HALBENTWICKELTE FORMEL: WAS ES IST UND BEISPIELE (METHAN, PROPAN, BUTAN ...) - CHEMIE - 2025

Die halbentwickelte Formel , auch als halbstrukturelle Formel bekannt, ist eine der vielen möglichen Darstellungen, die dem Molekül einer Verbindung gegeben werden können. Es kommt in der organischen Chemie sehr häufig vor, insbesondere in akademischen Texten, da es die korrekte Reihenfolge eines Moleküls und seiner kovalenten Bindungen zeigt.

Im Gegensatz zu der entwickelten Formel, die mit der Strukturformel identisch ist, zeigt diese die CH-Bindungen nicht und lässt sie weg, um die Darstellung zu vereinfachen. Anhand dieser Formel kann jeder Leser verstehen, was das Rückgrat eines Moleküls ist. aber nicht seine Geometrie oder irgendeinen der stereochemischen Aspekte.

Halbentwickelte 2-Methylheptan-Formel. Quelle: Gabriel Bolívar.

Um diesen Punkt zu verdeutlichen, haben wir oben die halbentwickelte Formel von 2-Methylheptan: ein verzweigtes Alkan, dessen Summenformel C ₈ H ₁₈ ist und das der allgemeinen Formel C _n H _{2n + 2} folgt . Beachten Sie, dass die Molekülformel absolut nichts über die Struktur aussagt, während die halbentwickelte Formel es uns bereits ermöglicht, zu visualisieren, wie diese Struktur aussieht.

Beachten Sie auch, dass die CH-Bindungen weggelassen werden und nur die CC-Bindungen hervorgehoben werden, aus denen die Kohlenstoffkette oder das Gerüst bestehen. Es ist ersichtlich, dass für einfache Moleküle die entwickelte Formel mit der kondensierten Formel übereinstimmt; und sogar mit dem molekularen.

Beispiele

Methan

Die Summenformel von Methan lautet CH ₄ , da es vier CH-Bindungen aufweist und eine tetraedrische Geometrie aufweist. Diese Daten werden durch die Strukturformel mit Keilen außerhalb oder unterhalb der Ebene bereitgestellt. Für Methan wird die kondensierte Formel ebenso wie die empirische und halbentwickelte zu CH ₄ . Dies ist die einzige Verbindung, für die diese Einzigartigkeit gilt.

Der Grund, warum die halbentwickelte Formel für Methan CH ₄ ist, liegt darin, dass seine CH-Bindungen nicht geschrieben sind; Andernfalls würde es der Strukturformel entsprechen.

Propan

Die halbentwickelte Formel für Propan lautet CH ₃ -CH ₂ -CH ₃ mit nur zwei CC-Bindungen. Sein Molekül ist linear, und wenn Sie bemerken, ist seine kondensierte Formel genau dieselbe: CH ₃ CH ₂ CH ₃ , mit dem einzigen Unterschied, dass die CC-Bindungen weggelassen werden. Für Propan stimmen zwar sowohl die halbentwickelte als auch die kondensierte Formel überein.

Tatsächlich gilt dies für alle linearkettigen Alkane, wie in den folgenden Abschnitten weiter ausgeführt wird.

Butan

Die halbentwickelte Butanformel lautet CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₃ . Beachten Sie, dass es in dieselbe Zeile geschrieben werden kann. Diese Formel entspricht genau genommen der von n-Butan, was darauf hinweist, dass es sich um das lineare und unverzweigte Isomer handelt. Das verzweigte Isomer 2-Methylpropan hat die folgende halbentwickelte Formel:

Halbentwickelte Formel von 2-Methylpropan. Quelle: Gabriel Bolívar.

Dieses Mal kann es nicht mehr in derselben Zeile geschrieben oder dargestellt werden. Diese beiden Isomere haben die gleiche Summenformel: C ₄ H ₁₀ , die nicht dazu dient, voneinander zu unterscheiden.

Pentane

Wieder haben wir ein anderes Alkan: Pentan, dessen Summenformel C ₅ H _{12 ist} . Die halbentwickelte Formel für n-Pentan lautet CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₃ , leicht darzustellen und zu interpretieren, ohne dass die CH-Bindungen platziert werden müssen. Die CH ₃ -Gruppen werden als Methyl oder Methyl bezeichnet, und das CH ₂ sind die Methylene.

