Хемиска структура

Хемиска структура — начин на опишување на молекуларната геометрија и, кога е потребно, електронската структура на една молекула. Молекуларната геометрија се однесува на просторната распореденост на атомите во една молекула и хемиските врски меѓу нив. Таа може да се претстави со структурни формули и молекуларни модели^[1] заклучно со зафатеноста на орбиталите на молекулата.^[2][3] Структурата може да опишува најразлични состави, од најпростите молекули (на пр. двоатомски кислород или азот), до многу сложени (на пр. белковина или ДНК). Изучувањето на хемиските структури е задача на полето наречено структурна хемија.

Хемиска структура на фосфор пентоксидот.

Историја на изучувањето

Теориите за хемиската структура први ги изнеле Август Кекуле, Арчибалд Скот Купер и Александар Бутлеров почнувајќи од 1858 г.^[4] Тие први образложиле дека соединенијата не се произволни склопови од атоми и функционални групи, туку структури наредени по валентност на атомите што ја сочинуваат молекулата, кои можат да се опишат и проучуваат во три димензии.

Согледувања за структурата

Во однос на хемиската структура разликуваме чиста поврзаност на атомите во една молекула (хемиско устројство), опис на тридимензионалната поставеност (молекулска конфигурација и нејзината хиралност) и точните определби на должините на врските, нивните агли и усученоста, односно целосна претстава за односните атомски координати.

При одредување на структурите на хемиските соединенија најпрвин ја утврдуваме шемата и степенот на сврзаност меѓу сите атоми во молекулата, а кога е можно, ги пронаоѓаме тридимензионалните просторни координати на атомите во неа.^[5]

Определување на хемиската структура

Структурата на молекулата се определува на следниве начини:

Поврзаност на атомите

Поврзаноста се дознава користејќи спектроскопии како јадрената магнетна резонанција (со протони или јаглерод-13), разни методи на масената спектрометрија (за дознавање на сеопштата молекулска маса, како и маси на делови). Методите како апсорпционата, вибрационата, инфрацрвената и Рамановата спектроскопија даваат сознанија за броевите и соседноста на повеќекратни врски, како и за видовите на функционални групи (чија интегрална сврзаност има вибрациони белези); момжеме да изведеме понатамошни проучувања од кои би добиле увид во електронската структура на молекулите по пат на циклична волтаметрија и рендгенска фотоелектронска спектроскопија.

Точни тридимензионални метрички информации

Метричките информации за гасовите се дознаваат со гасна електронографија и микробрнова (вртежна) спектроскопија или слично. За материите во кристална цврста состојба се користи рендгенска кристалографија^[6] или неутронско расејување. Овој приод дава тридимензионални модели во атомски размери, обично со точност до 0,001 Å за растојанија и 0,1° за агли.^[7][6]

Дополнителни извори на информации

Кога молекулата има неспарен електронски магнетен момент во функционална група на нејзината структура, се вршат иследувања со електронска јадрена двојна резнанција (ENDOR) и електронска парамагнетна резонанција. Овие методи се уште позначајни кога молекулите содржат метални атоми, и во отсуство на кристалите потребни за кристалографија или поединечните видови атоми потребни за јадрена магнетна резонанција. Во некои случаи се применуваат и поспецијализирани методи како електронска микроскопија.

Поврзано

• Структурна формула
• Хеминформатика
• Паулиево начело