结构式
用元素符号和短线表示化合物(或单质)分子中原子的排列和结合方式的式子.
如甲烷的分子结构式可以表示为:
H
∣
H—C—H
∣
H
结构式用—、=、≡分别表示1、2、3对共用电子;用→表示1对配位电子,箭头符号左方是提供孤对电子的一方,右方是具有空轨道、接受电子的一方。
结构式可以在一定程度上反映真正的分子结构和性质,但不能表示空间构型,如甲烷分子是正四面体,而结构式所示的碳原子和四个氢原子却都在同一平面上。
确定一个化合物的结构是一件相当艰巨而有意义的工作.测定有机化合物的方法有化学方法和物理方法.化学方法是把分子打成“碎片”,然后再从它们的结构去推测原来分子是如何由“碎片”拼凑起来的.这是人类用宏观的手段以窥测微观的分子世界.50年代前只用化学方法确定结构确实是较困难的.例如,很出名的麻醉药东莨菪碱,是由植物曼陀丹中分离出来的一种生物碱,早在1892年就分离得到,并且确定其分子式为C17H21O4N.但它的结构式直到1951年才肯定下来.按照现在水平来看,这个结构并不太复杂.近年来,应用现代物理方法如X衍射、各种光谱法、核磁共振谱和质谱等,能够准确、迅速地确定有机化合物的结构,大大丰富了鉴定有机化合物的手段,明显地提高了确定结构的水平.
分子结构包括了分子的构造、构型和构象.构造是分子中原子成键的顺序和键性.以前叫做结构,根据国际纯粹和应用化学联合会的建议改为“构造”.表示化合物的化学式叫做构造式.
由于有机化合物中存在着同分异构现象,因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质.在这种情况下,知道了某一物质的分子式,常常可利用该物质的特殊性质,通过定性或定量实验来确定其结构式.
结构式不同而化学式相同不一定是同一种物质,其性质也往往不一样吗。比如各种有机物的同分异构体,化学式相同,但是结构式不一样,就显示出性质的差异。更不必说相同化学式的不同类物质,比如甲醚和乙醇的分子式均为C2H6O,但其结构不同。