صيغة الهيكل العظمي

و صيغة هيكلية ، وتسمى أيضا صيغة خط الزاوية أو صيغة الاختزال ، من مركب عضوي هو نوع من الجزيئية الصيغة البنائية التي هي بمثابة تمثيل الاختزال من جزيء الصورة الترابط وبعض التفاصيل في الهندسة الجزيئية . تُظهر الصيغة الهيكلية الهيكل العظمي أو الهيكل العظمي للجزيء ، والذي يتكون من ذرات الهيكل العظمي التي تشكل الجزيء. ^[1] وهي ممثلة في بعدين ، كما هو الحال على قطعة من الورق. تستخدم اتفاقيات معينة لتمثيل الكربونو الهيدروجين الذرات، التي هي الأكثر شيوعا في الكيمياء العضوية.

الصيغة الهيكلية لعقار escitalopram المضاد للاكتئاب ، والتي تتميز بتمثيلات هيكلية للذرات غير المتجانسة ، ورابطة ثلاثية ، ومجموعات فينيل ، وكيمياء مجسمة

تم تطوير شكل مبكر من هذا التمثيل لأول مرة من قبل الكيميائي العضوي فريدريش أوجست كيكولي فون سترادونيتز ، في حين أن الشكل الحديث يرتبط ارتباطًا وثيقًا ويتأثر بهيكل لويس (نقطة) للجزيئات وإلكترونات التكافؤ الخاصة بها. لهذا السبب ، يطلق عليهم أحيانًا هياكل Kekulé ^[2] أو هياكل Lewis-Kekulé . أصبحت الصيغ الهيكلية موجودة في كل مكان في الكيمياء العضوية ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنها سريعة نسبيًا وبسيطة في الرسم ، وأيضًا لأن تدوين السهم المنحني المستخدم في مناقشات آلية التفاعل و / أو إلغاء التمركز يمكن فرضه بسهولة.

تُستخدم أيضًا عدة طرق أخرى لتصوير الهياكل الكيميائية بشكل شائع في الكيمياء العضوية (على الرغم من أنها أقل تكرارًا من الصيغ الهيكلية). على سبيل المثال ، تبدو الهياكل التوافقية مشابهة للصيغ الهيكلية وتُستخدم لتصوير المواضع التقريبية لذرات الجزيء في الفضاء ثلاثي الأبعاد ، كرسم منظور. أنواع أخرى من التمثيل، على سبيل المثال، توقعات نيومان ، مسقط هوارث و التوقعات فيشر ، كما تبدو مشابهة إلى حد ما لصيغ الهيكل العظمي. ومع ذلك ، هناك اختلافات طفيفة في الاصطلاحات المستخدمة ، ويحتاج القارئ إلى أن يكون على دراية بها من أجل فهم التفاصيل الهيكلية التي تم ترميزها في هذه الصور. بينما تُستخدم الهياكل الهيكلية والتكوينية أيضًا في الكيمياء العضوية المعدنية وغير العضوية ، فإن الاتفاقيات المستخدمة تختلف أيضًا إلى حد ما.

الهيكل العظمي

المصطلح

الهيكل العظمي للمركب العضوي هو سلسلة من الذرات المرتبطة ببعضها البعض والتي تشكل الهيكل الأساسي للمركب. يمكن أن يتكون الهيكل العظمي من سلاسل و / أو فروع و / أو حلقات من الذرات المترابطة. تسمى الذرات الهيكل العظمي أخرى من الكربون أو الهيدروجين ذرة غير متجانسة . ^[3]

يحتوي الهيكل العظمي على هيدروجين و / أو بدائل مختلفة مرتبطة بذراته. الهيدروجين هو الذرات غير الكربونية الأكثر شيوعًا والتي ترتبط بالكربون ، وللبساطة ، لا يتم رسمها بشكل واضح. بالإضافة إلى ذلك ، لا يتم تصنيف ذرات الكربون بشكل عام على هذا النحو مباشرة (أي مع "C") ، في حين يتم دائمًا ملاحظة الذرات غير المتجانسة على هذا النحو (على سبيل المثال ، استخدام "N" للنيتروجين ، و "O" للأكسجين ، إلخ.

تسمى الذرات غير المتجانسة ومجموعات الذرات الأخرى التي تؤدي إلى معدلات عالية نسبيًا من التفاعل الكيميائي ، أو تقدم خصائص محددة ومثيرة للاهتمام في أطياف المركبات ، المجموعات الوظيفية ، لأنها تعطي للجزيء وظيفة. تُعرف الذرات غير المتجانسة والمجموعات الوظيفية مجتمعة باسم "البدائل" ، حيث تُعتبر بديلاً لذرة الهيدروجين التي ستكون موجودة في الهيدروكربون الأصلي للمركب العضوي المعني.

