Геометрија молекула — разлика између измена

м
разне исправке; козметичке измене
м
м (разне исправке; козметичке измене)
[[ImageДатотека:Water molecule dimensions.svg|thumbмини|200px200п|Геометрија [[вода (молекул)|молекула воде]]]]
'''Молекуларна геометрија''' или '''молекуларна структура''' је три-[[димензија|димензионо]] уређење [[атом]]а који сачињавају [[молекул]]. Она условљава низ особина супстанце међу којима су [[Реактивност (хемија)|реактивност]], [[Поларност (физика)|поларност]], [[фаза (материја)|фаза материје]], [[боја]], [[магнетизам]], и [[биолошка активност]].<ref>{{McMurry3rd}}</ref><ref>{{Clayden1st}}</ref>
 
== Експерименталне методе ==
[[СликаДатотека:Модел метана.png|100п|left|Модел метана]]
Чак и најбољи електронски [[микроскоп]]и нису у стању да покажу изглед молекула већ само обрисе и то само огромних молекула као што су [[протеини]]. Ипак постоје методе помоћу којих се може одредити тј. предвидети геометрија [[молекул]]а само уз помоћ структурне формуле. Најједноставнија метода за предвиђање просторног облика хемијских једињења јесте она која користи правило о '''одбијању валентних [[електронски пар|електронских парова]]'''. По овој методи распоред електронских парова у највишем [[електронски ниво|електронском нивоу]] око централног [[атом]]а одређује просторни облик молекула. [[Електрон]]и су негативно наелектрисане честице, што узрокује распоред у коме су они најудаљенији један од другог. Кад растојање буде највеће, одбијање ће бити најмање, те ће молекул бити најстабилнији. Распоред валентних електронских парова зависи од њиховог броја. Npr. код [[метан]]а (-{CH}-<sub>4</sub>) четри електронска пара најмање ће се одбијати ако се налазе на ивицама правилног тетраедра.
 
Код једињења са 3 електронска пара (нпр. -{BF}-<sub>3</sub>) молекул је најстабилнији када се парови налазе под угловима од 120°; распоред је у једној равни. Ако је централни атом окружен великим бројем валентних електронских парова молекул може да има веома различите облике. Разматрање просторног распореда атома у молекулу је веома комплексан део [[Хемија|хемије]] и њиме се бави засебна дисциплина - [[стереохемија]]. Динамичка стереохемија податке добијене о просторном распореду користи за предвиђање понашања тих молекула у [[Хемијска реакција|хемијским реакцијама]], што је од посебног значаја за органске реакције у органзму које су веома стереоспецифичне.
 
Молекуларна геометрија може бити одређена разним [[спектроскопија|спектроскопским]] и [[дифракција|дифракционим]] методима. [[Infracrvena spektroskopija|-{IR}-]], [[Rotaciona spektroskopija|микроталасна]] и [[Раманова спектроскопија]] могу да произведу информације о молекулској геометрији из детаља детектованих вибрационих и ротационих апсорбанци. [[Кристалографија]], [[неутронска дифракција]] и [[електронска дифракција]] могу да произведу молекуларну структуру кристала на бази растојања између језгра и концентрације електронске густине. [[Гасна електронска дифракција]] се може користити за мале молекуле у гасној фази. [[НМР]] и [[Forsterov rezonantni energijski transfer|-{FRET}-]] методи се могу користити за одређивање комплементарних информација као што су релативна растојања,<ref>-{[http://dwb.unl.edu/Teacher/NSF/C08/C08Links/pps99.cryst.bbk.ac.uk/projects/gmocz/fret.htm FRET description]}-</ref><ref>{{cite journal| last1=Hillisch| doi=10.1016/S0959-440X(00)00190-1| first1=A| last2=Lorenz| first2=M| last3=Diekmann| first3=S |title=Recent advances in FRET: distance determination in protein–DNA complexes| pmid=11297928 | journal=Current Opinion in Structural Biology| year=2001| volume=11|issue=2 | pages=201–207}}</ref><ref>-{[http://www.fretimaging.org/mcnamaraintro.html FRET imaging introduction]}-</ref> диедрални углови,<ref>-{[http://www.jonathanpmiller.com/Karplus.html obtaining dihedral angles from <sup>3</sup>J coupling constants]}-</ref><ref>-{[http://www.spectroscopynow.com/FCKeditor/UserFiles/File/specNOW/HTML%20files/General_Karplus_Calculator.htm Another Javascript-like NMR coupling constant to dihedral]}-</ref> углови веза, и повезаност. Ниже температуре су подесније за одређивање молекуларне геометрије, јер су вишим температурама оне средње вредности доступних геометрија. Већи молекули се често јављају у више стабилних геометрија ([[конформациони изомеризам]]) са сличним енергетским нивоима на површини потенцијалне енергије. Геометрије се исто тако могу израчунати користећи [[ab initio kvantum hemijski metod|-{ab initio}- квантум хемијски методе]] до високе прецизности. Молекуларна геометрија може да се буде различита у чврстој, течној, и гасовитој фази.
 
