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2.6: Formas moleculares
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Molecular Shapes
 
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TRANSCRIPCIÓN

2.6: Molecular Shapes

2.6: Formas moleculares

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.

Visión general

La forma de una molécula contribuye a su función y sus interacciones con otras moléculas. A lo largo de los años, se han desarrollado muchos modelos diferentes para la representación visual de moléculas.

Representaciones Bidimensionales de Moléculas

Las estructuras lewis fueron desarrolladas por Gilbert Newton Lewis, quien publicó por primera vez estas estructuras en su artículo "El átomo y la molécula" en 1916. Las estructuras Lewis utilizan los símbolos químicos para los elementos. Las líneas que enlazan elementos representan enlaces covalentes, y los pares de puntos representan pares de electrones que no participan en un enlace.

La estructura de la línea de unión es una forma más sencilla de visualizar moléculas orgánicas (basadas en carbono) que la estructura Lewis. En las estructuras de líneas de unión, se entiende que los átomos de carbono e hidrógeno existen en cualquier lugar en el que una línea termine o se doble en un ángulo, en lugar de dibujarse explícitamente. Las estructuras de líneas de unión son especialmente útiles para modelar moléculas más grandes que contienen grandes cantidades de carbono e hidrógeno o cadenas de hidrocarburos muy largas, como las que se encuentran comúnmente en química orgánica y bioquímica.

Representaciones tridimensionales de moléculas

Los modelos 2D son útiles para comprender las estructuras moleculares básicas. Sin embargo, para predecir cómo las moléculas interactuarán entre sí y con otras sustancias, es importante entender cómo existen las moléculas en el espacio tridimensional. Los modelos de bolas y palos muestran relaciones 3D entre átomos dentro de una molécula.

Los modelos de llenado de espacio llevan el concepto de modelos de bolas y palos más allá, proporcionando una visión 3D más precisa de las moléculas mediante la representación de átomos de una manera que mantiene la relación de radios atómicos. En lugar de utilizar líneas entre átomos para representar enlaces, la proximidad de las esferas entre sí indica la fuerza de unión. Los átomos con enlaces más fuertes, como los enlaces dobles, están representados por esferas que se superponen más que las esferas que representan átomos más débilmente unidos. El etiquetado de átomos con sus símbolos químicos generalmente no es necesario, ya que los modelos de llenado de espacio y bola y palo utilizan colores estandarizados para representar átomos de diferentes elementos. El rojo representa el oxígeno, el negro es carbono y el blanco es hidrógeno. Otros elementos que comúnmente forman compuestos covalentes, incluyendo nitrógeno, azufre, fósforo, cloro, flúor y bromo, también están indicados por colores específicos.

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