تركيب اساسي

كما هو الحال في هياكل لويس ، تتم الإشارة إلى الروابط التساهمية بواسطة مقاطع مستقيمة ، مع وجود مقطع خطي مضاعف أو ثلاثي يشير إلى الترابط المزدوج أو الثلاثي ، على التوالي. وبالمثل ، تشير الصيغ الهيكلية إلى الرسوم الرسمية المرتبطة بكل ذرة (على الرغم من أن الأزواج المنفردة عادة ما تكون اختيارية ، انظر أدناه ). في الواقع ، يمكن اعتبار الصيغ الهيكلية على أنها هياكل لويس مختصرة تراعي التبسيطات التالية:

يتم تمثيل ذرات الكربون بواسطة الرؤوس (التقاطعات أو النهايات) لمقاطع الخط. من أجل الوضوح، وغالبا ما تتم كتابة مجموعات الميثيل صراحة كما Me أو CH ₃ ، في حين أن (مغاير) cumulene في كثير من الأحيان يتم تمثيل الكربون من قبل الثقيلة نقطة المركز .
ذرات الهيدروجين المرتبطة بالكربون ضمنية. يُفهم أن قمة الرأس غير المسماة تمثل كربونًا مرتبطًا بعدد الهيدروجين المطلوب لإرضاء قاعدة الثمانيات ، بينما يُفهم أن الرأس المسمى بشحنة رسمية و / أو إلكترون (إلكترونات) غير مترابط يحتوي على عدد ذرات الهيدروجين المطلوبة لإعطاء تشير هذه الخصائص إلى ذرة الكربون. اختياريًا ، يمكن إظهار هيدروجين الأسيتيلنيك والفورميل بشكل صريح من أجل الوضوح.
يتم عرض ذرات الهيدروجين المرتبطة بذرة غير متجانسة بشكل صريح. عادةً ما تظهر ذرات الهيدروجين غير المتجانسة والمرتبطة بها كمجموعة واحدة (على سبيل المثال ، OH ، NH ₂ ) دون إظهار رابطة الهيدروجين والذرة غير المتجانسة بشكل صريح. تظهر الذرات غير المتجانسة مع بدائل ألكيل أو أريل بسيطة ، مثل ميثوكسي (OMe) أو ثنائي ميثيل أمين (NMe ₂ ) ، أحيانًا بالطريقة نفسها ، عن طريق القياس.
يجب الإشارة إلى الأزواج المنفردة على كربون الكربون بشكل صريح بينما تكون الأزواج المنفردة في حالات أخرى اختيارية وتظهر فقط للتأكيد. في المقابل ، يتم دائمًا عرض الرسوم الرسمية والإلكترونات غير المزاوجة على عناصر المجموعة الرئيسية بشكل صريح.

في التصوير القياسي للجزيء ، يتم رسم الشكل المتعارف عليه (بنية الرنين) مع أكبر مساهمة. ومع ذلك ، من المفهوم أن الصيغة الهيكلية تمثل "الجزيء الحقيقي" - أي المتوسط المرجح لجميع الأشكال المتعارف عليها المساهمة. وهكذا ، في الحالات التي يساهم فيها شكلان قانونيان أو أكثر بوزن متساوٍ (على سبيل المثال ، في البنزين ، أو أنيون الكربوكسيل) ويتم اختيار أحد الأشكال الكنسية بشكل تعسفي ، يُفهم أن الصيغة الهيكلية تصور الهيكل الحقيقي ، الذي يحتوي على روابط مكافئة من النظام الكسري ، على الرغم من أن الروابط غير الموضعية يتم تصويرها على أنها روابط مفردة ومزدوجة غير متكافئة.

الاصطلاحات الرسومية المعاصرة

منذ ظهور الهياكل الهيكلية في النصف الأخير من القرن التاسع عشر ، خضع مظهرها لتطور كبير. تعود الاصطلاحات الرسومية المستخدمة اليوم إلى الثمانينيات. بفضل اعتماد حزمة برامج ChemDraw كمعيار صناعي فعلي (من قبل الجمعية الكيميائية الأمريكية ، والجمعية الملكية للكيمياء ، ومنشورات Gesellschaft Deutscher Chemiker ، على سبيل المثال) ، كانت هذه الاتفاقيات عالمية تقريبًا في الأدبيات الكيميائية منذ أواخر التسعينيات . لا تزال بعض الاختلافات التقليدية البسيطة ، خاصة فيما يتعلق باستخدام ستريوبوندز ، موجودة كنتيجة لاختلاف الممارسات في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وأوروبا القارية ، أو كمسألة تفضيل شخصي. ^[4] كتنوع ثانوي آخر بين المؤلفين ، يمكن إظهار الرسوم الرسمية بعلامة زائد أو ناقص في دائرة أو بدون الدائرة. فيما يلي مجموعة الاصطلاحات التي يتبعها معظم المؤلفين ، جنبًا إلى جنب مع أمثلة توضيحية.

