Estructura química
La estructura química d'una substància aporta informació sobre el modo en que s'enllacen els diferents àtoms o ionés que formen una molècula, o agregat atòmic. Inclou la geometria molecular, la configuració electrònica i, en el seu cas, la estructura cristalina.
La geometria molecular es referix a l'orde espacial dels àtoms en una molècula (incloent distancies d'enllaç i ànguls d'enllaç) i els enllaços químics que mantenen units als àtoms. La geometria molecular deu explicar la forma de les molècules més simples com les d'oxigen o nitrogen diatómicos, fins a les més complexes, com una molècula de proteïna o de ADN. En este terme també podem referir-nos a estructures a on no existixen molècules pròpiament dites. Els composts iònics o covalente no formen molècules sino rets tridimensionals, enormes agregats d'àtoms o ions, en una estructura regular, simètrica i periòdica.
Una volta coneguda o suposta l'estructura química d'una molècula és possible representar-la per mig de models com el model de barres i esferes o el model d'espai ple.
| Molècula | Ret atòmica | Ret iònica | Ret metàlica |
|---|---|---|---|
| Archiu:Thioacetic-acid-3D-balls.png | Archiu:Diamond structure animation.gif | Archiu:Copper(I)-iodide-3D-ionic.png | Archiu:Nuvola di elettroni.svg |
| Àcit tioacético, CH3-COSH | Diamant, Cn | Yodur de coure (I), CuI2 | Metal |
| Enllaç covalente molecular | Enllaç covalente reticular | Enllaç iònic | Enllaç metàlic |
-iodide-3D-ionic.png){kind=link}
Geometria de molècules covalente
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Geometria molecular.
L'ordenació espacial dels àtoms en una determinada molècula és aquella que permet la formació dels enllaços entre dits àtoms en la menor repulsió possible entre els seus núvols electrònics, que tendixen a alluntar-se lo més possible unixques d'unes atres. La teoria de repulsió de parells d'electrons de la capa de valència (Teoria RPECV) dona una predicció aproximada de la forma o estructura de moltes molècules simples a partir dels parells d'electrons (PE) compartits i no compartits de cada àtom central.
La geometria molecular d'un compost químic pot representar-se de modo aproximat per mig del seu fòrmula estructural, usant models 2D i 3D.
La configuració electrònica descriu la distribució dels electrons d'un àtom entre els distints nivells i subniveles d'energia aixina com l'ocupació dels orbitales moleculars d'un compost.
Geometria i estructura de molècules senzilles
[editar | editar còdic]- Artícul principal → TREPEV.
La teoria RPECV dona una bona aproximació de la forma i estructura de moltes molècules, que es complementa en atres aportacions com la teoria de l'hibridació o teoria de orbitales híbrits (OH).
En la taula inferior apareixen vàries molècules senzilles, en algunes de les formes més comunes.
| Molècula llineal | Molècula angular | Molècula plana | Molècula piramidal | Molècula tetraèdrica |
|---|---|---|---|---|
| Archiu:Carbonyl-sulfide-2D-dimensions.png | Archiu:Water-2D-labelled.png | Archiu:Boron-trifluoride-vibration-2D.png | Archiu:Thiothionylfluoride-2D-dimensions.png | Archiu:Silicon-tetrafluoride-2D-dimensions.png |
| Molècula de sulfur de carbonilo, S=C=O | Molècula d'aigua, H2O | Molècula de trifluoruro de bor, BF3, mostrant modos de vibració | Molècula de tiotionilo, S2F2 | Molècula de tetrafluoruro de silici, SiF4 |
| Dos dobles enllaços | 4 PE | 3 PE | 4 PE | 4 PE |
Quan aumenta el número d'àtoms de la molècula, aumenta la complexitat de la seua estructura i la dificultat de la seua determinació. Algunes molècules les estructures de les quals varen ser difícils de determinar són les següents.
Determinació de l'estructura
[editar | editar còdic]La determinació estructural en química és el procés de determinar l'estructura química d'una substància química. Pràcticament, el resultat final de tal procés és l'obtenció de les coordenades dels àtoms en la molècula, les distàncies entre ells i els ànguls entre els seus enllaços.[1] Els métodos pels que es pot determinar l'estructura d'una molècula són molt variats: existixen diversos métodos d'espectroscòpia, tals com la resonància magnètica nuclear (RMN), espectroscòpia infrarroja i espectroscòpia Raman, microscopía electrònica, i cristalografia de rajos X (difracció de rajos X). Esta última tècnica pot produir models 3D en resolució atòmica, sempre que la substància està en forma de cristalés, puix la difracció de rajos X necessita numeroses còpies de la molècula que està sent analisada que deu estar, per tant, disposta d'una manera organisada, com en l'estat cristalí.[1]
Els métodos següents són habituals per a determinar l'estructura química:
- Difracció de rajos X
- RMN de protones
- RMN de Carbono
- Espectrometria de masses
- Espectroscopía infrarroja
Els métodos següents són habituals per a determinar l'estructura electrònica:
- Resonància paramagnética electrònica
- Voltametría cíclica
- Espectroscopía d'absorció d'electrons
- Espectroscopía de fotoelectrones emesos per rajos X
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 C406_lect07 (PDF, 936 KB)
- Este artícul conté una traducció derivada de «Estructura química» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.