Πώς δείχνουν οι επιστήμονες τη χημική σύνθεση των μορίων;
1. Χημικοί τύποι:
* Εμπειρική φόρμουλα: Αυτό δείχνει την απλούστερη αναλογία ατόμων σε ένα μόριο. Για παράδειγμα, η εμπειρική φόρμουλα γλυκόζης είναι ch₂o.
* Μοριακός τύπος: Αυτό δείχνει τον ακριβή αριθμό κάθε τύπου ατόμου σε ένα μόριο. Για παράδειγμα, ο μοριακός τύπος γλυκόζης είναι C₆H₁₂o₆.
* Δομική φόρμουλα: Αυτό δείχνει τη διάταξη των ατόμων σε ένα μόριο και τους δεσμούς μεταξύ τους. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι δομικών τύπων, όπως:
* δομή Lewis: Δείχνει όλα τα άτομα και τα ηλεκτρόνια σθένους ως κουκκίδες.
* Φόρμουλα γωνίας γραμμής: Δείχνει άτομα άνθρακα ως διασταυρώσεις γραμμής και άτομα υδρογόνου υπονοούνται.
* συμπυκνωμένος δομικός τύπος: Δείχνει όλα τα άτομα και τους δεσμούς τους σε απλοποιημένη μορφή.
2. Φασματοσκοπία:
* φασματομετρία μάζας (MS): Προσδιορίζει τα μόρια με βάση τον λόγο μάζας προς φόρτιση. Αυτό βοηθά στον προσδιορισμό του μοριακού βάρους και στον εντοπισμό της παρουσίας διαφορετικών ισοτόπων.
* φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR): Παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη δομή και τη διάταξη των ατόμων σε ένα μόριο, ιδιαίτερα τα άτομα υδρογόνου.
* φασματοσκοπία υπερύθρων (IR): Προσδιορίζει λειτουργικές ομάδες (όπως καρβονύλιο, υδροξύλη ή αμίνη) με βάση τον τρόπο με τον οποίο απορροφούν το υπέρυθρο φως.
* φασματοσκοπία υπεριώδους (UV-Vis): Μετρά τον τρόπο με τον οποίο τα μόρια απορροφούν υπεριώδη και ορατό φως, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό και τον ποσοτικό προσδιορισμό ορισμένων λειτουργικών ομάδων ή συζευγμένων συστημάτων.
3. Κρυσταλογραφία ακτίνων Χ:
* Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί ακτινογραφίες για να καθορίσει την τρισδιάστατη διάταξη των ατόμων σε έναν κρύσταλλο. Αυτό παρέχει μια πολύ λεπτομερή εικόνα της δομής του μορίου, συμπεριλαμβανομένων των μήκους των δεσμών και των γωνιών.
4. Χρωματογραφία:
* Αυτή η τεχνική χωρίζει τα μόρια με βάση τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες. Διαφορετικοί τύποι χρωματογραφίας (όπως η αέρια χρωματογραφία και η υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης) χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό και την ποσοτικοποίηση των διαφορετικών συστατικών ενός μείγματος.
5. Άλλες τεχνικές:
* στοιχειακή ανάλυση: Καθορίζει τη στοιχειακή σύνθεση μιας ένωσης.
* Υπολογιστική Χημεία: Χρησιμοποιεί προσομοιώσεις υπολογιστών για να μοντελοποιήσει τη δομή και τις ιδιότητες των μορίων.
Η συγκεκριμένη τεχνική που χρησιμοποιείται εξαρτάται από τον τύπο του μορίου, τις επιθυμητές πληροφορίες και τους διαθέσιμους πόρους. Για παράδειγμα, ένα απλό μόριο όπως το νερό μπορεί να αντιπροσωπεύεται επαρκώς από τον μοριακό του τύπο (H₂O), ενώ μια σύνθετη πρωτεΐνη μπορεί να απαιτεί συνδυασμό κρυσταλλογραφίας ακτίνων Χ και φασματοσκοπίας NMR για να κατανοήσει πλήρως τη δομή και τη λειτουργία του.