== Изомери ==
* [[Протеинско склапање]] је процес формирања молекула комплексне геометрије и различитих изомера које [[протеин]]и могу да имају.
 
== Типови молекулске структуре ==
Постоји шест основних типова молекула
* '''Линеарни:''' У линеарном моделу, атоми су везан у правој линији. Углови веза су 180°. Пример таквог молекула је угљен диоксид.
* '''Тригонално планарни:''' Ови молекул су троугаони и леже у једној равни. Њихови углови веза су 120°. Пример молекула из ове групе је [[бор трифлуорид]].
* '''Тетраедрални:''' Ови молекули имају четири површине. Они имају четири везе на централном атому без додатних слободних [[електрон]]ских парова. Углови веза између електронских веза су [[Инверзна тригонометријска функција|-{arccos}-]](−1/3) = 109.47°. Пример тетраедралног молекула је [[метан]] (-{CH}-<sub>4</sub>).
* '''Октаедрални:''' Они имају осам површина. Угао веза је 90 степени. Пример октаедралног молекула је [[сумпор хексафлуорид]] (-{SF}-<sub>6</sub>).
* '''Пирамидални:''' Ови молекули имају [[Пирамида (геометрија)|пирамидни облик]]. Они имају три пара везаних електрона, и слободни електронски пар. Одбијање слободног пара и везаних парова мења угао од тетраедралног до нешто мање вредности. Пример је -{NH}-<sub>3</sub> ([[амонијак]]).
* '''Повијени:''' Повијени или угаони молекули имају нелинеарни облик. Пример таквог молекула је [[Вода (молекул)|вода]], или -{H<sub>2</sub>O}-, која има угао веза од око 106<sup>o</sup> Молекул воде има два пара везаних електрона и два слободна пара.
 
=== -{VSEPR}- табела ===
Углови веза у следећој табели су идеални углови из једноставне -{VSEPR}- теорије. Њима следе стварни углови за дате примере, уколико се они разликују. У многим случајевима, као што је тригонални пирамидални и повијени, стварни угао примера се разликује од идеалног угла. Угао у -{H<sub>2</sub>S}- (92°) се разликује од тетраедралног угла много више, него што је то случај за -{H<sub>2</sub>O}- (104.5°) угао.
 
