- ما هي الصيغة المكثفة؟
- أمثلة
- الميثان
- الإيثان
- الجلوكوز والفركتوز
- البيوتان
- الإيثانول
- بنتان
- أوكتان
- سيكلوهكسان
- الأسيتون
- حمض الاسيتيك
- تعليق عام
- المراجع
و الصيغة المختصرة هي تمثيل نصية بحتة من جزيء التي يتم حذف السندات. والغرض منه هو السماح بمعرفة ترتيب الذرات. بشكل عام ، تحتوي الجزيئات الخطية أو المتفرعة على صيغ مكثفة ، باستثناء الجزيئات الحلقية أو تلك شديدة التشعب.
غالبًا ما يكون هناك ارتباك في الكيمياء العضوية حول الفرق بين هذه الصيغة والصيغة الجزيئية. في الواقع ، من الشائع العثور عليها كمرادفات. وفي الوقت نفسه ، في الكيمياء غير العضوية ، تستخدم الصيغ الجزيئية أكثر ، لأنها في معظم الحالات تصف بدقة المركبات التساهمية ؛ مثل الماء ، H 2 O.
2-ميثيل هبتان الصيغة المكثفة. المصدر: غابرييل بوليفار.
ما هي الصيغة المكثفة؟
لتعريفه بشكل أكثر ملاءمة ، الصيغة المكثفة هي تمثيل مبسط للصيغة شبه الموسعة. ليس من الضروري كتابة روابط فردية ، ولا يجب أن تمتد لأكثر من سطر واحد في النص. على سبيل المثال ، يمكن تمثيل 2-methylheptane ، وهو ألكان متفرع ، على نفس الخط كما في الصورة أعلاه.
الصيغ المكثفة مفيدة لتمثيل بعض الجزيئات دون الحاجة إلى رسمها. يعد هذا ممتازًا عند كتابة معادلات كيميائية حيث لا يتم تضمين جزيئات متفرعة للغاية أو حلقية. سيتبين أن هذه الصيغ تستخدم الأقواس لتبسيط تمثيل الجزيء.
أمثلة
الميثان
الميثان هو المركب الكيميائي الوحيد الذي له صيغة واحدة: CH 4. هذا يتوافق مع التجريبية والجزيئية والمكثفة وشبه المتقدمة في نفس الوقت. هذا هو السبب في كثير من الأحيان ، لتجنب الخلط بين كل هذه المفاهيم ، يفضل الناس الإشارة ببساطة وبشكل غير دقيق إلى "الصيغة الكيميائية" للمركب.
الإيثان
الصيغة الجزيئية للإيثان هي C 2 H 6. الصيغة المكثفة بدلاً من ذلك هي CH 3 CH 3. لاحظ أنه تم حذف روابط CC وسندات CH. الفكرة هي أن تكون قادرًا على كتابة الصيغة كما لو كانت "كلمة" ، دون الحاجة إلى رسم خطوط أو رسم هياكل.
بحكم التعريف ، الصيغة الجزيئية هي C 2 H 6 وليس CH 3 CH 3 ؛ ومع ذلك ، بالنسبة للجزيئات البسيطة ، يتم استخدام كلتا الصيغتين للتبادل ، على الرغم من أنها لا تزال غير صحيحة. هذه نقطة تناقض بين المصادر المختلفة ، حيث يبدو أنه لا توجد قواعد محددة في هذا الصدد.
الجلوكوز والفركتوز
فيما يلي مثال يُلاحظ فيه خطأ على الفور عند الرغبة في تبادل الصيغة الجزيئية للصيغة المكثفة.
للزوج الحلو ، الجلوكوز والفركتوز ، نفس الصيغة الجزيئية: C 6 H 12 O 6 ، وبالتالي فإن هذا لا يفرق بينهما. في المقابل ، تثبت الصيغ الهيكلية وشبه المطورة بصريًا أنها جزيئات مختلفة.
ومع ذلك ، لا يحتوي الجلوكوز ولا الفركتوز على تركيبة مكثفة. هذا لأنه بغض النظر عن تمثيله أو إسقاطه ، لا يمكن كتابة هياكله على نفس السطر ؛ أو على الأقل بطريقة ممتعة وسهلة للقارئ.
البيوتان
يحتوي البيوتان على الصيغة الجزيئية C 4 H 10. له نوعان من الأيزومرين: الخطي ، n- البيوتان ، والمتفرّع ، 2-methylpropane. يمكن تمثيل كلاهما من خلال الصيغ المكثفة. يكون n- بيوتان هو CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 أو CH 3 (CH 2) 2 CH 3 ، و 2-ميثيل بروبان هو CH 3 CH (CH 3) 2 أو (CH 3) 3 CH.
في 2-methylpropane لدينا مجموعة CH محاطة بثلاثة CH 3. كلتا الصيغتين صالحتين ، ويتم استخدام الأقواس لتمييز الفروع ، حيث يعتبر الرمز المنخفض مؤشرًا على عدد المجموعات التي تشكل الفرع.
الإيثانول
يحتوي الإيثانول على الصيغة المكثفة CH 3 CH 2 OH. لاحظ مدى تشابهه مع صيغته شبه المطورة: CH 3 -CH 2 -OH. بالطريقة نفسها ، يتم ذلك باستخدام البروبانول ، CH 3 CH 2 CH 2 OH ، n- بيوتانول ، CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH ، ومع جميع الكحولات الأخرى.
