Kjemisk formel. Flott oppslagsverk om olje og gass

Side 1

Bruttoformelen for de fire produktene av den fotokjemiske transformasjonen av ergotamin og ergotaminin tilsvarer tilsetningen av et vannmolekyl til molekylet til hvert isomert alkaloid. Hydroksylgruppen fester seg tilsynelatende til karbonatom 10, som er mindre hydrogenert, siden den enkle elimineringen av denne hydroksylgruppen under reduktiv spaltning med natrium i butanol indikerer at vi her har å gjøre med en tertiær hydroksylgruppe.  

Bruttoformelen er selvfølgelig ikke dårlig, men ved hjelp av massespektrometri kan du oppnå mye mer. Tross alt, til nå har vi mottatt informasjon uten å vite absolutt ingenting om oppførselen til et stoff under påvirkning av et elektronpåvirkning, bortsett fra det faktum at et molekyl mister et elektron ved påvirkning. Hvis saken var begrenset til dette, så massespekteret til evt rent stoff, i likhet med kromatogrammet, ville bestå av en enkelt topp - den som tilsvarer det såkalte molekylære ionet. Men i virkeligheten består spekteret av et helt sett med topper som er karakteristiske for et gitt stoff. Dette betyr at ikke alle molekyler når sensoren intakt. Overskuddsenergien de mottar under elektronpåvirkning får noen av dem til å gå i oppløsning underveis. Bildet av forfallet til hvert gitt stoff er alltid det samme: forfallet skjer ikke tilfeldig, men i henhold til visse lover - slik at de mest stabile fragmentene oppnås.  

Bruttoformelen er den eneste nøkkelen for bruk av indeksen. Dette skyldes det faktum at i formelindeksen i de fleste tilfeller brukes navnene på forbindelser som er tatt i bruk i de originale kildene. Derfor er de naturligvis ikke gitt i et enkelt nomenklatursystem. Dessverre ville innføringen av dupliserte navn i henhold til et enkelt nomenklatursystem gjøre denne publikasjonen overdrevent tungvint.  

Bruttoformelen indikerer et hydrokarbon FN lik fem. Derfor, før vi analyserer UV-spekteret, vet vi at hydrokarbonet inneholder en benzenring, en olefinisk binding og to mettede C-atomer. Den terminale absorpsjonen og skulderen skal tilskrives henholdsvis E- og fi-båndene til den isolerte benzenkromoforen. Det mest informative båndet er på 236 nm. Plasseringen og den relativt høye intensiteten til dette båndet tillater oss å betrakte det som et / (- bånd og konkludere med tilstedeværelsen av en konjugert kromofor. I vårt tilfelle kan dette bare være en vaskekromofor.  

Bruttoformlene for serier som tilhører den samme homologiske gruppen er forbundet med visse generelle relasjoner som bestemmer antall og type heteroatomer i dem og den formelle umettetheten til medlemmene i serien.  

Bruttoformlene for de syntetiserte alkoholene ble bekreftet av data fra elementæranalyse av 3 5-dinitrobenzoater.  

Bruttoformelen for de fleste av de studerte dithizonatene er etablert ganske nøyaktig, men det er fortsatt mange uklarheter i spørsmål knyttet til deres struktur. Spesielt store vanskeligheter møter man når man skal forklare strukturen til disubstituerte dithizonater.  

Bruttoformelen for SuNa er toluen.  

Fra bruttoformelen følger det at stoffets molekyl har flere bindinger. Basert på forholdet mellom karbon og hydrogen i molekylet kan vi si at det enten kan være en forbindelse med to trippelbindinger i molekylet, enten en alifatisk forbindelse med fire dobbeltbindinger, eller en aromatisk forbindelse med alkylsubstituenter på benzenringen.  