(1) يتم تمثيل الروابط بين sp ² و / أو sp ^{3 من} الكربون المهجن أو الذرات غير المتجانسة بشكل تقليدي باستخدام زوايا 120 درجة كلما أمكن ذلك ، مع أطول سلسلة من الذرات تتبع نمط متعرج ما لم تنقطع بواسطة رابطة ثنائية رابطة الدول المستقلة . ما لم تكن جميع البدائل الأربعة صريحة ، فإن هذا صحيح حتى عندما يتم تصوير الكيمياء الفراغية باستخدام روابط مشقوقة أو متقطعة ( انظر أدناه ). ^[5]

(2) إذا تم عرض جميع البدائل الأربعة لكربون رباعي السطوح بشكل صريح ، فإن الروابط إلى البدائل الداخلية لا تزال تلتقي عند 120 درجة ؛ ومع ذلك ، يظهر البديلان الآخران عادةً مع روابط متقطعة ومتقطعة (لتصوير الكيمياء الفراغية) ويقابلان زاوية أصغر تبلغ 60-90 درجة.

(3) عادة ما يتم تصوير الهندسة الخطية في الذرات المهجنة sp بواسطة مقاطع خطية تلتقي عند 180 درجة.

(4) يتم تمثيل Carbo- والدورات غير المتجانسة (من 3 إلى 8 ذرات) بشكل عام كمضلعات منتظمة ؛ تميل أحجام الحلقات الأكبر إلى تمثيلها بواسطة مضلعات مقعرة.

(5) يتم ترتيب الذرات في مجموعة بحيث تنبثق الرابطة من الذرة المرتبطة مباشرة بالهيكل العظمي. على سبيل المثال، مجموعة نيترو (NO ₂ يرمز)، الذي تكن له ₂ أو O ₂ N-، اعتمادا على تنسيب من السندات. في المقابل ، يُشار إلى مجموعة النتريت المتزامنة على ONO ، مع ظهور الرابطة على كلا الجانبين.

ذرات الكربون والهيدروجين الضمنية

على سبيل المثال ، في الصورة أدناه ، تظهر الصيغة الهيكلية للهكسان . يبدو أن ذرة الكربون المسمى C ₁ لها رابطة واحدة فقط ، لذلك يجب أيضًا أن يكون هناك ثلاثة هيدروجين مرتبطة بها ، من أجل جعل العدد الإجمالي للروابط أربعة. تحتوي ذرة الكربون المسمى C ₃ على رابطتين مع ذرات كربون أخرى ، وبالتالي فهي مرتبطة بذرتين من الهيدروجين أيضًا. يتم عرض نموذج الكرة والعصا للتركيب الجزيئي الفعلي للهكسان ، كما هو محدد بواسطة علم البلورات بالأشعة السينية ، للمقارنة ، حيث يتم تصوير ذرات الكربون على شكل كرات سوداء وذرات الهيدروجين على أنها ذرات بيضاء.

The skeletal formula of hexane, with carbons number one and three labelled

The 3d ball representation of hexane, with carbon (black) and hydrogen (white) shown explicitly.

ملاحظة: لا يهم أي طرف من السلسلة تبدأ الترقيم منه ، طالما أنك متسق عند رسم المخططات. ستؤكد الصيغة المكثفة أو اسم IUPAC الاتجاه. ستصبح بعض الجزيئات مألوفة بغض النظر عن الاتجاه.

الذرات غير المتجانسة الصريحة وذرات الهيدروجين

يتم الإشارة إلى جميع الذرات غير الكربونية أو الهيدروجين برمزها الكيميائي ، على سبيل المثال Cl للكلور ، O للأكسجين ، Na للصوديوم ، وهكذا دواليك. في سياق الكيمياء العضوية، وهذه الذرات المعروف باسم ذرة غير متجانسة (حيث البادئة مغاير تأتي من الكلمة اليونانية ἕτερος [héteros]، ومعنى "الآخر").

يتم رسم أي ذرات هيدروجين مرتبطة بذرات غير متجانسة بشكل صريح. في الإيثانول ، C ₂ H ₅ OH ، على سبيل المثال ، يُشار إلى ذرة الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين بالرمز H ، بينما لا تظهر ذرات الهيدروجين المرتبطة بذرات الكربون بشكل مباشر.

عادةً ما يتم حذف الخطوط التي تمثل روابط ذرة هيدروجينية غير متجانسة من أجل الوضوح والاكتناز ، لذلك غالبًا ما تتم كتابة مجموعة وظيفية مثل مجموعة الهيدروكسيل −OH بدلاً من −O − H. يتم أحيانًا سحب هذه الروابط بالكامل من أجل إبراز وجودها عند مشاركتها في آليات التفاعل .

