Молекулярные формулы

estructura-butano.png
В настоящее время известно более 30 миллионов химических соединений, из которых 1 миллион неорганических, а остальные органические. Химики определяют физические и химические свойства этих веществ (температуры плавления и кипения, растворимость, плотность...). Однако наиболее желанной для химика информацией является определение структуры соединения, из каких атомов оно состоит и как эти атомы связаны.
Мы знаем, что такое вещество, как бутан, состоит из углерода и водорода. Каждая молекула содержит 4 атома углерода и 10 атомов водорода, что представлено формулой C 4 H 10 , называемой молекулярной формулой. Мы также знаем, что атомы углерода связаны в линейную цепь. 3 атома водорода присоединены к первому углероду, 2 атома водорода ко второму углероду, 2 атома водорода к третьему углероду и последние 3 атома водорода к четвертому углероду.

Он заключается в экспериментальном определении процентного состава (по массе) вещества. Так, для соединения с молекулярной формулой С 4 Н 10 процентный состав составляет: 82,66 % С и 17,34 % Н.
Элементный анализ соединения проводят в аппарате, называемом анализатором, где навеску сжигают с большой точностью (около 5 мг). Углерод превращается в CO 2 , водород в H 2 O и азот в N 2 , что определяется газовой хроматографией. Кислород обычно не анализируют и определяют по разнице.

Из сотенного состава химического соединения можно определить его эмпирическую формулу. Молекулярную формулу получают из эмпирической с использованием молекулярной массы соединения, которую можно определить с помощью масс-спектрометрии.

Определение эмпирической и молекулярной формулы кортизона
Процентный состав кортизона: 69,96% С; 7,83% Н и 22,21% О. Определите эмпирическую формулу. Зная, что молекулярная масса равна 360,43, найдите молекулярную формулу.

Индекс ненасыщенности молекулы определяется как сумма количества связей \(\pi\) и количества присутствующих циклов. Алканы являются насыщенными углеводородами, поскольку они не содержат \(\pi\) связей или циклов и имеют молекулярную формулу \(C_nH_{2n+2}\). Чтобы рассчитать индекс ненасыщенности соединения, нам нужно только сравнить количество атомов водорода, которое оно имеет, с тем, которое оно имело бы, если бы оно было алканом с таким же количеством атомов углерода. Эта разница водорода, деленная на 2, дает нам индекс ненасыщенности.

Алкены – это соединения, содержащие двойные углерод-углеродные связи. Алкены соответствуют молекулярной формуле \(C_nH_{2n}\). При одинаковом числе атомов углерода в них на два атома водорода меньше, чем в алкане, о них говорят, что они ненасыщенные соединения (имеют ненасыщенность).

Органическое соединение, процентный состав которого составляет 83,63% углерода и 16,37% водорода с молекулярной массой 86,11, представляет следующий ИК-спектр.

22-диметилбутан

Определите строение соединения.