Bruttoformelen til stoffet og dets omdanning til toluen indikerer at det er metylcykloheksadien. Den er i stand til å tilsette oljesyreanhydrid, som er typisk for konjugerte diener.
Bruttoformelen til et stoff bestemmes pålitelig bare ved en kombinasjon av elementær analyse med bestemmelse av molekylvekt.
Å bestemme bruttoformelen til et stoff krever derfor analyse av homologe serier av fragmentioner og karakteristiske forskjeller.
Hvordan bestemmes bruttoformelen til et stoff?
I tillegg til PMR-spekteret og bruttoformelen for stoffet for å etablere strukturformel det er data om dens natur eller opprinnelse, uten hvilke en entydig tolkning av spekteret ville være umulig.
I begynnelsen av hver artikkel er bruttoformelen for stoffet, dets navn og strukturformelen gitt. Søket etter det nødvendige stoffet i katalogen utføres ved å bruke den kjente bruttoformelen og formelindeksen eller etter kjent navn og den alfabetiske indeksen på slutten av katalogen.
I den første kolonnen av alle tabeller er bruttoformelen for stoffet gitt, i neste kolonne - dens kjemisk formel. Deretter angis temperaturen som målingene ble tatt ved. For halogener (unntatt jod) er kun data oppnådd ved standard NQR-temperatur for flytende nitrogen (77 K) gitt - Data for andre temperaturer er gitt i fravær av målinger ved 77 K, som er spesifisert i merknadene.
Massespektrometrimetoder brukes til å identifisere stoffer, bestemme bruttoformlene for stoffer og deres kjemisk struktur. Viktig for kjemi er følgende: fysiske egenskaper, er både ioniseringspotensialet og bryteenergien til kjemiske bindinger relatert.
For å finne en hvilken som helst forbindelse i formelindeksen, må du først beregne bruttoformelen til stoffet og ordne elementene i henhold til Hill-systemet: for uorganiske stoffer i alfabetisk rekkefølge, for eksempel H3O4P (fosforsyre), CuO4S (kobbersulfat), O7P2Zn2 (sinkpyrofosfat), etc.
For å finne en forbindelse i formelindeksen, må du først beregne bruttoformelen til stoffet og ordne elementene i henhold til Hill-systemet: for uorganiske stoffer i alfabetisk rekkefølge, for eksempel H3O4P (fosforsyre), CuO4S (kobbersulfat), O7P2Zn2 (sinkpyrofosfat), etc. .
Mulighetene til massespektrometri med lav oppløsning tillater ikke å skille andre og tredje trinn av gruppeidentifikasjon, og bestemmelsen av bruttoformelen til et stoff utføres samtidig med å begrense antallet mulige alternativer dens tilordning til spesifikke homologe serier. Per definisjon forener en homolog gruppe en serie forbindelser hvis massetall er sammenlignbare modulo 14, inkludert isobariske. I noen tilfeller har isobariske forbindelser av forskjellige serier lignende fragmenteringsmønstre, noe som manifesteres i likheten mellom massespektrene med lav oppløsning.
Massen til det molekylære ionet (180 1616) måles med høy nøyaktighet, noe som lar deg umiddelbart bestemme bruttoformelen til stoffet.
Basert på ovenstående, i elementæranalysen av organiske forbindelser, er det foreslått ikke-vektede metoder for å bestemme støkiometrien til molekyler som karakteriserer bruttoformelen til et stoff. I utgangspunktet er disse metodene ment å bestemme støkiometrien til organogene elementer: karbon, hydrogen og nitrogen. De er basert på sammenligning av analytiske signaler fra mineraliseringsproduktene til en stoffprøve. Slike signaler inkluderer for eksempel områdene med kromatografiske topper, volumer av titrant som er felles for to grunnstoffer osv. Dermed er det mulig å arbeide uten balanser med mikro- og ultramikromengder.
Kvantitativ analyse polymerer inkluderer følgende spørsmål: 1) kvantitativ elementanalyse, som gjør det mulig å bestemme bruttoformelen til et stoff; 2) bestemmelse av antall funksjonelle og terminale grupper i polymerkjeder; 3) definisjon av mol.
Nøyaktige molekylvektverdier kan oppnås fra massespektre og tjene som grunnlag for visse alternative antakelser om bruttoformelen til et stoff, dets kvalitative og kvantitative sammensetning. Så spesielt kan en odde molekylvekt tjene som bevis på tilstedeværelsen i et molekyl av ett (tre, fem, vanligvis et oddetall) nitrogenatom: nitrogen er det eneste organogene elementet med en odde valens med et jevnt atom. I motsetning til dette indikerer en jevn molekylvekt fravær av nitrogen eller muligheten for et jevnt antall nitrogenatomer. Dermed f.eks. organisk materiale med M 68 kan bare ha tre brutto formler: CsHs, 4 6 eller C3H, og å ta dem i betraktning vil betydelig lette tolkningen av spektraldata og det endelige valget av struktur.