الموضح أدناه للمقارنة هو نموذج الكرة والعصا (أعلى) للهيكل ثلاثي الأبعاد الفعلي لجزيء الإيثانول في الطور الغازي ، كما هو محدد بواسطة التحليل الطيفي للميكروويف ، وهيكل لويس (في الوسط) وصيغته الهيكلية (أسفل) .

رموز العناصر الزائفة

هناك أيضًا رموز يبدو أنها رموز عنصر كيميائي ، ولكنها تمثل بدائل معينة شائعة جدًا أو تشير إلى عضو غير محدد في مجموعة من العناصر. تُعرف هذه الرموز باسم العناصر الزائفة أو العناصر العضوية ويتم التعامل معها على أنها "عناصر" أحادية التكافؤ في الصيغ الهيكلية. ^[6] قائمة برموز العناصر الزائفة شائعة الاستخدام موضحة أدناه:

الرموز العامة

X لأي ذرة هالوجين ( زائفة ) (في تدوين MLXZ ذي الصلة ، تمثل X رابطة مانحة لإلكترون واحد)
L أو L _ن ل يجند أو بروابط (في تدوين MLXZ ذات الصلة، ويمثل L يجند المانحة يومين الإلكترون)
يتم استخدام M أو Met لأي ذرة فلز ([M] للإشارة إلى معدن مرتبط ، ML _n ، عندما تكون هويات الروابط غير معروفة أو غير ذات صلة)
E أو El لأي جهاز كهربائي (في بعض السياقات ، يتم استخدام E أيضًا للإشارة إلى أي عنصر p-block )
نو لأي نيوكليوفيل
Z لتصريف مجموعات سحب الإلكترون (في تدوين MLXZ ذي الصلة ، تمثل Z رابطًا مانعًا للإلكترون الصفري ؛ في الاستخدام غير ذي الصلة ، Z هي أيضًا اختصار لمجموعة carboxybenzyl .)
D لذرة الديوتيريوم ( ² H)
T لذرة التريتيوم ( ³ ساعات)

مجموعات الألكيل

R لأي مجموعة ألكيل أو حتى أي مجموعة أورجانيل (يمكن استخدام Alk للإشارة بشكل لا لبس فيه إلى مجموعة ألكيل)
أنا لمجموعة الميثيل
Et لمجموعة الإيثيل
Pr أو n -Pr أو ⁿ Pr لمجموعة البروبيل ( العادية ) ( Pr هو أيضًا رمز لعنصر البراسيوديميوم . ومع ذلك ، نظرًا لأن مجموعة البروبيل أحادية التكافؤ ، في حين أن البراسيوديميوم دائمًا ثلاثي التكافؤ ، نادرًا ما ينشأ الغموض في الممارسة. )
ط-العلاقات العامة أو ^ط العلاقات العامة ( ط غالبا مائل) ل الآيزوبروبيل مجموعة
All for the allyl group (غير شائع)
Bu أو n -Bu أو ⁿ Bu لمجموعة البيوتيل ( العادية )
ط-بو أو ^ط بو ( ط غالبا مائل) ل إيسوبوتيل مجموعة
s -Bu أو ^s Bu لمجموعة البيوتيل الثانوية
t -Bu أو ^t Bu لمجموعة البيوتيل الثالثة
Pn لمجموعة البنتيل ( أو Am لمجموعة الأميل المترادفة ، على الرغم من أن Am هي أيضًا رمز الأمريسيوم . )
Np أو Neo لمجموعة neopentyl ( تحذير: غالبًا ما يستخدم الكيميائيون المعدني العضوي Np لمجموعة neophyl ذات الصلة ، PhMe ₂ C-. Np هو أيضًا رمز لعنصر النبتونيوم . )
قبرصي أو فروج ل cyclohexyl مجموعة
إعلان ل1- adamantyl مجموعة
آر أو TRT ل trityl مجموعة

بدائل عطرية وغير مشبعة

Ar لأي بديل عطري (Ar هو أيضًا رمز لعنصر الأرجون . ومع ذلك ، فإن الأرجون خامل في جميع الظروف المعتادة في الكيمياء العضوية ، لذا فإن استخدام Ar لتمثيل بديل aryl لا يسبب أي ارتباك.)
Het لأي بديل غير متجانس
مليار أو BZL ل البنزيل المجموعة ( وينبغي عدم الخلط مع بيسة لل بيروكسايد الجماعة؛ ومع ذلك، الأدب القديم قد تستخدم بيسة للمجموعة البنزيل. )
Dipp لمجموعة 2،6-ثنائي إيزوبروبيل فينيل
ميس لمجموعة mesityl
فتاه، Φ، أو φ ل مجموعة الفينيل ( استخدام فاي كان للفينيل في الانخفاض )
تول لمجموعة tolyl
هل أو Tipp لمجموعة 2،4،6-triisopropylphenyl ( الرمز السابق مشتق من مرادف isityl )
Cp لمجموعة cyclopentadienyl ( كان Cp هو رمز cassiopeium ، وهو الاسم السابق لـ lutetium )
Cp * لمجموعة pentamethylcyclopentadienyl
السادس لمجموعة الفينيل (غير شائع)

