Hva er tre måter karbonatomer kan arrangeres i Molekyler?

Den sanne rart i organisk kjemi ligger i blendende utvalg av molekyler du kan gjøre fra bare karbon, oksygen og en håndfull andre elementer. Mye av denne imponerende allsidighet stammer fra egenskapene til karbon i seg selv, som kan danne totalt fire bånd med sine naboer. Hvor karbonatomer er bekymret, vil du møte med tre typer binde ordninger.

SP3-hybrid

Når et karbonatom er koblet til fire naboer ved enkeltbindinger, kjemikere kaller det sp3-hybridisert. Molekyler med bare sp3-hybridisert karbon er mettede forbindelser, og en mettet hydrokarbon som inneholder bare hydrogen og karbon som kalles et alkan. Vanligvis vinklene mellom de fire obligasjoner rundt et sp3-hybridisert karbon er ~ 109,5 grader. Hvis karboner er tvunget til å vedta en ordning med mindre obligasjons vinkler, blir det sammensatte høyere i energi og dermed mer ustabilt. Denne effekten kalles bond-vinkel belastning.

Sp2-hybrid

Sp2-hybridiserte karboner har to enkeltbindinger og en dobbeltbinding. Atomene på de to endene av en enkeltbinding kan rotere mens atomer i hver ende av en dobbeltbinding ikke kan, så molekylene står fritt til å rotere rundt enkeltbindinger, men ikke dobbeltbindinger. Obligasjons vinkler rundt en sp2-hybridisert karbon er vanligvis ca ~ 120 grader eller så. Molekyler som inneholder en dobbeltbinding mellom to sp2-hybridiserte karbonatomer er alkener og sies å være umettet. Umettede fettsyrer, for eksempel inneholde karbon-karbon-dobbeltbindinger, mens mettede fettsyrer ikke gjør det.

Sp-hybrid

Sp-hybridiserte karboner ha enten en enkeltbinding og en trippelbinding eller to dobbeltbindinger. De oppviser en lineær konfigurasjon, noe som betyr at trippelbindingen og enkeltbinding er ~ 180 ° mellom hverandre. Forbindelser som inneholder to karbonatomer trippel bundet til hverandre kalles alkyner; acetylen, et drivstoff som brukes i sveisepistol, er den enkleste eksempelet. En annen mer interessant forbindelse med en sp-hybridisert forbindelsen er hydrogencyanid, en beryktet gift som også er nyttige i organisk syntese.

Grader av umettethet

Det er en hendig knep du kan bruke til å finne ut hvor mange doble eller triple obligasjoner og ringer et sammensatt inneholder. Først, ta antall karboner, multiplisere dette tallet med 2 og legge til 2. Deretter trekker en for hver Halogen (brom, klor, etc.) til stede i molekylet, og legge en for hver nitrogenatom. Nå trekker antallet hydrogenatomer er til stede i molekylet og dividere resultatet med 2. Antallet man får er de grader av umettethet. Hver ring eller dobbeltbinding er lik til en grad av umettethet, mens hver trippelbindingen er lik to grader av umettethet. Dersom molekylformelen er C5H12, for eksempel, det er 0 grader av umettethet. C5H10, derimot, må enten ha en ring eller en dobbeltbinding.