Kjemiske Arter

Nøkkelinformasjon & Sammendrag

• en kjemisk art er et sett med molekylære enheter som er kjemisk identiske og kan utforske de samme molekylære energinivåene på en angitt tidsskala
• hvis to konformasjonsisomerer interkonverterer sakte nok til at hver AV dem oppdages av FORSKJELLIGE NMR-spektra, vil de bli definert som to forskjellige kjemiske arter.
• I Supramolekylær Kjemi Har Supramolekylære Strukturer Hvis Interaksjoner Blitt Dannet Gjennom Skapelsen Eller brudd på visse intermolekylære bindinger er definert som samme kjemiske art

hva betyr kjemiske arter?

enkelt sagt, hvis et atom er identisk med et annet atom, er de definert som de samme kjemiske artene. Dette gjelder også for molekyler, ved at hvis ett molekyl er identisk med et annet, er de samme kjemiske arter.

en kjemisk art kan også defineres som et sett av molekylære enheter som er kjemisk identiske og kan utforske de samme molekylære energinivåene på en angitt tidsskala.

for eksempel inneholder en flaske full av vann molekyler av nøyaktig samme kjemiske art. Videre inneholder en bar av fast gull atomer av nøyaktig samme kjemiske art.

begrepet ‘kjemiske arter’ kan også referere til formen et kjemikalie finnes i når det finnes i en løsning. For eksempel, når NaCl er oppløst i løsning, finner du faktisk ikke NaCl. Snarere har Du Na + ioner Og Cl-ioner – dette skyldes At NaCl har dissosiert. Som sådan vil de kjemiske artene i denne løsningen Være Na + – ionene og Cl – ionene. Denne regelen gjelder for sterke elektrolytter. De sies å ha ioniske arter i løsning.

for elektrolytter som ikke dissosierer i oppløsning, er den kjemiske arten definert som den samme som den var før den ble tilsatt løsningen. De sies å ha molekylære arter i løsning.

Svake elektrolytter er kjent for å ha både ioniske og molekylære arter i oppløsning-dette skyldes at noen molekyler dissocierer, og noen gjør det ikke.

i tillegg er en gruppe molekyler med forskjellige isotoper også klassifisert som av samme kjemiske art.

Kjemiske arter OG NMR

NMR (kjernemagnetisk resonans) spektroskopi er en kjemisk teknikk som brukes til å bestemme strukturen av organiske kjemiske forbindelser – det er også den eneste spektroskopiske metoden som gir en fullstendig analyse av hele spekteret. Det er en ikke-destruktiv teknikk og krever så lite som et milligram av analytten for å produsere gode data.

NMR er basert på teorien om at alle kjerner er elektrisk ladet og har spinn. Dette betyr at hvis et eksternt magnetfelt påføres kjernene, er det mulig å overføre energi mellom basens energinivå og et høyere energinivå. Når dette spinnet vender tilbake til basisnivået, sendes energi ut. Frekvensen som dette skjer kan måles og deretter behandles for å gi ET NMR-spektrum.

NMR kan brukes til å identifisere konformasjonsisomerer. Dette er isomerer som produseres ved rotasjon av σ obligasjoner – de interkonverterer også (bytter mellom de to) veldig raskt ved romtemperatur. Et eksempel på et molekyl som gjør dette er butan,som kan vises på bildet nedenfor.

denne teorien blir viktig når man snakker om kjemiske arter. På grunn av det faktum at disse isomerer kan konvertere fra en form til en annen, kan en blanding av to isomerer konvertere relativt sakte. Som vi har diskutert før, er kjemiske arter definert som sådan på et bestemt tidspunkt. Dette betyr at hvis disse to isomerer interconvert sakte nok til hver detekteres av FORSKJELLIGE NMR-spektra, vil de bli definert som to forskjellige kjemiske arter. Dette sier også at en blanding av samme isomer kan betraktes som samme kjemiske art, da de to er i likevekt.

Kjemiske arter i supramolekylær kjemi

for å først forstå hvordan kjemiske arter er definert i supramolekylær kjemi, må du vite grunnleggende om disiplinen. Supramolekylær refererer til området kjemi som omhandler hvordan molekyler kobler seg til å danne større ‘systemer’ fra et diskret antall underenheter. Kreftene som er involvert i supramolekylær kjemi kan variere fra svake krefter (som hydrogenbinding og elektrostatiske interaksjoner) til sterkere krefter (som kovalente bindinger). Studier på dette området av kjemi fokuserer primært på svakere og reversible ikke-kovalente bindinger mellom visse molekyler, for eksempel:

• Hydrogenbindinger
• Hydrofobe krefter
• van Der Walls krefter
• metallkoordinasjon
• Pi-pi-interaksjoner

studiet av disse bindingene er spesielt viktig i biologiske fag, da de har vist seg å være viktige i molekylær selvmontering og folding.

når det gjelder en kjemisk art i supramolekylær kjemi, er de definert som supramolekylære strukturer hvis interaksjoner har blitt dannet gjennom opprettelse eller brudd av visse intermolekylære bindinger.