jossa ainoa ero, että CC joukkovelkakirjat on jätetty pois. Propaanin osalta on totta, että sekä puoliksi kehittynyt että tiivistetty kaava ovat samat.

Itse asiassa tämä pätee kaikkiin lineaariketjualkaaniin, kuten jatkossa nähdään seuraavissa osioissa.

Butaani

Semi-kehitetty kaava butaani on CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₃. Huomaa, että se voidaan kirjoittaa samalle riville. Tämä kaava vastaa tiukasti n-butaanin kaavaa osoittaen, että se on lineaarinen ja haarautumaton isomeeri. Haaroittuneella isomeerillä, 2-metyylipropaanilla, on seuraava puoliksi kehittynyt kaava:

2-metyylipropaanin puoliksi kehitetty kaava. Lähde: Gabriel Bolívar.

Tällä kertaa sitä ei voi enää kirjoittaa tai edustaa samalla rivillä. Näiden kahden isomeerin sama molekyylikaava: C ₄ H ₁₀, joka ei palvele erottamaan toisistaan.

pentaani

Meillä on taas toinen alkaania: pentaani, jonka molekyylikaava on C ₅ H ₁₂. Semi-kehitetty kaava n pentaani on CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₃, helppo edustaa ja tulkita, ilman tarvetta sijoittaa-H-sidoksiin. CH ₃ ryhmää kutsutaan metyyli tai metyylillä, ja CH ₂ ovat metyleeniä.

Pentaanilla on muita haarautuneita rakenneisomeerejä, jotka voidaan nähdä alemmassa kuvassa, jota edustavat niiden vastaavat puoliksi kehitetyt kaavat:

Pentaanin kahden haarautuneen isomeerin puoliksi kehitetyt kaavat. Lähde: Gabriel Bolívar.

Isomeeri on 2-metyylibutaani, jota kutsutaan myös isopentaniksi. Samaan aikaan isomeeri b on 2,2-dimetyylipropaani, joka tunnetaan myös nimellä neopentaani. Sen puoliksi kehitetyt kaavat tekevät eron kahden isomeerin välillä selväksi; mutta se ei kerro paljon siitä, millaiset tällaiset molekyylit näyttäisivät avaruudessa. Tätä varten tarvitaan rakenteellisia kaavoja ja malleja.

etanoli

Osittain kehitettyjä kaavoja ei käytetä vain alkaanien, alkeenien tai alkyynien lisäksi myös minkä tahansa tyyppisiin orgaanisiin yhdisteisiin. Siten, etanoli, alkoholi, on puoliksi kehittyneet kaava: CH ₃ -CH ₂ -OH. Huomaa, että nyt esitetään CO-sidos, mutta ei OH-sidosta. Kaikki vety sidokset jätetään huomiotta.

Lineaariset alkoholit, kuten myös alkaanit, ovat helppo edustaa. Lyhyesti: kaikki puoliksi kehitetyt kaavat lineaarisille molekyyleille on helppo kirjoittaa.

Dimetyylieetteri

Eetterit voidaan myös edustaa puoliksi kehitetyillä kaavoilla. Tapauksessa dimetyylieetterin, jonka molekyylikaava on C ₂ H ₆ O, semi-kehittyneet kaava on: CH ₃ -O-CH ₃. Huomaa, että dimetyylieetteri ja etanoli ovat rakenne-isomeerejä, koska niillä on sama molekyylikaava (lasketaan C-, H- ja O-atomit).

sykloheksaani

Puolikehitetyt kaavat haarautuneille yhdisteille ovat työläämpiä esittämään kuin lineaariset; mutta vielä enemmän ovat sykliset yhdisteet, kuten sykloheksaani. Sen molekyylikaava vastaa sama kuin hekseenin ja sen rakenteelliset isomeerit: C ₆ H ₁₂, koska kuusikulmainen rengas lasketaan tyydyttymättömän.

Edustaa sykloheksaani, kuusikulmainen rengas on piirretty jonka kärjet metyleeniryhmistä, CH ₂, tulee sijaitsemaan, aivan kuten alla:

Sykloheksaanin puoliksi kehitetty kaava. Lähde: Gabriel Bolívar.

Sykloheksaanille kehitetty kaava näyttäisi CH-sidoksia, ikään kuin renkaassa olisi televisio "antenneja".

Fosforihappo

Molekyylikaava fosforihapokkeen on H ₃ PO ₃. Monille epäorgaanisille yhdisteille molekyylikaava on riittävä antamaan käsitys rakenteesta. Mutta on useita poikkeuksia, ja tämä on yksi niistä. Siihen, että H- ₃ PO ₃ on diproottinen happo, semi-kehittyneet kaava on: HPO (OH) ₂.

Toisin sanoen yksi vetyistä on kiinnittynyt suoraan fosforiatomiin. Kuitenkin, jolla on kaava H- ₃ PO ₃ myöntää myös molekyyli semi-kehitetty kaava: PO (OH) ₃. Molemmat ovat itse asiassa niin kutsuttuja tautomeerejä.

Epäorgaanisen kemian puoliksi kehitetyt kaavat ovat hyvin samanlaisia ​​kuin orgaanisen kemian tiivistetyt kaavat. Epäorgaanisissa yhdisteissä, koska niissä ei ole CH-sidoksia, ja koska ne ovat periaatteessa yksinkertaisempia, niiden molekyylikaavat yleensä riittävät kuvaamaan niitä (kun ne ovat kovalenttisia yhdisteitä).

Yleinen kommentti

Osittain kehitetyt kaavat ovat hyvin yleisiä, kun opiskelija oppii nimikkeistösääntöjä. Mutta kun kemialliset muistiinpanot on yleisesti rinnastettu, ne täytetään luustotyyppisillä rakennekaavoilla; Toisin sanoen, CH-sidoksia ei vain jätetä pois, vaan myös aikaa säästyy jättämällä huomioimatta C.

Muutoin orgaanisessa kemiassa tiivistetyt kaavat ovat toistuvampia kuin puoliksi kehitetyt, koska ensimmäisten ei tarvitse edes kirjoittaa linkkejä kuten jälkimmäisessä. Ja kun kyse on epäorgaanisesta kemiasta, näitä puoliksi kehitettyjä kaavoja käytetään vähemmän.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Wikipedia. (2020). Puoliksi kehitetty kaava. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org
3. Siyavula. (SF). Orgaaniset molekyylirakenteet. Palautettu osoitteesta: siyavula.com
4. Jean Kim ja Kristina Bonnett. (5. kesäkuuta 2019). Orgaanisten rakenteiden piirtäminen. Kemia Libretexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
5. Luokanopettajaa. MARL ja JLA. (SF). Johdanto hiiliyhdisteisiin.. Palautettu: ipn.mx