נוסחאות חומרים אורגניים. איזומרים

נכתב ע"י alexL בו', 01/11/2019 - 10:27

בכימיה לכל חומר ניתן לשייך נוסחה מולקולרית. (דבר זה לא תמיד נכון, אבל זאת גישתם של הכימאים.)

נוסחה מולקולרית מבטאת את ההרכב הכימי של חומר.

למשל, הנוסחה של מים היא H2O וזה אומר שבמולקולה של מים יש שני אטומי מימן (H) ואטום חמצן אחד (O). הייחודיות של כימיה אורגנית היא שנוסחה מולקולרית לא מאפיינת חומר בצורה מספיק חד משמעית. בדרך כלל, יש מספר חומרים שונים לחלוטין (מבחינת התכונות שלהם) ויש להם את אותה הנוסחה המולקולרית, כגון אלכוהול ודי-מתיל אתר C2H6O. לכן בכימיה אורגנית משתמשים בעיקר לא בנוסחאות מולקולריות אלא בנוסחאות מבנה.

נוסחת מבנה (או נוסחה מבנית) משקפת לא רק את הרכב החומר אלא גם את המבנה שלו.

נוסחת מבנה מתארת לא רק אטומים במולקולה אלא גם קשרים ביניהם וזה בהתאם לערכיות של כל אטום. ערכיות פורמלית של פחמן בכימיה אורגנית היא ארבע, זאת אומרת כל אטום פחמן קשור לאטומים אחרים עם ארבעה קשרים (קווים). מימן תמיד חד-ערכי, חמצן דו-ירכי וכד'.

נוסחאות מבנה של שני החומרים שהוזכרו לעיל הם:

אתנול ודימתיל אתר

הנוסחה הימנית היא של די-מתיל אתר והשמאלית היא של אלכוהול. שני חומרים אלה נקראים איזומרים.

איזומרים הם חומרים שיש להם נוסחה מולקולארית משותפת, אך מבניהם ותכונותיהם שונים.

לפעמים נוסחה מולקולארית אחת מתאימה לכמה מאות איזומרים ואף יותר.

נוסחאות מבנה כמו אלה המצוירות מעלה, גדולות מדי וכימאים אורגניים נוהגים לרשום אותן בצורה מפושטת. הדרך הנפוצה ביותר לפשט נוסחת מבנה היא "להצמיד" כל אטומי מימן לאטומים שהם מחוברים אליהם. אז ניתן לשכתב את הנוסחאות המבניות של שני החומרים האלה בצורה הבאה:

CH3- CH2- OH              H3C - O - CH3

או אפילו כך:

CH3CH2OH                     H3COCH3

(בדרך כלל, נהוג לרשום את המימנים של הקבוצה השמאלית ביותר לפני הפחמן שלהם, זאת אומרת H3C ולא CH3 כמו לקבוצות ימניות, אבל לא כולם מצייתים לכלל זה.)

על פי שיטה אחרת לא כותבים קבוצות CHn בכלל, אלא מציירים קו שבור שכל קודקוד שלו מסמן אטום פחמן. על המימנים המחוברים לפחמן מדלגים כליל:

נוסחאות מפושטות

בשיטה זאת משתמשים בעיקר במקרים כאשר נוסחת מבנה גדולה מאוד ושימוש בשיטות אחרות מסבך את הבנתה.