En enda mer verdifull kilde til nødvendig tilleggsinformasjon er dataene for kvantitativ (elementær) analyse, som, i kombinasjon med bestemmelse av molekylvekt, gjør det mulig å etablere bruttoformelen til et stoff.
En enda mer verdifull kilde til nødvendig tilleggsinformasjon er dataene for kvantitativ (elementær) analyse, som, i kombinasjon med bestemmelse av molekylvekt, gjør det mulig å etablere bruttoformelen til et stoff. Klassiske (kjemiske) metoder for å etablere bruttoformelen blir nå i økende grad erstattet av massespektrometriske metoder, basert på nøyaktig måling av intensiteten til isotopiske linjer av molekylære ioner eller svært nøyaktig måling av massetall på spektrometre høy oppløsning.
En enda mer verdifull kilde til nødvendig tilleggsinformasjon er dataene for kvantitativ (elementær) analyse, som, i kombinasjon med bestemmelse av molekylvekt, lar en bestemme bruttoformelen til et stoff.
Vær oppmerksom på at dette er et sjeldent tilfelle når bruttoformelen tilsvarer ett stoff. Vanligvis, basert på disse dataene, kan vi bare angi bruttoformelen til et stoff, men ikke strukturformelen. Og ofte kan vi ikke engang korrelere et stoff med en bestemt klasse. For å få strukturformelen til et stoff, tilleggsdata på kjemiske egenskaper av dette stoffet.
Elementæranalyse brukes til kvantitativ bestemmelse av organiske og organoelementforbindelser som inneholder nitrogen, halogener, svovel, samt arsen, vismut, kvikksølv, antimon og andre elementer. Elementæranalyse kan også brukes til å kvalitativt bekrefte tilstedeværelsen av disse elementene i sammensetningen av testforbindelsen eller for å etablere eller bekrefte bruttoformelen til et stoff.
Den siste raden er mindre sannsynlig, siden tegnet er tilstedeværelsen i spektrene av intense topper av den fjerde homologe gruppen, som ikke er til stede i det aktuelle tilfellet. Påfølgende detaljering av oppgaven kan entydig utføres ved å bruke spektrene til ioneserien (se avsnitt 5.5), men gitt den høye intensiteten til toppene av molekylære ioner i dette spekteret, er det tilrådelig å klargjøre bruttoformelen til stoffet ved hjelp av isotopiske signaler.
Begrepet homologi er et av de viktigste i organisk kjemi, og homologiske serier danner grunnlaget for den moderne klassifiseringen av organiske forbindelser. Spørsmål om hvorvidt forbindelser tilhører forskjellige homologe serier er svært viktige og assosieres for eksempel med problemer med isomerisme i organisk kjemi, spesielt med å lage effektive algoritmer for å bestemme antall mulige isomerer basert på bruttoformelen til et stoff ved hjelp av en datamaskin.
Innsamlingsskjema for kvantitativ elementanalyse. I elementær analyse er det en trend i retning av nedgang manuelt arbeid og øke nøyaktigheten av definisjoner. Utviklingen av instrumentteknologi har gjort det mulig siste åreneå utvikle en enhet for automatisk elementær analyse, der karbondioksid, vann og nitrogen dannet under forbrenning av en prøve sendes av en heliumstrøm til en gasskromatograf festet til enheten, ved hjelp av hvilken de samtidige kvantifisering. På den annen side tillater bruken av et høyoppløselig massespektrometer (se avsnitt 1.1.9.3) på en enkel måte bestemme bruttoformelen til et stoff uten å utføre kvantitativ elementæranalyse.
En interaktiv driftsmodus for RASTRA-systemet er utviklet. Utveksling av informasjon mellom en person og en datamaskin utføres gjennom en alfanumerisk skjerm. Programmet spør arbeideren, og indikerer samtidig svarets form. Det kreves informasjon om hvilke typer eksperimentelle spektre som er tilgjengelige, deres egenskaper og spektrale parametere. Etter å ha lagt inn all spektral informasjon og bruttoformelen til stoffet, indikerer operatøren modusen for å konstruere implikasjoner - logiske forhold mellom egenskapene til spekteret og strukturen til forbindelsen. Operatøren har mulighet til å gjøre endringer i dem: ekskludere eller legge til informasjon til bibliotekfragmenter, fjerne eventuelle implikasjoner eller legge til nye. Som et resultat av å løse et system med konsistente logiske ligninger, vises sett med fragmenter som tilfredsstiller spektrene og kjemisk informasjon på skjermen.
Ved manuell prosessering av massespektre er det et nødvendig identifikasjonstrinn som bestemmer stoffets klasse. Dette stadiet er også inkludert, enten eksplisitt eller implisitt, i mange komplekse identifiseringsalgoritmer designet for datamaskiner. En lignende operasjon kan utføres i tilfellet hvor massespekteret til stoffet som bestemmes ikke tidligere var kjent, men fragmenteringsmønstrene til klassen av forbindelser som det tilhører har blitt godt studert. Dette er mulig på grunnlag av de kvalitative og kvantitative fragmenteringsmønstrene som er felles for en gitt klasse eller homolog serie. Hvis det for en ukjent komponent var mulig å registrere en topp som er like viktig for identifikasjon som toppen av et molekylært ion, så, i kombinasjon med informasjon om klassen til forbindelsen, gjør molekylvekten det mulig å bestemme bruttoformelen til stoff. Det skal bemerkes at bruken av isotopiske topper for å bestemme bruttoformelen i kromatografi-massespektrometrisk analyse er av begrenset betydning og er kun mulig med høy intensitet av disse toppene og toppen av det molekylære ion. For visse grupper av isomerer av aromatiske hydrokarboner og parafinhydrokarboner er det utviklet individuelle identifikasjonsalgoritmer, bygget under hensyntagen til visse kvantitative trekk ved deres massespektre.