إذا كان لديهم فرع ، فسيتم الإشارة إليه داخل قوس على يمين الذرة المرتبطة به. على سبيل المثال ، يمكن كتابة 2-ميثيل بوتانول على النحو التالي: CH 3 CH 2 CH (CH 3) CH 2 OH. لاحظ أنه بالنسبة للعديد من الجزيئات ، أصبح اللجوء إلى صيغة هيكلية أو شبه مطورة أكثر ملاءمة.
بنتان
يتم تمثيل الأيزومر الخطي للبنتان ، n -pentane ، بسهولة من خلال صيغته المكثفة: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3. يمكن أيضًا تبسيط هذه الصيغة باستخدام الأقواس: CH 3 (CH 2) 3 CH 3 ، مما يشير إلى أنه بين الاثنين CH 3 هناك ثلاثة CH 2.
ومع ذلك ، فإن الأيزومرين الآخرين من البنتان أكثر تعقيدًا بعض الشيء: CH 3 CH 2 CH (CH 3) 2 ، لـ 2-ميثيل بوتان ، و C (CH 3) 4 لـ 2،2-ثنائي ميثيل بروبان أو نيوبنتان. لاحظ أن ذرة الكربون الموجودة على يسار الأقواس هي التي تشكل روابط مع البدائل أو الفروع.
أوكتان
الأيزومر الخطي للأوكتان ، n -octane ، نظرًا لطوله ، من المناسب الآن تمثيل صيغته المكثفة على أنها CH 3 (CH 2) 6 CH 3. في هذه المرحلة ، يجب أن يكون هناك شيء واضح حول الصيغ المكثفة: فهي تسعى لتوفير الوقت عند تمثيل الجزيئات أو المركبات ، دون الحاجة إلى كتابة الكثير على الورق.
سيكلوهكسان
تشبه حالة الهكسان الحلقي حالة الجلوكوز والفركتوز: فهي تفتقر رسميًا إلى الصيغة المكثفة لأنها مركب دوري. إحدى الطرق لمحاولة تمثيلها هي: (CH 2) 6 ، مما يعني أنه يجب ربط ست مجموعات من CH 2 ، ويمكن فقط إذا تم إغلاقها في حلقة سداسية. ومع ذلك ، فمن الأفضل رسم الحلبة.
الأسيتون
يتميز الأسيتون بخصوصية وجود مجموعة الكربونيل ، C = O. لذلك ، لكتابة صيغتها المكثفة ، لدينا ثلاثة خيارات: (CH 3) 2 CO ، CH 3 C (O) CH 3 أو CH 3 (C = O) CH 3.
في الواقع ، في الجزيئات الأكبر ، عادةً ما يتم تمثيل مجموعة الكاربونيل على أنها (O) ، مع الأخذ في الاعتبار أن ذرة الكربون على اليسار هي التي تشكل الرابطة المزدوجة مع الأكسجين ، C = O.
حمض الاسيتيك
الصيغة المكثفة لحمض الأسيتيك هي CH 3 COOH أو CH 3 CO 2 H. تظهر نقطة مهمة هنا: المجموعات الوظيفية المكتوبة على نفس السطر هي أجزاء من الصيغة المكثفة. كان هذا هو الحال مع الإيثانول والأسيتون ، وينطبق أيضًا على الثيول (-SH) ، والألدهيدات (-CHO) ، والإسترات (-CO 2 R أو -COOR) والأمينات (-NH 2).
تعليق عام
هناك الكثير من الالتباس بين الصيغ الجزيئية والمكثفة. ربما لأن هذه التمثيلات وحدها تقدم بالفعل صورة تقريبية للجزيء ، وهذا هو السبب في أننا نفكر فيه على أنه الصيغة الجزيئية.
وبالمثل ، فإن الصيغ مثل C 6 H 12 O 6 تعتبر أيضًا مكثفة ، لأنها تبسط الجزيء "يتكثف" في الذرات والمخطوطات. هذا هو السبب في أنه من الشائع رؤية كيفية ذكر الصيغتين كما لو كانتا مترادفتين.
في العديد من المصادر ، بما في ذلك مقالات ويكيبيديا ، تُستخدم المصطلحات "الصيغة الكيميائية" للإشارة إلى الجزيئية (النوع C 6 H 12 O 6 وغيرها) ، و "الصيغة" للإشارة إلى المكثف.
المراجع
- ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
- هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (18 نوفمبر 2019). تعريف الصيغة المكثفة في الكيمياء. تم الاسترجاع من: thinkco.com
- جيمس أشينهورست. (11 ديسمبر 2019). الصيغ المكثفة: فك رموز معنى الأقواس. ماجستير الكيمياء العضوية. تم الاسترجاع من: masterorganicchemistry.com
- الهندسة المشتركة. (02 مايو 2016). الصيغة التجريبية والهيكلية والمكثفة. تم الاسترجاع من: quimiotecablog.wordpress.com
- مقدمة في الكيمياء: عامة وعضوية وبيولوجية. (سادس). الصيغ الهيكلية والخطية المكثفة. تم الاسترجاع من: 2012books.lardbucket.org