| <center>180°</center>
| <center>[[ugljen dioksid|-{CO}-<sub>2</sub>]]</center>
| <center>[[ImageДатотека:Linear-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>3</center>
| <center>120°</center>
| <center>[[Bor trifluorid|-{BF}-<sub>3</sub>]]</center>
| <center>[[ImageДатотека:Trigonal-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>2</center>
| <center>120° (119°) </center>
| <center>[[sumpor dioksid|-{SO}-<sub>2</sub>]]</center>
| <center>[[ImageДатотека:Bent-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>4</center>
| <center>109.5°</center>
| <center>[[metan|-{CH}-<sub>4</sub>]]</center>
| <center>[[ImageДатотека:AX4E0-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>3</center>
| <center>107.5° </center>
| <center>-{NH}-<sub>3</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:AX3E1-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>2</center>
| <center>104.5° </center>
| <center>[[H2O|-{H}-<sub>2</sub>O]]</center>
| <center>[[ImageДатотека:Bent-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>5</center>
| <center>90°, 120°</center>
| <center>PCl<sub>5</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:Trigonal-bipyramidal-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>4</center>
| <center>180°, 120°, 90° (173.1°, 101.6°) </center>
| <center>-{SF}-<sub>4</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:AX4E1-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>3</center>
| <center>90°, 180° (87.5°, < 180°) </center>
| <center>-{ClF}-<sub>3</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:AX3E2-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>2</center>
| <center>180°</center>
| <center>-{XeF}-<sub>2</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:AX2E3-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>6</center>
| <center>90°, 180°</center>
| <center>-{SF}-<sub>6</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:AX6E0-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>5</center>
| <center>90° (84.8°), 180° </center>
| <center>-{BrF}-<sub>5</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:AX5E1-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>4</center>
| <center>90° 180°</center>
| <center>-{XeF}-<sub>4</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:Square-planar-3D-balls.png|50px]]</center>
|-
| <center>7</center>
| <center>90°, 72°</center>
| <center>-{IF}-<sub>7</sub></center>
| <center>[[ImageДатотека:Pentagonal-bipyramidal-3D-balls.png|50px]]</center>
|}
 
== 3D Репрезентације ==
* ''Линија'' или ''штап'' - атомска језгра нису представљена. Као и код 2D молекуларних структура овог типа, атоми се подразумевају на теменима.
:{| class=wikitable
|-
|<!--col1-->[[ImageДатотека:Formic-acid-3D-stick.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:L-aspartic-acid-3D-sticks.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:ATP-xtal-3D-sticks.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:Endohedral fullerene.png|center|110px]]
|}
 
* ''График електронске густине'' - приказује електронску густину одређену било [[кристалографија|кристалографски]] или користећи [[квантум механика|квантум механику]]
:{| class=wikitable
|-
|[[ImageДатотека:NorbornylCation ElectronDensity.jpg|center|110px]]
|[[ImageДатотека:WinsteinYellow.jpg|center|110px]]
|[[ImageДатотека:NorbornylChemDraw.png|center|110px]]
|}
 
* ''Кугла и штап'' - атомска језгра су представљена као сфере (кугле) и везе као штапови
:{| class=wikitable
|-
|<!--col1-->[[ImageДатотека:Methanol-3D-balls.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:Methanol struktur.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:PropyleneGlycol-stickAndBall.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:3LRI SolutionStructureAndBackboneDynamicsOfHumanLong arg3 insulin-Like Growth Factor 1 02.png|center|170px]]
|}
* [[Простор-попуњавајући модел]]и или -{ЦПК}- модели - молекул је приказан преклапајућим сферама које представљају атоме
:{| class=wikitable
|-
|<!--col1-->[[ImageДатотека:Methanol.pdb.png|center|110px110п|]]
|[[ImageДатотека:Ubiquitin spheres.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:P-cresol-spaceFilling.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:3GF1 Insulin-Like Growth Factor Nmr 10 01.png|center|170px]]
|}
* '''Дијаграм''' - приказ протеина где се петље, бета равни, и [[алфа хеликс]]и приказују дијаграмом. Атоми или везе нису експлицитно приказани, већ само протеинска основа као глатка цев.
:{| class=wikitable
|-
|[[ImageДатотека:Beta-meander1.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:MreB.png|center|110px]]
|[[ImageДатотека:Anthrax toxin protein key motif.svg|center|110px]]
|[[ImageДатотека:8tim TIM barrel.png|center|170px]]
|}
 
== Спољашње везе ==
{{Commonscat|Molecular geometry}}
* [http://www.tutor-homework.com/Chemistry_Help/Molecular_Geometry/Polar_Or_Nonpolar.html Vodič za molekularnu geometriju i polarnost]
{{-}}
{{МолекуларнаГеометрија}}
1.572.075

измена