En av de første som brukte dem var den russiske kjemikeren A. A. Iovsky.

En kjemisk formel kan indikere eller gjenspeile:

• 1 molekyl (samt ion, radikal...) eller 1 mol av et spesifikt stoff;
• kvalitativ sammensetning: hvilke kjemiske elementer stoffet består av;
• kvantitativ sammensetning: hvor mange atomer av hvert grunnstoff inneholder et molekyl (ion, radikal...)?

For eksempel betyr formelen HNO 3:

• 1 molekyl salpetersyre eller 1 mol salpetersyre;
• kvalitativ sammensetning: salpetersyremolekylet består av hydrogen, nitrogen og oksygen;
• kvantitativ sammensetning: et salpetersyremolekyl inneholder ett hydrogenatom, ett nitrogenatom og tre oksygenatomer.

Encyklopedisk YouTube

1 / 3

Kjemisk formel for et stoff. Kjemi. 8. klasse

Leksjon 1 - Kjemiske formler

Kjemisk formel. Kjemisk element. Stoff. Innledende begreper i kjemi.

Undertekster

Arter

For øyeblikket skilles følgende typer kjemiske formler:

• Den enkleste formelen. Det kan oppnås eksperimentelt ved å bestemme forholdet mellom kjemiske elementer i et stoff ved å bruke atommasseverdiene til elementene. Så den enkleste formelen for vann er H 2 O, og den enkleste formelen for benzen er CH (i motsetning til C 6 H 6 - sant). Atomer i formler er indikert med tegn kjemiske elementer, og deres relative mengde - tall i abonnentformat.
• Ekte formel. Molekylformel - kan oppnås hvis molekylmassen til et stoff er kjent. Den sanne formelen for vann er H 2 O, som sammenfaller med den enkleste. Den sanne formelen for benzen er C 6 H 6, som skiller seg fra den enkleste. Sanne formler kalles også grove formler. De gjenspeiler sammensetningen, men ikke strukturen, til molekylene til et stoff. Den sanne formelen viser det nøyaktige antallet atomer av hvert element i ett molekyl. Denne mengden tilsvarer en [lavere] indeks - et lite tall etter symbolet til det tilsvarende elementet. Hvis indeksen er 1, det vil si at det bare er ett atom av et gitt element i molekylet, er en slik indeks ikke indikert.
• Rasjonell formel. Rasjonelle formler fremhever grupper av atomer som er karakteristiske for klasser av kjemiske forbindelser. For alkoholer er for eksempel gruppen -OH tildelt. Når du skriver en rasjonell formel, er slike grupper av atomer omsluttet i parentes (OH). Antallet gjentatte grupper er angitt med tall i nedskreven format, som plasseres umiddelbart etter den avsluttende parentesen. Firkantede parenteser brukes for å gjenspeile strukturen til komplekse forbindelser. For eksempel er K4 kaliumheksacyanokoboltat. Rasjonelle formler finnes ofte i en semi-ekspandert form, når noen av de samme atomene vises separat for bedre å reflektere strukturen til molekylet til et stoff.
• Empirisk formel. Ulike forfattere kan bruke dette begrepet for å referere til den enkleste , ekte eller rasjonell formler.
• Strukturformel. Viser grafisk det relative arrangementet av atomer i et molekyl. Kjemiske bindinger mellom atomer er indikert med linjer (streker). Det er todimensjonale (2D) og tredimensjonale (3D) formler. Todimensjonale er en refleksjon av strukturen til materie på et plan (også skjelettformel- forsøker å tilnærme en 3D-struktur på et 2D-plan). Tredimensjonale [romlige modeller] gjør det mulig å representere dets sammensetning nærmest teoretiske modeller av strukturen til et stoff, og ofte (men ikke alltid), et mer fullstendig (sant) relativ arrangement av atomer, bindingsvinkler og avstander mellom atomer.