المجموعات الوظيفية

ميلان لل أسيتيل مجموعة (ميلان هو أيضا رمز للعنصر الأكتينيوم ومع ذلك، يكاد يكون مطلقا اجه الأكتينيوم في الكيمياء العضوية، وبالتالي فإن استخدام التيار المتردد لتمثيل مجموعة الاسيتيل أبدا يسبب الارتباك.) .
Bz لمجموعة benzoyl ؛ OBz هي مجموعة بنزوات
Piv لمجموعة pivalyl ( t -butylcarbonyl) ؛ OPiv هي المجموعة ذات الخصيتين
Bt لمجموعة 1-benzotriazolyl
Im لمجموعة 1-imidazolyl
NPhth لمجموعة phthalimide-1-yl

مجموعات السلفونيل / السلفونات

غالبًا ما تترك استرات السلفونات مجموعات في تفاعلات إحلال نوكليوفيليك. أنظر المواد على السلفونيل و سلفونات مجموعات لمزيد من المعلومات.

إفطار ل brosyl ( ص -bromobenzenesulfonyl) الجماعة؛ OBs هي مجموعة brosylate
MS لمجموعة ميسيل (ميثان سلفونيل) ؛ OMS هو mesylate مجموعة
نانوثانية ل nosyl ( ص مجموعة -nitrobenzenesulfonyl) (كان نانوثانية الرمز الكيميائي السابق لل بوريوم ، ثم دعا نيلز بوريوم ) . ONs هي مجموعة nosylate
Tf لمجموعة triflyl (trifluoromethanesulfonyl) ؛ OTf هي مجموعة ثلاثية الطبقات
Nf لمجموعة nonaflyl (nonafluorobutanesulfonyl) ، CF ₃ (CF ₂ ) ₃ SO ₂ ؛ ONf هي مجموعة nonaflate
Ts لمجموعة tosyl ( p- toluenesulfonyl ) (Ts هي أيضًا رمز لعنصر tennessine . ومع ذلك ، لم يتم العثور على tennessine أبدًا في الكيمياء العضوية ، لذا فإن استخدام Ts لتمثيل مجموعة tosyl لا يسبب أبدًا أي ارتباك) ؛ OTs هي مجموعة tosylate

حماية المجموعات

A مجموعة حماية وضعه أو وقائية المجموعة إلى جزيء من التعديل الكيميائي للمجموعة وظيفية للحصول chemoselectivity في تفاعل كيميائي لاحق، وتسهيل التركيب العضوي متعددة الخطوات.

بوك ل تي butoxycarbonyl مجموعة
Cbz أو Z لمجموعة الكربوكسي بنزيل
Fmoc لمجموعة فلورينيل ميثوكسي كاربونيل
تخصيص مجموعة الأليلوكسي كاربونيل
Troc لمجموعة trichloroethoxycarbonyl
TMS ، TBDMS ، TES ، TBDPS ، TIPS ، ... لمختلف مجموعات الأثير silyl
PMB لمجموعة 4-ميثوكسي بنزيل
MOM لمجموعة الميثوكسي ميثيل
THP لمجموعة 2-tetrahydropyranyl

سندات متعددة

يمكن ربط ذرتين من خلال مشاركة أكثر من زوج واحد من الإلكترونات. الروابط المشتركة للكربون هي روابط مفردة ومزدوجة وثلاثية. الروابط الفردية هي الأكثر شيوعًا ويتم تمثيلها بخط صلب واحد بين ذرتين في صيغة هيكلية. يتم الإشارة إلى الروابط المزدوجة بخطين متوازيين ، وتظهر الروابط الثلاثية بثلاثة خطوط متوازية.

في نظريات الترابط الأكثر تقدمًا ، توجد قيم غير صحيحة لترتيب السندات . في هذه الحالات ، تشير مجموعة من الخطوط الصلبة والمتقطعة إلى الأجزاء الصحيحة وغير الصحيحة من ترتيب السندات ، على التوالي.

