Емпирична, молекулярна и структурна формула

В това видео искам да помислим за различните начини да представим молекула. Най-очевидният начин е чрез името й. Например може да имаш предвид една молекула бензен. Бензен. Но само думата "бензен" казва много малко за това от какво всъщност е съставена тази молекула. Има и други разновидности за наименованието, които дават повече информация, но може да си кажеш: "Всъщност искам да знам повече за конкретните елементи, които я съставят." Е, може да се окаже, че в този случай може би е полезно да достигнем до емпиричната формула. Емпирична... Емпирична формула. И може би ще си помислиш: "Какво означава емпирична формула?" Като цяло думата "емпиричен" с отнася до нещо, което идва от наблюдение или получено чрез експерименти. Ако можеш да си кажеш: "Ей, сега вярвам на това, от емпиричните доказателства.", това означава, че видя данни. Това означава, че имаш някакви наблюдения, които те карат да мислиш това ново нещо. Причината, поради която наричаме това, което ще напиша по-долу, емпиричната формула, е, понеже първите химици не са могли да видят, не били в състояние да видят само една молекула, но поне са може ли да измислят, да наблюдават съотношенията на различните елементи, които изграждат молекулата. Затова емпиричната формула дава съотношението на елементите в молекулата. Така емпиричната формула на бензена е тя е... Един въглероден атом за всеки водороден Сега може да си кажеш, че това е супер и знаеш, че ако работиш с бензен, имаш един въглероден атом за всеки водороден или един водороден за всеки въглероден атом. Но колко такива всъщност имаш в една молекула бензен? За да отговориш на този въпрос, ще искаш да достигнеш до молекулярната формула. Молекулярна. Молекулярна формула. И молекулярната формула за бензена, която ще ни даде повече информация, отколкото емпиричната формула, ни казва, че всяка молекула бензен има шест водородни атома, извинявай, шест въглеродни (смее се), наистина имам проблеми днес, шест водородни (смее се) атома, шест въглеродни и водородни. Сега съотношението все още е едно към едно, получаваш това направо тук, много е лесно да се стигне от молекулярната формула до емпиричната формула. По същество губиш информация. Само казваш, че съотношението... това е съотношение шест към шест, което е същото като едно към едно. Ако искахме, можехме да означим това като един С (въглерод), един Н (водород), което да ни покаже, че съотношението е – за всеки въглерод имаме по един водород. И виждаме, че това наистина е една молекула, за всеки шест въглеродни атома имаме шест водорода, което все още е съотношение едно към едно. Това може да не ти харесва, но може да кажеш, че как тези шест въглеродни атома и шест водородни атома всъщност за подредени. Искаш да разбереш повече. И затова ще искаш да стигнеш до структурната формула. Структурна формула, която в действителност ще ти даде структурата или ще започне да ти дава структурата на бензеновата молекула. Бензеновата молекула ще бъде изобразена като... Трябват шест въглерода в шестоъгълник. Ще го напиша по този начин, един, два, три, четири, пет, шест въглерода в шестоъгълник, ето така. И след това ще има двойна връзка, всяка втора от тези връзки на шестоъгълника е двойна връзка. Всеки от тези въглеродни атоми също е свързан с водород. Всяка от тези линии, който изобразявам, това е връзка, ковалентна връзка, която ще разгледаме по- подробно в други видеа, но това е споделяне на електрони, и това е което държи тези въглеродни атоми близо един до друг и което поддържа водородните атоми, свързани един с друг, водородните атоми, свързани с въглеродните и въглеродните атоми, свързани с водородните. Нека го изобразя по този начин. И това е само един от вариантите на структурната формула, трудно е да разбере какво току що изобразих, нека да видя дали мога да направя малко... О, това е доста добре, да се надяваме, че виждаш, че има един водороден атом тук и има един водороден атом там. Това е един вариант на структурна формула, някои структурни формули, действително ще ти дадат някаква 3D информация, ще ти кажат дали една молекула е един вид се появява или изчезва от страницата. Други може да не са толкова ясни, след като навлезеш в органичната химия въглеродните вериги са просто направени, те са... Ще видиш нещо подобно на бензена, където въглеродните атоми са подразбиращи се като върхове, като на всеки от тези върхове по подразбиране има въглероден атом. След това си казваме, че имаме въглеродни атоми, но нямаме въглеродни атоми, но това обикновено ще има по четири връзки в стабилно състояние, а виждам само една, две, три. Това не е изобразено, трябва да е водород. Това, което хората използват в органичната химия, е условност. Има много начини за изразяване на структурната формула, но този е много тук е много типичен. И както виждаш, получавам все повече и повече информация, докато преминавам от емпиричната към молекулярната и към структурната формула. Искам да стане ясно, че емпиричните формули и молекулярните формули не винаги са различни ако съотношенията също показват действителния брой на всеки от тези елементи, които имаш в молекулата. Един добър пример за това би била водата. Нека да изобразим вода. Нека да я направим в различен цвят, вече съм използвал почти всеки цвят. Вода. Както всички знаем, при водата за всеки два водородни атома – и след като вече реших да използвам синьо за водород, нека отново използвам синьо за водород – за всеки два водородни атома имаш един кислороден. Имаш един кислороден. Просто случайно е това, което току-що записах, някак от гледна точка на емпирична формула, от гледна точка на съотношението, но това е действително така. Молекулата на водорода, извинявай молекулата на водата има точно два водородни атома и един кислороден атом. Ако искаш да видиш структурната формула, най-вероятно я познаваш или може да се запознаеш с нея. Всеки от тези кислородни атоми в молекулата на водата е свързан с два водородни атома. Така, че се надяваме поне да започнеш да оценяваш различните начини да говориш за или да представиш една молекула.