• Den enkleste formelen: C 2 H 6 O
• Sann, empirisk eller grov formel: C 2 H 6 O
• Rasjonell formel: C 2 H 5 OH
• Rasjonell formel i semi-ekspandert form: CH 3 CH 2 OH

• Strukturformel (3D):

Notater

1. Grunnleggende begreper om kjemi
2. Skjelne empirisk Og ekte formler. Empirisk formel uttrykker den enkleste formelen stoffer ( kjemisk forbindelse), som bestemmes av elementær analyse. Dermed viser analysen det enkleste, eller empirisk, tilsvarer formelen til en forbindelse CH. Ekte formel viser hvor mange av disse enkleste CH-gruppene som finnes i molekylet. La oss forestille oss sann formel i formen (CH) x, så har vi ved x = 2 acetylen C 2 H 2, ved x = 6 har vi benzen C 6 H 6.
3. Strengt tatt kan du ikke bruke begrepene " molekylformel"Og" molekylvekt"salter, siden salter ikke inneholder molekyler, men bare ordnede gitter bestående av ioner. Ingen av natriumionene [kationene] i natriumkloridstrukturen "tilhører" noe spesielt kloridion [anion]. Det er riktig å snakke om kjemisk formel salt og dets tilsvarende formelmasse. Fordi kjemisk formel (ekte) natriumklorid - NaCl, formelmasse natriumklorid er definert som summen av atommassene til ett natriumatom og ett kloratom:
   1 natriumatom: 22.990 a. e.m.
   1 kloratom: 35.453 a. e.m.
   -----------
   Totalt: 58 443 a. e.m.
   Det er vanlig å kalle denne mengden " molekylvekt"natriumklorid, og det oppstår ingen misforståelser hvis du tydelig forstår hvilken struktur saltet har. En mol natriumklorid har en masse på 58,443 g Den inneholder 6,022 10 23 natriumioner og 6,022 10 23 kloridioner. Selv om de ikke er kombinert i par til molekyler, er forholdet mellom antall en og de andre ioner nøyaktig 1:1.
4. Formlene for forbindelser av den ioniske typen [og/eller under antagelsen om at de er ionisk - polar kovalent (mellom ionisk-kovalent)] uttrykker bare det enkleste forholdet mellom ioner (kationer og anioner). Så, krystall kokk NaCl-salter består av Na + og Cl − ioner i forholdet 1:1, som sikrer den elektriske nøytraliteten til forbindelsen som helhet. Ved å resonnere på lignende måte legger vi merke til at CaF 2-krystaller består av Ca 2+ og F − i forholdet 1:2. På samme måte består K 4 av K + kationer og [kompleks koordinasjon] anioner Co(CN) 6 4− i forholdet 4:1 (selv om denne forbindelsen har en mer kompleks koordinasjonskompleks krystallstruktur). Likeledes pyritt Kjemikerhåndbok. - L.: Kjemi, 1971. - T. II. - S. 397. - 1168 s. - 20 000 eksemplarer.