يحتوي Hex-3-ene على رابطة ثنائية كربون-كربون داخلية
يحتوي Hex-1-ene على رابطة مزدوجة طرفية
يحتوي Hex-3-yne على رابطة ثلاثية داخلية من الكربون والكربون
يحتوي Hex-1-yne على رابطة ثلاثية نهائية من الكربون والكربون

ملاحظة: في المعرض أعلاه ، تم عرض الروابط المزدوجة باللون الأحمر والسندات الثلاثية باللون الأزرق. تمت إضافة هذا للتوضيح - الروابط المتعددة لا يتم تلوينها عادة في الصيغ الهيكلية.

حلقات البنزين

أسلوب ثيل: دائرة موحدة

أسلوب كيكولي: روابط مزدوجة متبادلة

تمثيلات حلقة البنزين العطرية

في السنوات الأخيرة ، يُصوَّر البنزين عمومًا على أنه شكل سداسي مع روابط مفردة ومزدوجة متناوبة ، تمامًا مثل الهيكل الذي اقترحه Kekulé في الأصل عام 1872. كما ذكر أعلاه ، فإن الروابط المفردة والمزدوجة المتناوبة لـ "1،3،5-هيكساترين حلقي" هي يُفهم على أنه رسم لواحد من الشكلين الأساسيين المكافئين للبنزين ، حيث تكون جميع روابط الكربون والكربون متساوية الطول وترتيبها 1.5. بالنسبة لحلقات أريل بشكل عام ، فإن الشكلين القانونيين المتماثلين هما دائمًا المساهمان الأساسيان في الهيكل ، لكنهما غير متكافئين ، لذلك قد تقدم إحدى الهياكل مساهمة أكبر قليلاً من الأخرى ، وقد تختلف أوامر السندات إلى حد ما عن 1.5.

التمثيل البديل الذي يؤكد هذا التفكيك يستخدم دائرة مرسومة داخل السداسي المنتظم للروابط الفردية. كان هذا النمط ، المستند إلى أسلوب اقترحه Johannes Thiele ، شائعًا جدًا في كتب الكيمياء العضوية التمهيدية ولا يزال يستخدم بشكل متكرر في الإعدادات غير الرسمية. ومع ذلك ، نظرًا لأن هذا التصوير لا يتتبع أزواج الإلكترونات وغير قادر على إظهار الحركة الدقيقة للإلكترونات ، فقد حل محله إلى حد كبير تصوير Kekuléan في السياقات الأكاديمية التربوية والرسمية. ^[7]

الكيمياء المجسمة

صور مختلفة للروابط الكيميائية في الصيغ الهيكلية

يشار إلى الكيمياء المجسمة بسهولة في الصيغ الهيكلية: ^[8]

نموذج الكرة والعصا من
( R ) -2-chloro-2-fluoropentane
الصيغة الهيكلية لـ
( R ) -2-chloro-2-fluoropentane
الصيغة الهيكلية لـ
( S ) -2-chloro-2-fluoropentane
الصيغة الهيكلية للأمفيتامين ، تشير إلى مزيج من اثنين من الأيزومرات الفراغية: ( R ) - و ( S ) -

يمكن تصوير الروابط الكيميائية ذات الصلة بعدة طرق:

تمثل الخطوط الصلبة الروابط في مستوى الورقة أو الشاشة.
تمثل الأوتاد الصلبة الروابط التي تشير إلى خارج مستوى الورقة أو الشاشة باتجاه المراقب.
تمثل الأوتاد المتقطعة أو الخطوط المتقطعة (السميكة أو الرفيعة) الروابط التي تشير إلى مستوى الورقة أو الشاشة ، بعيدًا عن المراقب. ^[9]
تمثل الخطوط المتموجة إما كيمياء مجسمة غير معروفة أو مزيجًا من اثنين من الأيزومرات الفراغية المحتملة في تلك المرحلة.
إن التصوير المتقادم ^[10] للكيمياء الفراغية للهيدروجين والذي كان شائعًا في كيمياء الستيرويد هو استخدام دائرة مملوءة تتمحور حول قمة الرأس (تسمى أحيانًا H-dot / H-dash / H-Circle ، على التوالي) لتوجيه الهيدروجين إلى الأعلى ذرة وعلامتي تجزئة بجانب الرأس أو دائرة مجوفة لذرة هيدروجين متجهة للأسفل.
تمثل الدائرة الصغيرة المملوءة هيدروجينًا متجهًا إلى الأعلى ، بينما تمثل علامتا التجزئة علامة تشير إلى الأسفل.