Pentan hat andere verzweigte Strukturisomere, die im unteren Bild zu sehen sind, das durch ihre jeweiligen halbentwickelten Formeln dargestellt wird:

Halbentwickelte Formeln der beiden verzweigten Isomere von Pentan. Quelle: Gabriel Bolívar.

Das a-Isomer ist 2-Methylbutan, auch Isopentan genannt. Inzwischen ist das Isomer b 2,2-Dimethylpropan, auch bekannt als Neopentan. Seine halbentwickelten Formeln machen den Unterschied zwischen den beiden Isomeren deutlich; aber es sagt nicht viel darüber aus, wie solche Moleküle im Weltraum aussehen würden. Hierzu wären Strukturformeln und Modelle erforderlich.

Ethanol

Halbentwickelte Formeln werden nicht nur für Alkane, Alkene oder Alkine verwendet, sondern für jede Art von organischer Verbindung. So hat Ethanol, ein Alkohol, eine halbentwickelte Formel: CH ₃ -CH ₂ -OH. Beachten Sie, dass jetzt eine CO-Bindung dargestellt wird, nicht jedoch die OH-Bindung. Alle Wasserstoffbrückenbindungen werden vernachlässigt.

Lineare Alkohole sind ebenso wie Alkane leicht darzustellen. Kurzum: Alle halbentwickelten Formeln für lineare Moleküle sind einfach zu schreiben.

Dimethylether

Ether können auch mit halbentwickelten Formeln dargestellt werden. Im Fall von Dimethylether, dessen Summenformel C ₂ H ₆ O ist, lautet die halbentwickelte Formel : CH ₃ -O-CH ₃ . Es ist zu beachten, dass Dimethylether und Ethanol Strukturisomere sind, da sie dieselbe Molekülformel haben (zählen Sie die C-, H- und O-Atome).

Cyclohexan

Halbentwickelte Formeln für verzweigte Verbindungen sind mühsamer darzustellen als lineare; Vor allem aber sind cyclische Verbindungen wie Cyclohexan. Seine Summenformel entspricht der für Hexen und seine Strukturisomere: C ₆ H ₁₂ , da der hexagonale Ring als Ungesättigtheit gilt.

Um Cyclohexan darzustellen, wird ein hexagonaler Ring gezeichnet, an dessen Eckpunkten sich die Methylengruppen CH ₂ befinden , wie unten dargestellt:

Halbentwickelte Formel von Cyclohexan. Quelle: Gabriel Bolívar.

Die entwickelte Formel für Cyclohexan würde die CH-Bindungen zeigen, als ob der Ring Fernseh- "Antennen" hätte.

Phosphorsäure

Die Summenformel der Phosphorsäure lautet H ₃ PO ₃ . Für viele anorganische Verbindungen reicht die Summenformel aus, um eine Vorstellung von der Struktur zu erhalten. Es gibt jedoch mehrere Ausnahmen, und dies ist eine davon. Mit der Tatsache, dass H ₃ PO ₃ eine diprotische Säure ist, lautet die halbentwickelte Formel: HPO (OH) ₂ .

Das heißt, einer der Wasserstoffatome ist direkt an das Phosphoratom gebunden. Die Formel H ₃ PO _{3 lässt jedoch} auch ein Molekül mit einer halbentwickelten Formel zu: PO (OH) ₃ . Beide sind in der Tat sogenannte Tautomere.

Die halbentwickelten Formeln in der anorganischen Chemie sind den kondensierten in der organischen Chemie sehr ähnlich. In anorganischen Verbindungen reichen ihre Molekülformeln normalerweise aus, um sie zu beschreiben (wenn es sich um kovalente Verbindungen handelt), da sie keine CH-Bindungen aufweisen und im Prinzip einfacher sind.

Allgemeiner Kommentar

Halbentwickelte Formeln sind sehr häufig, wenn der Schüler die Regeln der Nomenklatur lernt. Aber sobald sie assimiliert sind, sind die chemischen Notizen im Allgemeinen mit Strukturformeln vom Skeletttyp vollgestopft. Das heißt, nicht nur die CH-Bindungen werden weggelassen, sondern auch Zeit gespart, indem das C ignoriert wird.

Im Übrigen treten in der organischen Chemie kondensierte Formeln häufiger auf als halbentwickelte, da erstere nicht einmal die Links wie in letzteren schreiben müssen. Und wenn es um anorganische Chemie geht, sind diese halbentwickelten Formeln weniger verbreitet.

Verweise

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