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2.6: 분자 모양
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Molecular Shapes
 
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2.6: Molecular Shapes

2.6: 분자 모양

Overview

The shape of a molecule contributes to its function and its interactions with other molecules. Over the years, many different models have been developed for the visual representation of molecules.

Two-Dimensional Representations of Molecules

Lewis structures were developed by Gilbert Newton Lewis, who first published these structures in his paper “The Atom and the Molecule” in 1916. Lewis structures use the chemical symbols for elements. Lines linking elements represent covalent bonds, and pairs of dots represent pairs of electrons that do not participate in a bond.

The bond line structure is a simpler way to visualize organic (carbon-based) molecules than the Lewis structure. In bond line structures, carbon and hydrogen atoms are understood to exist anywhere that a line terminates or bends at an angle, rather than being explicitly drawn. Bond line structures are especially useful for modeling larger molecules that contain large amounts of carbon and hydrogen or very long hydrocarbon chains, such as those commonly encountered in organic chemistry and biochemistry.

Three-Dimensional Representations of Molecules

2D models are useful for understanding basic molecular structures. However, to predict how molecules will interact with one another and with other substances, it is important to understand how molecules exist in three-dimensional space. Ball and stick models show 3D relationships between atoms within a molecule.

Space-filling models take the concept of ball and stick models further, providing a more accurate 3D view of molecules by depicting atoms in a way that maintains the ratio of atomic radii. Rather than using lines between atoms to represent bonds, the proximity of spheres to one another indicates bond strength. Atoms with stronger bonds, such as double bonds, are represented by spheres that overlap more than spheres representing more weakly-bonded atoms. Labeling atoms with their chemical symbols is generally not necessary, because space-filling and ball and stick models both use standardized colors to represent atoms of different elements. Red represents oxygen, black is carbon, and white is hydrogen. Other elements that commonly form covalent compounds, including nitrogen, sulfur, phosphorus, chlorine, fluorine, and bromine, are indicated by specific colors as well.

개요

분자의 모양은 그 기능 및 다른 분자와의 상호 작용에 기여합니다. 수년에 걸쳐, 많은 다른 모형은 분자의 시각적 표현을 위해 개발되었습니다.

분자의 2차원 표현

루이스 구조는 길버트 뉴턴 루이스에 의해 개발되었다, 누가 먼저 그의 논문에 이러한 구조를 출판 "원자와 분자" 1916. 루이스 구조는 원소에 화학 기호를 사용합니다. 요소를 연결하는 요소는 공유 결합을 나타내며 점 쌍은 결합에 참여하지 않는 전자 쌍을 나타냅니다.

결합 선 구조는 루이스 구조보다 유기 (탄소 기반) 분자를 시각화하는 간단한 방법입니다. 채권선 구조에서 탄소 및 수소 원자는 명시적으로 그려지는 대신 선이 종료되거나 비스듬히 구부러지는 곳이면 어디서나 존재하는 것으로 이해됩니다. 본드 라인 구조는 유기 화학 및 생화학에서 일반적으로 발생하는 것과 같이 많은 양의 탄소 와 수소 또는 매우 긴 탄화수소 사슬을 포함하는 더 큰 분자를 모델링하는 데 특히 유용합니다.

분자의 3차원 표현

2D 모델은 기본적인 분자 구조를 이해하는 데 유용합니다. 그러나 분자가 서로 다른 물질과 상호 작용하는 방법을 예측하려면 분자가 3차원 공간에서 어떻게 존재하는지 이해하는 것이 중요합니다. 공과 스틱 모델은 분자 내의 원자 사이의 3D 관계를 보여줍니다.

공간 충진 모델은 볼과 스틱 모델의 개념을 더 많이 가지고 원자 반대의 비율을 유지하는 방식으로 원자를 묘사하여 분자의 보다 정확한 3D 뷰를 제공합니다. 원자 사이의 선을 사용하여 채권을 나타내는 대신, 서로 구체의 근접성은 채권 강도를 나타냅니다. 이중 결합과 같이 유대가 강한 원자는 더 약한 결합 원자를 나타내는 구체보다 더 많이 겹치는 구체로 표현됩니다. 공간 충전 및 볼 및 스틱 모델은 표준화된 색상을 사용하여 서로 다른 요소의 원자를 나타내기 때문에 화학 기호로 원자를 라벨링하는 것은 일반적으로 필요하지 않습니다. 빨간색은 산소를 나타내고, 검은 색은 탄소이고, 흰색은 수소입니다. 질소, 황, 인, 염소, 불소 및 브롬을 포함한 동종 화합물을 일반적으로 형성하는 다른 원소도 특정 색상으로도 표시됩니다.

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