يمكن إرجاع الاستخدام المبكر لهذا الترميز إلى ريتشارد كون الذي استخدم في عام 1932 خطوطًا سميكة صلبة وخطوط منقطة في منشور. الحديثة أسافين الصلبة والمجزأة وأدخلت في 1940s من قبل جوليو ناتا لتمثيل بنية عالية البوليمرات ، وعمرت على نطاق واسع في عام 1959 كتاب الكيمياء العضوية من قبل دونالد كرام و جورج S. هاموند . ^[11]

يمكن الصيغ الهيكل العظمي تصور رابطة الدول المستقلة و المتحولة أيزومرات الألكينات. الروابط المفردة المتموجة هي الطريقة القياسية لتمثيل الكيمياء الفراغية غير المعروفة أو غير المحددة أو مزيج من الأيزومرات (كما هو الحال مع المجسمات الفراغية رباعية السطوح). تم استخدام الرابطة المزدوجة المتقاطعة في بعض الأحيان ؛ لم يعد يُعتبر أسلوبًا مقبولاً للاستخدام العام ، ولكن قد يظل مطلوبًا بواسطة برامج الكمبيوتر. ^[8]

الكيمياء الفراغية الألكينية

روابط هيدروجينية

استخدام خطوط متقطعة (خضراء) لإظهار الترابط الهيدروجيني في حمض الأسيتيك .

يُشار إلى الروابط الهيدروجينية عمومًا بخطوط منقطة أو متقطعة. في سياقات أخرى ، قد تمثل الخطوط المتقطعة أيضًا روابط مشكلة جزئيًا أو مكسورة في حالة انتقالية .

مراجع

^ ستوكر ، ستيفن (2012). الكيمياء العامة والعضوية والبيولوجية (الطبعة السادسة). سينجاج. رقم ISBN 978-1133103943.^{[ الصفحة مطلوبة ]}
^ هذا المصطلح غامض ، لأن "هيكل كيكولي" يشير أيضًا إلى اقتراح كيكولي الشهير للسندات المزدوجة السداسية المتناوبة لهيكل البنزين.
^ توصيات IUPAC 1999 ، القسم المنقح F: استبدال ذرات الهيكل العظمي
^ بريشر ، جوناثان (2008). "معايير التمثيل البياني لمخططات التركيب الكيميائي (توصيات IUPAC 2008)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 80 (2): 277-410. دوى : 10.1351 / pac200880020277 . ISSN 1365-3075 .
^ لمنع ظهور `` kink '' والتسبب في أن الهيكل يشغل مساحة رأسية كبيرة جدًا على الصفحة ، فإن IUPAC (Brecher ، 2008 ، ص.352) يجعل استثناء لسلسلة طويلة cis -olefins (على سبيل المثال ، حمض الأوليك ) ، مما يسمح بتصوير الرابطة المزدوجة لرابطة الدول المستقلة بداخلها بزاوية 150 درجة ، بحيث يمكن للتعرجات على جانبي الرابطة المزدوجة أن تنتشر أفقيًا.
^ كلايدن ، جوناثان ؛ جريفز ، نيك ؛ وارين ، ستيوارت . ووذرز ، بيتر (2001). الكيمياء العضوية (الطبعة الأولى). مطبعة جامعة أكسفورد. ص. 27. رقم ISBN 978-0-19-850346-0.
^ على سبيل المثال ، يستخدم الكتاب المدرسي الشهير لعام 1959 من تأليف موريسون وبويد (الطبعة السادسة ، 1992) تدوين ثيل كصورة معيارية لحلقة أريل ، في حين أن الكتاب المدرسي لعام 2001 لكلايدن ، جريفز ، وارين ، ووذرز (الطبعة الثانية ، 2012) يستخدم تدوين Kekulé طوال الوقت ويحذر الطلاب من تجنب استخدام تدوين Thiele عند آليات الكتابة (ص. 144 ، الطبعة الثانية).
^ أ ب بريشر ، جوناثان (2006). "تمثيل رسومي للتكوين الكيميائي المجسم (توصيات IUPAC 2006)" (PDF) . تطبيق نقي. تشيم. 78 (10): 1897–1970. دوى : 10.1351 / pac200678101897 .
^ يستخدم الكيميائيون الأمريكيون والأوروبيون اتفاقيات مختلفة قليلاً للسندات المجزأة. في حين أن معظم الكيميائيين الأمريكيين يرسمون روابط مجزأة بعلامات تجزئة قصيرة قريبة من المركز المجسم وعلامات تجزئة طويلة بعيدة (على غرار الروابط المثبتة) ، يبدأ معظم الكيميائيين الأوروبيين بعلامات تجزئة طويلة بالقرب من المركز المجسم والتي تصبح تدريجياً أقصر تتحرك بعيدًا (في القياس إلى رسم المنظور). في الماضي ،اقترح الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) استخدام رابطة مجزأة ذات علامات تجزئة متساوية الطول كحل وسط ولكنها تفضل الآن السندات المجزأة على النمط الأمريكي (Brecher، 2006، p.1905). يستخدم بعض الكيميائيين رابطًا سميكًا ورابطًا منقطًا (أو رابطة مجزأة ذات تجزئات متساوية الطول) لتصوير الكيمياء الفراغية النسبية والرابطة الورقية والرابطة المجزأة مع تجزئات غير متساوية لتصوير الكيمياء الفراغية المطلقة ؛ معظم الآخرين لا يميزون.
^ ال IUPAC الآن تستبعد بشدة هذا الترميز.
^ جنسن ، وليام ب. (2013). "الأصول التاريخية للخط الكيميائي المجسم ورمزية الوتد". مجلة التربية الكيميائية . 90 (5): 676-677. دوى : 10.1021 / ed200177u .

