Hur vet man hur strukturformeln för en molekyl ser ut?

naturaren1 skrev:

Jag pluggar inför ett kemiprov och håller på med några övningsuppgifter där man ska skriva strukturformeln för några olika ämnen. Som jag förstått det som så visar man i en strukturformel de ämnen som ingår och bindningarna mellan dem. Tex är strukturformeln för CS₂ S=C=S. 

Men jag undrar hur man vet hur man ska skriva strukturformeln för mer svåra molekyler såsom CHCl₃ , NH₂OH och N₂H₄? Hur vet man till exempel att i CHCl₃-molekylen sitter kolatomen i mitten och inte väteatomen?

Du får öva, och ju mer du lär dig om hur grundämnena beter sig, och hur molekyler med grundämnena är uppbyggda, desto enklare blir det att lista ut hur en okänd molekyl ser ut (för vissa formler finns det mer än en kombination, om namnet inte är helt exakt).

Vilken atom som sitter i mitten beror på vilka och hur många bindningar som denna atom kan skapa. Och så klart på de andra atomerna, hur många bindningselektroner de andra atomerna kan delta med.

Kolatomen vill skapa fyra bindningar, antingen fyra enkelbindningar (som i kloroform, CHCl₃), eller två dubbelbindningar (som i koldioxid, CO₂) eller en trippelbindning tillsammans med en enkelbindning.

Och när jag söker upp strukturformeln för N₂H₄ så kommer det upp olika strukturformler för samma molekyl. Bilderna nedan är ett exempel på strukturformeln som jag hittade från nätet och den andra är den som står i min kemibok. Vilken är rätt eller kan båda vara rätt? Spelar det kanske ingen roll vilken riktning man drar bindningarna mellan kväveatomerna och väteatomerna?

Bägge dessa strukturformler beskriver ungefär hur hydrazin ser ut. De är en förenklad version av hur atomerna är fördelade i denna molekyl.

Kväveatomerna i hydrazin har varsitt fritt elektronpar, som inte är utritat i någon av bilderna. Detta fria elektronpar tar även det upp plats, vilket påverkar hur väteatomerna kan befinna sig runt om kväveatomerna (elektronerna i bindningarna mellan kväve och väte repelleras av elektronerna i de fria elektronparen).

Så trots att de bilder du visade inte riktigt ger all information, kan det ibland vara okej att visa lite mindre - så länge alla kommer i håg att det för kvävet finns ett fritt elektronpar. Med detta fria elektronpar blir geometrin tetragonal, och molekylens atomer kan visas platt (till vänster). Eller med ytterligare information om precis i vilken riktning som väteatomerna finns (i förhållande till kväveatomerna) (till höger). Här får du "komma ihåg" de fria elektronparen, som jag ritade ut som röda prickar.