روابط خارجية

رسم الجزيئات العضوية من chemguide.co.uk

[1] ستوكر ، ستيفن (2012). الكيمياء العامة والعضوية والبيولوجية (الطبعة السادسة). سينجاج. رقم ISBN 978-1133103943.^{[ الصفحة مطلوبة ]}

[2] هذا المصطلح غامض ، لأن "هيكل كيكولي" يشير أيضًا إلى اقتراح كيكولي الشهير للسندات المزدوجة السداسية المتناوبة لهيكل البنزين.

[3] توصيات IUPAC 1999 ، القسم المنقح F: استبدال ذرات الهيكل العظمي

[4] بريشر ، جوناثان (2008). "معايير التمثيل البياني لمخططات التركيب الكيميائي (توصيات IUPAC 2008)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 80 (2): 277-410. دوى : 10.1351 / pac200880020277 . ISSN 1365-3075 .

[5] لمنع ظهور `` kink '' والتسبب في أن الهيكل يشغل مساحة رأسية كبيرة جدًا على الصفحة ، فإن IUPAC (Brecher ، 2008 ، ص.352) يجعل استثناء لسلسلة طويلة cis -olefins (على سبيل المثال ، حمض الأوليك ) ، مما يسمح بتصوير الرابطة المزدوجة لرابطة الدول المستقلة بداخلها بزاوية 150 درجة ، بحيث يمكن للتعرجات على جانبي الرابطة المزدوجة أن تنتشر أفقيًا.

[Clayden27-6] كلايدن ، جوناثان ؛ جريفز ، نيك ؛ وارين ، ستيوارت . ووذرز ، بيتر (2001). الكيمياء العضوية (الطبعة الأولى). مطبعة جامعة أكسفورد. ص. 27. رقم ISBN 978-0-19-850346-0.

[7] على سبيل المثال ، يستخدم الكتاب المدرسي الشهير لعام 1959 من تأليف موريسون وبويد (الطبعة السادسة ، 1992) تدوين ثيل كصورة معيارية لحلقة أريل ، في حين أن الكتاب المدرسي لعام 2001 لكلايدن ، جريفز ، وارين ، ووذرز (الطبعة الثانية ، 2012) يستخدم تدوين Kekulé طوال الوقت ويحذر الطلاب من تجنب استخدام تدوين Thiele عند آليات الكتابة (ص. 144 ، الطبعة الثانية).

[IUPAC-2006-8] أ ب بريشر ، جوناثان (2006). "تمثيل رسومي للتكوين الكيميائي المجسم (توصيات IUPAC 2006)" (PDF) . تطبيق نقي. تشيم. 78 (10): 1897–1970. دوى : 10.1351 / pac200678101897 .

[9] يستخدم الكيميائيون الأمريكيون والأوروبيون اتفاقيات مختلفة قليلاً للسندات المجزأة. في حين أن معظم الكيميائيين الأمريكيين يرسمون روابط مجزأة بعلامات تجزئة قصيرة قريبة من المركز المجسم وعلامات تجزئة طويلة بعيدة (على غرار الروابط المثبتة) ، يبدأ معظم الكيميائيين الأوروبيين بعلامات تجزئة طويلة بالقرب من المركز المجسم والتي تصبح تدريجياً أقصر تتحرك بعيدًا (في القياس إلى رسم المنظور). في الماضي ،اقترح الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) استخدام رابطة مجزأة ذات علامات تجزئة متساوية الطول كحل وسط ولكنها تفضل الآن السندات المجزأة على النمط الأمريكي (Brecher، 2006، p.1905). يستخدم بعض الكيميائيين رابطًا سميكًا ورابطًا منقطًا (أو رابطة مجزأة ذات تجزئات متساوية الطول) لتصوير الكيمياء الفراغية النسبية والرابطة الورقية والرابطة المجزأة مع تجزئات غير متساوية لتصوير الكيمياء الفراغية المطلقة ؛ معظم الآخرين لا يميزون.

[10] ال IUPAC الآن تستبعد بشدة هذا الترميز.

[11] جنسن ، وليام ب. (2013). "الأصول التاريخية للخط الكيميائي المجسم ورمزية الوتد". مجلة التربية الكيميائية . 90 (5): 676-677. دوى : 10.1021 / ed200177u .

[1]